Our Planet Reviewed - Expedition Papua New-guinea

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Mode de vie amphibie en milieu équatorial

Niveaux primaire cycle 3, 5e, 4e

Approche croisée SVT / géographie

Photographie d’imago de <i>Leptolalax pictus</i>

Photographie d’imago de Leptolalax pictus

[© Sandra Goutte]

 
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Objectifs : 

Grâce aux exemples de quelques animaux vivants en milieu équatorial, il est possible de présenter la répartition de ce climat au niveau de la Terre, les conditions de vie du climat équatorial. Les adaptations des animaux pour vivre dans ces conditions permettent d’aborder la respiration et la reproduction.

Contexte : 

Les forêts équatoriales possèdent des conditions de vie particulières.

De nombreuses espèces animales de la forêt équatoriale ont évolué vers une vie aquatique et terrestre. Dans les forêts de Papouaise Nouvelle-Guinée, ces adaptations concernant la reproduction, l’alimentation ou la respiration permettent à ces espèces de vivre dans de nombreux habitats. 

Documents :

Doc 1 : La forêt équatoriale de Papouasie Nouvelle-Guinée

 

 

Carte de la répartition du climat équatorial dans le monde

Carte de la répartition du climat équatorial dans le monde

 
Les conditions du climat équatorial

Les conditions du climat équatorial

Graphiques des températures et des précipitations durant l’année à Madang

 
La répartition de la forêt équatoriale de Papouasie-Nouvelle-Guinée

La répartition de la forêt équatoriale de Papouasie-Nouvelle-Guinée

Carte de l’écologie et la biodiversité de la Papouasie-Nouvelle-Guinée. Source World wildlife Fund

1. Northern New Guinea Montane rain forests

2. Northern New Guinea Iowland raind and freshwater swamp forests

3. New Guinea mangroves

4. Central Range montane rain forests

5. Central Range sub-alpine grasslands

6. Sourthern New Guinea Iowland rain forests

7. Southern New Guinea freshwater swamp forests

8. Trans Frly savanna and grasslands

9. New Guinea mangroves

10. New Guinea mangraves

11. Huan Peninsula montane rain forests

12. Admiralty Islands Iowland rain forests

13. New Britain-New Ireland Iowland rain forests

14. New Britain-New Ireland Iowland rain forests

15. Trobriand Islands rain forests

16. Louisiade Archipelago rain forests

17. Solomon Islands rain forests

 
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La Papouasie Nouvelle-Guinée est couverte de plusieurs types de forêt  parmi lesquels la mangrove et la forêt tropicale de basse altitude (jusqu’à 1500 m d’altitude). La forêt tropicale de basse altitude couvre une importante surface de l’île et abrite une biodiversité considérable. Celle-ci est malheureusement en proie à une déforestation grandissante, à la fois pour le commerce du bois dans toute l’Asie et pour l’installation de plantations à grande échelle. Les sous-sols de Papouasie étant riches en métaux et hydrocarbures, les mines et usines d’extractions sont installées dans des zones jusqu’alors préservées. Ces installations libèrent dans l’environnement de nombreux polluants mettant en péril la biodiversité. Enfin, la chasse pour le commerce d’espèces  animales ou de bois rares fait pression sur des espèces déjà fragilisées.

 

Canopée de la forêt équatoriale humide des Monts Foja

Canopée de la forêt équatoriale humide des Monts Foja

Canopée de la forêt équatoriale humide des Monts Foja (partie indonésienne de la Nouvelle Guinée) où vit la grenouille Litoria graminea [© Philippe Bouchet | MNHN].

 
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Doc 2 : La respiration des Anoures en forêt tropicale

Les têtards de Staurois tuberilinguis :

La peau dépourvue de pigments de cette espèce permet de voir par transparence les organes internes et les zones fortement vascularisées, rose plus foncé que les autres. Ces têtards vivent enfouis dans la litière, au fond des laisses d’eau calme sur le coté des torrents de la forêt tropicale. 

 

Têtards de l’espèce Staurois tuberilinguis, Bornéo, Malaisie

Têtards de l’espèce Staurois tuberilinguis, Bornéo, Malaisie

Plusieurs têtards au fond de l’eau [San dra Goutte | © MNHN].

 
Têtards de l’espèce Staurois tuberilinguis, Bornéo, Malaisie

Têtards de l’espèce Staurois tuberilinguis, Bornéo, Malaisie

Vue ventrale du têtard [Sandra Goutte | © MNHN].

 
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Lors de leur vie larvaire,  la plupart des grenouilles et crapaud respirent sous l’eau grâce à des branchies. L’eau riche en dioxygène est aspirée par la bouche et passe au travers les branchies fortement vascularisées où les échanges gazeux se font. L’eau appauvrie en dioxygène et enrichie en dioxyde de carbone est évacuée dans le milieu via le spiracle. Chez l’espèce Staurois tuberilinguis, comme chez la majorité des amphibiens anoures, un seul spiracle est présent, sur le côté gauche du têtard. 

(Précisions sur la biologie des têtards de Stéphane Grosjean.)

La grenouille dans la canopée :

 

<i>Litoria graminea</i> sur la mousse d’un arbre

Litoria graminea sur la mousse d’un arbre

Taille réelle : 5,2 cm [© Geordie Torr]

 
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Chez la plupart des grenouilles, les poumons constituent l’organe respiratoire principal. Chez les amphibiens, la peau est très vascularisée et, par endroits, très fine. Cela leur permet d’absorber aussi du dioxygène à travers la peau. Ces échanges cutanés peuvent participer jusqu’à 100% de la respiration de l’organisme puisque certaines espèces sont complètement dépourvues de poumons.  

Schéma du mécanisme de la respiration de la grenouille

Schéma du mécanisme de la respiration de la grenouille

Les poumons d’amphibiens sont des sortes de sacs dont la paroi, très fine, permet les échanges gazeux entre l’air et le sang. Les grenouilles ne peuvent pas gonfler leurs poumons car elles ne possèdent pas de cage thoracique close ou de diaphragme : elles doivent donc avaler l’air et le pousser dans les poumons afin de respirer.

 
Schéma du mécanisme de la respiration de la grenouille

Schéma du mécanisme de la respiration de la grenouille

Les flèches noires indiquent les mouvements des tissus. Les flèches rouges représentent le sens de circulation de l’air riche en dioxygène et pauvre en dioxyde de carbone, et les flèches bleu celui de l’air riche en dioxyde de carbone et appauvrit en dioxygène.

a. Respiration bucco-pharyngienne: la grenouille a la trachée fermée par la glotte, et les narines ouvertes. Elle fait entrer l’air frais dans la cavité buccale par l’abaissement du plancher de la cavité.

b. La glotte se relève, l’air peut alors circuler entre le poumon et la cavité buccale. L’air vicié contenu dans les poumons est expulsé vers l’extérieur par des contractions musculaires et passe au-dessus de l’air frais contenu dans la cavité buccale.

c. Les narines se ferment, le plancher buccal se relève et pousse l’air riche en 02 vers les poumons.

d. La glotte se rabaisse, les narines s’ouvrent, et le cycle recommence.

 
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Doc 3 : Quelques adaptations reproductrices des anoures aux différentes conditions de la forêt tropicale

L’eau est nécessaire au maintien des œufs et au développement des larves de la grande majorité des amphibiens anoures (grenouilles et crapauds). La forêt tropicale est un milieu très hétérogène et de nombreuses sources d’eau peuvent être utilisées par les animaux la peuplant. Tous les types de points d’eau sont utilisés par les anoures : les mares, les ruisseaux et rivières, les marais, les lacs, mais aussi les cascades, les flaques d’eau éphémères et les phytotelmes (des petits points d’eau au sein de récipients végétaux : au creux des feuilles ou dans les trous d’arbres par exemple). 

Le développement direct chez les Microhylidae :

Dans certaines zones de la forêt tropicale, même si le taux d’humidité est important, les points d’eau sont rares. Certaines espèces d’anoures n’ont pas besoin de point d’eau pour se reproduire ; elles pondent leurs œufs dans le sol humide, et ce sont des petites grenouilles entièrement formées qui sortent des œufs. On appelle cela le développement direct. Dans la forêt tropicale humide de Papouasie Nouvelle-Guinée, de nombreuses espèces de la famille des Microhylidae ont un développement direct.

 

Un mâle <i>Albericus sp. </i>

Un mâle Albericus sp.

Un mâle Albericus sp. de la famille des Microhylidae. Le sac vocal (au niveau de la gorge) est gonflé : le mâle est en train de produire un chant d’appel afin d’attirer des femelles gravides avec lesquelles il pourra s’accoupler. Papouasie-Nouvelle Guinée [© David Bickford].

 
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De l’écume pour maintenir l’humidité :

Un couple d’<i>Engystomops pustulosus</i>. Panama.

Un couple d’Engystomops pustulosus. Panama.

Le mâle bat le mucus entourant les œufs produits par la femelle des ses pattes arrières au cours de la ponte afin de former un « nid » d’écume qui englobera les œufs fécondés sur les flaques d’eau, et permettront à ceux-ci de rester humides même si la flaque s’assèche [© Sandra Goutte].

 
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