Biologie du primaire et du collège · Grades 1–9
41La matière venue des aliments
Un veau de devient, en deux ans, une vache de . Une demi-tonne de vache neuve — chair, os, cuir, cornes — est apparue de quelque part. La vache a mangé de l’herbe ; la matière nouvelle n’est pas de l’herbe ; et pourtant, sans l’herbe, rien de tout cela n’existerait. Ce que les animaux font de leur nourriture est l’affaire de ce chapitre — le côté consommateurs du registre de Chapitre 40.
41.1 Les animaux bâtissent leur matière à partir de leur nourriture
Proposition 41.1 (Les consommateurs transforment la matière organique)
Un animal bâtit sa propre matière organique — muscle, os, graisse, plume, coquille — à partir de la matière organique qu’il mange. La digestion (Définition 25.3) démonte les aliments en nutriments ; le sang les livre (Proposition 27.1) ; et les cellules du corps (Proposition 29.7) les réassemblent en la substance propre de l’animal. Les animaux sont des transformateurs de matière, jamais des fabricants à partir du minéral : ce métier appartient aux seuls producteurs.
Démonstration. Admis à ce niveau. ∎
Exemple 41.2 (De l’herbe en vache)
Suis la demi-tonne : la vache broute heure après heure (Proposition 10.7 expliquait ces longues heures) ; sa lourde digestion (Exercice 25.11) démonte l’herbe en nutriments ; son sang les porte au pis, aux muscles et au veau qui grandit en elle ; ses cellules bâtissent de la matière de vache à partir de matière d’herbe. Le pâturage se promène, très littéralement, sous une forme nouvelle.
Remarque 41.3 (La matière change de mains, pas de nature)
À chaque flèche d’une chaîne alimentaire (Définition 19.1), la matière organique change de propriétaire et est rebâtie — matière d’herbe en matière de vache, matière de vache (le lait, la viande) en matière d’enfant. L’organique ne vient jamais de nulle part : les consommateurs se le passent et le remodèlent. Ce n’est qu’au départ vert de la chaîne qu’il a été fabriqué neuf (Proposition 40.6) ; ce n’est qu’au bout, chez les décomposeurs du chapitre suivant, qu’il retourne au minéral.
41.2 Grandir, c’est produire de la matière
Définition 41.4 (La production de matière d’un animal)
La production de matière d’un animal est la matière organique neuve qu’il bâtit : la croissance des jeunes (les kilogrammes gagnés par le veau), les renouvellements annuels (le pelage mué et repoussé, les bois, les plumes), les réparations (l’os ressoudé de Remarque 17.3) et les productions (lait, œufs, laine). Tout cela est de la nourriture rebâtie.
Exemple 41.5 (Peser la production)
Les éleveurs pèsent la production chaque jour : une vache laitière donne quelque de lait par jour — de la matière organique qu’elle doit rebâtir à partir de sa ration, jour après jour ; l’œuf d’une poule représente quelque de provisions bien rangées (Remarque 8.3), assemblées dans la nuit à partir de son grain. Pas de ration, pas de production : le registre s’équilibre sans pitié.
Proposition 41.6 (Toute la nourriture ne devient pas du corps)
Un consommateur ne convertit jamais toute sa nourriture en matière neuve :
- une part n’est jamais absorbée et sort en excréments (Proposition 25.5) ;
- une grande part est brûlée — combinée au dioxygène du souffle (Proposition 26.5) — pour alimenter le mouvement et la chaleur : de la matière dépensée comme carburant, qui repart en gaz expiré ;
- seul le reste devient croissance et productions.
De l’herbe qu’une vache mange, seule une fraction modeste finit en vache neuve — et c’est pourquoi chaque étage de la pyramide de Proposition 34.5 est tellement plus petit que celui du dessous.
Démonstration. Admis à ce niveau. ∎
Exemple 41.7 (La pyramide, enfin expliquée)
Les tonnes d’herbe d’un pré nourrissent une population de lapins ; les kilogrammes des lapins nourrissent un renard ou deux. À chaque flèche, la plus grande part de la matière est brûlée pour vivre ou perdue, et seule une fraction est passée vers le haut sous forme de corps. Les grands chasseurs sont rares (Proposition 34.5) parce qu’ils vivent des restes des restes — une arithmétique, pas de la malchance.
41.3 Des menus, des dents, et un seul et même métier
Démonstration. Admis à ce niveau. ∎
Méthode 41.9 (Faire le bilan de matière d’un animal)
Pour n’importe quel animal, dresse son registre de matière :
- entrées : quelle matière organique mange-t-il, et à qui la prend-il ? (ses flèches entrantes du réseau alimentaire, Définition 34.1) ;
- bâti : quelles croissances, quels renouvellements et quelles productions fabrique-t-il ?
- sorties : les excréments, et la matière brûlée pour le mouvement et la chaleur ;
- vérifie l’équilibre : la production doit être le reste modeste — si une affirmation la rend plus grande (« cet étang produit plus de matière de poisson que l’étang ne fait pousser de nourriture »), l’affirmation est fausse.
Exemple 41.10 (Le bilan en pratique)
Fais le bilan du merle (Exemple 10.8) : entrées — vers, insectes, baies ; bâti — sa propre croissance, les plumes neuves de chaque année, la ponte ; sorties — des fientes sur le mur, et la grande part brûlée qui a alimenté une année de vol et de chant. Le poids de nourriture quotidien d’un oiseau chanteur est énorme pour sa taille précisément parce que le vol brûle une si grande part du registre.
41.4 Exercices
Exercice 41.1 ★
Énonce le métier des consommateurs, et oppose-le à celui des producteurs, en une phrase chacun.
Solution
Solution de Exercice 41.1.
Les consommateurs transforment la matière organique qu’ils mangent en leur propre matière organique. Les producteurs fabriquent de la matière organique neuve à partir de fournitures purement minérales, avec l’énergie de la lumière.
Exercice 41.2 ★
Énumère les étapes qui changent l’herbe en muscle de vache, en nommant le chapitre qui a traité chacune.
Solution
Solution de Exercice 41.2.
La digestion démonte l’herbe en nutriments (Chapitre 25) ; le sang les livre partout (Chapitre 27) ; les cellules du corps les réassemblent en matière de vache, en se divisant à mesure que le corps grandit (Chapitre 29).
Exercice 41.3 ★
Donne quatre formes de production de matière chez un animal, avec un exemple de chacune.
Exercice 41.4 ★
Nomme les trois destinations de la nourriture d’un consommateur, d’après Proposition 41.6.
Solution
Solution de Exercice 41.4.
Jamais absorbée — sortie en excréments ; brûlée avec le dioxygène du souffle pour le mouvement et la chaleur — sortie en gaz expiré ; et le reste, bâti en croissance et en productions.
Exercice 41.5 ★
Pourquoi une vache laitière a-t-elle besoin d’une ration chaque jour pour continuer à donner du lait ?
Solution
Solution de Exercice 41.5.
Parce que les de lait de chaque jour sont de la matière organique qu’elle doit rebâtir à partir de la ration du jour ; le lait est une production, et une production est de la nourriture rebâtie — pas d’entrée, pas de sortie.
Exercice 41.6 ★
Un œuf contient de matière organique. Où a-t-elle été fabriquée — dans la poule, ou avant elle ? Démêle cela soigneusement.
Solution
Solution de Exercice 41.6.
Assemblée dans la poule, à partir des nutriments de son grain — mais la matière organique elle-même a d’abord été fabriquée avant elle, dans les feuilles de la plante à grain. La poule a transformé ; la plante a produit.
Exercice 41.7 ★★
Sers-toi de Proposition 41.6 pour expliquer pourquoi la pyramide alimentaire se rétrécit à chaque étage.
Solution
Solution de Exercice 41.7.
À chaque flèche, la plus grande part de la matière mangée est brûlée pour vivre ou perdue en excréments, et seule une fraction modeste devient le corps du mangeur — la seule part que l’étage suivant peut manger. Chaque étage n’a donc qu’une fraction de la matière de celui du dessous : la pyramide se rétrécit par arithmétique.
Exercice 41.8 ★★
Applique Méthode 41.9 à un chat de maison : entrées, bâti, sorties — avec au moins deux éléments par ligne.
Solution
Solution de Exercice 41.8.
Entrées : viande ou croquettes (et la souris occasionnelle). Bâti : sa croissance de chaton, le pelage qu’il renouvelle à chaque mue, les réparations après les éraflures. Sorties : des excréments au jardin, et la part brûlée qui alimente chaque bond, chaque ronronnement et chaque sieste au chaud.
Exercice 41.9 ★★
« Le renard et la vache font des choses différentes de leur nourriture. » Corrige la phrase avec Proposition 41.8 — qu’est-ce qui diffère, et qu’est-ce qui est identique ?
Solution
Solution de Exercice 41.9.
Ce qui diffère, c’est la source et l’équipement : de l’herbe contre du lapin, des broyeuses et un tube immense contre des dents qui saisissent et un tube court. Ce qui est identique, c’est le métier lui-même : tous deux démontent la matière organique mangée en nutriments et la rebâtissent en leur propre substance.
Exercice 41.10 ★★
Un enfant grandit de en un an alors qu’il mange plusieurs centaines de kilogrammes de nourriture. Où est passé le reste ? Réponds avec le registre.
Solution
Solution de Exercice 41.10.
La plus grande part est partie en part brûlée — pour alimenter une année de courses, de réflexion et de maintien à — et une part n’a jamais été absorbée et est sortie en excréments. Seul le petit reste, les , est devenu du corps neuf : le registre de l’enfant s’équilibre comme celui de la vache.
Exercice 41.11 ★★
La coquille de l’escargot est une substance minérale, et pourtant Exemple 40.2 la comptait comme l’ouvrage de l’escargot. Concilie les deux : qu’a fait le corps de l’escargot, et à partir de quelles fournitures, pour la bâtir ?
Solution
Solution de Exercice 41.11.
Le corps de l’escargot a tiré les ingrédients minéraux de sa coquille de sa nourriture et de son environnement, les a transportés, et les a déposés couche après couche selon sa propre architecture. La substance est minérale ; la construction est l’ouvrage de l’animal vivant — une chose fabriquée, en matériau minéral.
Exercice 41.12 ★★★
Un hectare de terre nourrit plus de gens en pommes de terre qu’en porc élevé sur ces mêmes pommes de terre. Explique avec Proposition 41.6 — où passe la différence quand les pommes de terre font le détour par le cochon ?
Solution
Solution de Exercice 41.12.
Passée par le cochon, la plus grande part de la matière des pommes de terre est dépensée pour la vie du cochon lui-même — brûlée pour la chaleur et le mouvement, perdue en excréments — et seule une fraction revient en porc. Mangées directement, les pommes de terre sautent les dépenses du cochon. La différence est passée dans le registre du cochon, pas sur la table.
41.5 Problème : le registre de la ferme
Problème 41.1
Problème du week-end — une petite ferme mise en comptabilité, du champ à la table
La petite ferme de mamie : un pâturage avec une vache, un poulailler de dix poules nourries au grain, un carré de légumes, et la cuisine familiale. Ce week-end, tu tiens son registre de matière.
Partie I — L’étage des producteurs.
- Énumère les producteurs de la ferme. Quelles sont leurs entrées minérales, et leur source d’énergie ?
- Le pâturage produit environ de matière d’herbe en une saison. Dans les feuilles de qui chaque gramme a-t-il été fabriqué ?
- Mamie épand le fumier du poulailler sur le carré de légumes. Quelle règle de Proposition 35.5 respecte-t-elle, et que réapprovisionne exactement le fumier ?
- Pourquoi ne peut-on pas simplement nourrir la vache de sels minéraux et d’eau, en se passant du pâturage ?
Partie II — L’étage des consommateurs.
- La vache mange environ d’herbe par jour et donne à peu près de lait. Nomme les trois destinations des manquants.
- Les poules changent le grain en œufs. Écris le registre de la poule — entrées, bâti, sorties — et dis pourquoi une poule en mue (qui renouvelle toutes ses plumes) pond moins pendant un temps.
- Une buse emporte un poussin. Prolonge jusqu’à elle la chaîne alimentaire de la ferme, et dis à quels maillons la matière a été fabriquée et à quels maillons elle n’a été que transformée.
- La famille mange des œufs, du lait et des légumes. Retrace la matière organique d’un petit déjeuner — pain, œuf à la coque, lait — jusqu’à la feuille où chacun a d’abord été fabriqué.
Partie III — L’arithmétique des étages.
- Mamie dit : « le pâturage nourrit une vache ; il ne nourrirait pas plus qu’une petite tanière de renards si des renards y mangeaient des lapins nourris d’herbe ». Justifie son estimation avec les pertes de chaque étage.
- Le carré de légumes nourrit la famille directement. En suivant la logique de Exercice 41.12, explique pourquoi le carré nourrit plus de gens par mètre carré que le trajet pâturage-vache-lait.
- En période de sécheresse, l’herbe cesse de pousser. Prédis, dans l’ordre, ce qui arrive au lait de la vache, à son poids, et à la ligne « bâti » du registre — et pourquoi aucun surcroît de soleil ne peut aider tant que la pluie manque (Problème 40.1, question 7, détient la clé).
- Referme le registre avec une phrase par étage : producteurs, consommateurs — et nomme ceux qui manquent encore à la comptabilité (le sujet du chapitre suivant).
Solution
Solution de Problème 41.1.
1. Les graminées du pâturage et les plantes du carré de légumes (et les arbres fruitiers éventuels). Entrées : eau et sels minéraux du sol, dioxyde de carbone de l’air. Énergie : la lumière.
2. Dans les feuilles des graminées elles-mêmes — chaque gramme : les producteurs fabriquent sur place, de jour.
3. Rendre ce qu’on emprunte : en se décomposant, le fumier réapprovisionne le sol du carré en sels minéraux, remplaçant ce que les récoltes emportent.
4. Parce que la vache est une consommatrice : son métier exige de la matière organique à démonter et à rebâtir. Les sels minéraux et l’eau sont les entrées d’un producteur ; elle n’a aucune machinerie pour bâtir du corps à partir de minéraux — c’est exactement le métier qui lui manque.
5. Une part traverse sans être absorbée — les bouses ; une grande part est brûlée avec le dioxygène respiré pour alimenter la marche, la mastication et le maintien de la chaleur ; le reste devient du lait et de la vache (et le registre du jour s’équilibre).
6. Entrées : du grain. Bâti : des œufs, son propre entretien, et — en mue — un habit complet de plumes neuves. Sorties : des fientes et la part brûlée. Pendant la mue, la ligne « bâti » est dépensée en plumes ; l’entrée restant la même, le poste des œufs doit se réduire pour un temps.
7. Herbe poule (par le grain, lui-même un produit végétal) poussin buse ; ou côté pâturage : herbe vache. La matière n’a été fabriquée qu’aux maillons verts (graminées, plantes à grain) ; chaque maillon animal — poule, poussin, buse, vache — n’a fait que la transformer.
8. Pain : les feuilles du blé. Œuf à la coque : la poule à partir du grain — les feuilles de la plante à grain. Lait : la vache à partir de l’herbe — les feuilles des graminées. Trois pistes, trois feuilles, toutes dans la lumière.
9. Chaque étage ne transmet qu’une fraction : des d’herbe, une population de lapins ne bâtit que sa fraction modeste en corps ; de celle-là, les renards n’en bâtissent à nouveau qu’une fraction. Deux étages de pertes réduisent l’herbe de tout un pâturage à une tanière de renards — son estimation est l’arithmétique de la pyramide.
10. Mangés directement, les produits du carré arrivent à la famille sans étage de consommateur entre les deux : rien n’en est brûlé dans la vie d’un animal ni perdu dans ses excréments. Le trajet par le pâturage paie d’abord toutes les dépenses de la vache, si bien que chaque mètre carré nourrit moins de gens.
11. L’herbe cesse de produire, donc l’entrée de la vache fait défaut : d’abord le lait diminue (la production est de la nourriture rebâtie), puis elle brûle ses propres réserves de graisse et perd du poids — la ligne « bâti » devient négative. Le soleil est de l’énergie, pas de la substance : sans eau, l’herbe n’a rien avec quoi bâtir, et le pâturage ne peut pas être sauvé par le ciel.
12. Producteurs : les plantes de la ferme fabriquent toute sa matière organique à partir de fournitures minérales et de lumière. Consommateurs : la vache, les poules et la famille transforment cette matière, en brûlent la plus grande part et bâtissent le reste. Manquants : les décomposeurs — qui doivent ramener les fientes, les bouses et les restes d’automne à l’état minéral ; ils sont le sujet du chapitre suivant.