Biologie du primaire et du collège · Grades 1–9
55La reproduction et l’environnement
Pourquoi le chœur des grenouilles commence-t-il en mai et non en novembre ? Pourquoi une bonne année de hêtres emplit-elle les bois de plantules, et un juin froid et pluvieux vide-t-il la mare des grenouillets du printemps suivant ? Le chapitre précédent a bâti le mécanisme de la génération suivante ; celui-ci le branche sur le monde : la reproduction est calée dans le temps, pourvue — et limitée — par l’environnement.
55.1 Calée sur les saisons
Proposition 55.1 (La reproduction suit le calendrier de l’abondance)
Les espèces calent leur reproduction pour que les jeunes arrivent quand les conditions et la nourriture les serviront (Proposition 38.1) :
- la mésange bleue pond de façon que ses poussins éclosent au pic printanier des chenilles (la chaîne du chêne de Exemple 19.4, calée au jour près) ;
- la grenouille pond dans la mare qui se réchauffe, ce qui donne aux têtards un été de croissance avant l’hiver ;
- les plantes fleurissent à la saison de leurs pollinisateurs et mûrissent leurs graines pour le calendrier de la dissémination (Problème 38.1) ;
- le brame d’automne du cerf place les naissances au printemps suivant — la gestation comptée d’avance.
Les signaux qui déclenchent la machinerie sont ceux de l’environnement lui-même : l’allongement des jours avant tout, la chaleur, la pluie.
Démonstration. Admis à ce niveau. ∎
Exemple 55.2 (Les agneaux d’intérieur)
Les éleveurs de moutons exploitent le signal directement : les brebis entrent en condition de reproduction quand les jours raccourcissent ; sous une lumière artificielle d’abord longue puis raccourcie, un troupeau peut être amené à agneler pour le marché précoce, plus rentable. La machinerie lit la lumière, pas les calendriers — change la lumière et le calendrier suit. Un signal connu est un levier.
55.2 Pourvue par le milieu
Proposition 55.3 (La reproduction se paie en matière)
Les œufs, le lait, le nectar, les graines et les bois du cerf sont tous de la production au sens de Définition 41.4 — de la matière organique que les parents doivent d’abord acquérir. La richesse du milieu fixe donc le budget :
- une poule bien nourrie pond chaque jour ; une poule affamée s’arrête — le registre de Problème 41.1 qui s’équilibre sur la ligne des œufs ;
- le hêtre ne fructifie massivement que les « années de glandée » qui suivent de bonnes saisons de croissance — une récolte de graines est un été mis en banque (Exemple 40.7) ;
- les années dures amincissent la ponte : beaucoup d’oiseaux pondent moins d’œufs, ou pas du tout, quand les proies manquent.
Démonstration. Admis à ce niveau. ∎
Exemple 55.4 (Compter la ponte des mésanges)
Les études en nichoirs montrent des pontes de mésange bleue qui suivent la ressource en chenilles : dans les riches chênaies, dix œufs ou plus ; dans les jardins pauvres, six ou sept. L’oiselle ne décide pas cela avec un registre — c’est son état corporel, bâti sur la nourriture du milieu, qui fixe ce qu’elle peut pourvoir. La taille de la ponte, c’est la qualité du milieu, écrite en œufs.
55.3 Limitée par le monde : les populations
Définition 55.5 (Population)
Une population est l’ensemble des individus d’une même espèce vivant en un même lieu — les grenouilles de la mare, les hêtres du bois. La reproduction y ajoute ; les morts et les départs en retranchent ; l’environnement fixe le plafond.
Proposition 55.6 (Pourquoi les populations n’explosent pas)
Toute espèce surproduit — des milliers d’œufs par couple de grenouilles, des milliers de graines par hêtre (Proposition 23.7) — et pourtant les mares ne sont pas compactes de grenouilles. Le surplus est dépensé face aux freins de l’environnement :
- la prédation — les hérons et les larves de libellule de Exemple 23.8 ;
- la nourriture et la place — il n’y a qu’un certain nombre de chenilles, de trous à nid, de taches de lumière au sol de la forêt ;
- les conditions — une gelée tardive sur les fleurs (Exercice 16.9), une sécheresse sur la mare qui rétrécit des têtards.
En moyenne, dans un milieu stable, chaque couple se remplace lui-même — l’équilibre de Proposition 34.6, vu du côté des parents.
Démonstration. Admis à ce niveau. ∎
Exemple 55.7 (Deux printemps à la mare)
Printemps 1, doux et humide : eau abondante, insectes précoces — des milliers d’œufs, des centaines de grenouillets, la population grimpe. Printemps 2, une sécheresse : la mare se réduit à une flaque, les têtards s’entassent, le dioxygène baisse (Proposition 48.3), les hérons festoient sur le banc concentré — une poignée de grenouillets. Mêmes grenouilles, même mécanisme, deux verdicts : l’environnement contresigne chaque génération.
Remarque 55.8 (Les humains déplacent les freins)
La plupart des effets humains sur la faune sauvage passent par ces freins, et non par le mécanisme central : les mares asséchées et les haies arrachées suppriment des lieux de reproduction (Proposition 11.7) ; les pesticides vident le pic de chenilles sur lequel les mésanges s’étaient calées ; les nichoirs de jardin et les prairies humides restaurées de Exemple 30.10 redonnent du plafond. Protéger une espèce, en pratique, c’est protéger l’environnement sur lequel sa reproduction est branchée — signal, budget et freins ensemble.
Méthode 55.9 (Faire le bilan d’un changement de population)
Quand une population monte ou baisse, fais le bilan dans l’ordre :
- le calage : le signal et le pic de ressource coïncidaient-ils encore ? (un printemps trop précoce peut laisser les poussins après les chenilles) ;
- le budget : qu’est-ce que le milieu de la saison a permis aux parents de pourvoir ?
- les freins : lequel a changé — prédateurs, nourriture, place, conditions ?
- le milieu : le terrain de reproduction lui-même a-t-il été gagné ou perdu ?
55.4 Exercices
Exercice 55.1 ★
Pourquoi la mésange bleue pond-elle quand elle pond ? Nomme la règle et le signal.
Solution
Solution de Exercice 55.1.
La règle : les jeunes doivent arriver quand la nourriture et les conditions les servent — pour les poussins de mésange, le pic printanier des chenilles sur les chênes. Le signal qui déclenche sa machinerie : l’allongement des jours.
Exercice 55.2 ★
Qu’obtient le calage d’automne du cerf, et que faut-il compter d’avance ?
Solution
Solution de Exercice 55.2.
Des naissances au printemps, quand l’herbe et la douceur accueillent les faons. Les mois de gestation doivent être comptés à rebours — un accouplement d’automne est une arithmétique de printemps.
Exercice 55.3 ★
Pourquoi la reproduction « se paie en matière » ? Donne trois paiements tirés de Proposition 55.3.
Solution
Solution de Exercice 55.3.
Parce que chaque œuf, chaque graine et chaque goutte de lait est de la matière organique que les parents doivent d’abord acquérir et rebâtir (Définition 41.4). Paiements : l’œuf quotidien de la poule, la récolte de graines du hêtre les années de glandée, le lait de la biche (ou les bois repoussés du cerf).
Exercice 55.4 ★
Qu’est-ce qu’une population ? Qu’est-ce qui ajoute, qu’est-ce qui retranche, qu’est-ce qui fixe le plafond ?
Solution
Solution de Exercice 55.4.
L’ensemble des individus d’une même espèce en un même lieu. La reproduction (et les arrivées) ajoutent ; les morts et les départs retranchent ; la nourriture, la place, les prédateurs et les conditions du milieu fixent le plafond.
Exercice 55.5 ★
Nomme les trois freins qui dépensent le surplus des grenouilles.
Solution
Solution de Exercice 55.5.
La prédation (hérons, larves de libellule) ; la nourriture et la place (il n’y a qu’une certaine quantité à manger, un certain nombre de places) ; les conditions (le gel, la sécheresse, la mare qui rétrécit).
Exercice 55.6 ★
Que rapporte une ponte de dix œufs par rapport à une ponte de six, et au sujet de quoi ?
Exercice 55.7 ★★
Explique l’astuce de la lumière des éleveurs de moutons, et ce qu’elle prouve au sujet des signaux.
Solution
Solution de Exercice 55.7.
La machinerie de reproduction des brebis est déclenchée par le raccourcissement des jours ; l’éclairage artificiel rejoue ce signal selon le calendrier de l’éleveur, et le troupeau agnèle tôt. Cela prouve que le calage se lit sur le signal lui-même — change la lumière, et le « calendrier » obéit.
Exercice 55.8 ★★
Raconte de nouveau Exemple 55.7 sous la forme des quatre questions de Méthode 55.9, répondues pour le printemps 2.
Solution
Solution de Exercice 55.8.
Calage : signal et ponte normaux — aucun décalage. Budget : les parents ont pourvu normalement — des milliers d’œufs. Freins : les trois se sont resserrés — la sécheresse a réduit la place et le dioxygène, l’entassement a affamé, les hérons ont concentré leur chasse. Milieu : la mare de reproduction elle-même a presque disparu — la ligne décisive.
Exercice 55.9 ★★
Un climat qui se réchauffe fait sortir les chenilles du chêne deux semaines plus tôt, alors que le signal de durée du jour des mésanges, lui, ne change pas. Prédis le décalage et la ligne du bilan qu’il concerne.
Solution
Solution de Exercice 55.9.
Les poussins éclosent devant un festin déjà terminé : les chenilles ont culminé pendant que le signal de durée du jour disait encore « attends ». Les envols chutent alors que la météo, le budget et les prédateurs sont cléments — c’est la ligne du calage qui échoue : le signal et le pic de ressource ne coïncident plus.
Exercice 55.10 ★★
« Les millions de la morue ne sont pas gaspillés — ils sont dépensés. » Défends la phrase avec Proposition 55.6.
Solution
Solution de Exercice 55.10.
Les millions sont la stratégie : chaque œuf est une mise jouée contre la prédation, la faim et les conditions, et les freins les ramassent presque tous — c’est le plan, pas son échec. En moyenne, les survivants remplacent les parents ; cette dépense est la façon dont une stratégie sans soins achète ses quelques gagnants (Exercice 23.7 le disait le premier).
Exercice 55.11 ★★
Quel frein chaque action humaine déplace-t-elle : assécher un marais ; poser des nichoirs ; traiter le verger contre les chenilles en mai ; restaurer une prairie humide ?
Solution
Solution de Exercice 55.11.
Assécher un marais : supprime un lieu de reproduction — la ligne du milieu. Poser des nichoirs : ajoute de la place — ce frein desserré. Traiter en mai : vide le pic de nourriture — le frein de la nourriture, au pire moment. Restaurer une prairie humide : rend ensemble le milieu et la nourriture (Exemple 30.10).
Exercice 55.12 ★★★
Relie trois chapitres en un paragraphe : la ligne des stratégies (Proposition 23.7), les pertes de la pyramide (Exemple 41.7) et les freins de ce chapitre — comme un seul récit expliquant pourquoi la mare n’est pas compacte de grenouilles.
Solution
Solution de Exercice 55.12.
La grenouille se situe au bout « beaucoup et sans soins » de la ligne des stratégies : des milliers d’œufs bon marché, aucune garde. L’arithmétique de la pyramide garantit que la plus grande part de la matière des têtards doit nourrir les consommateurs de la mare plutôt que devenir de la grenouille — chaque étage ne transmet qu’une fraction. Et les freins sont l’endroit où cette arithmétique s’applique : la prédation, la nourriture, la place et les conditions ramassent le surplus chaque saison, en laissant en moyenne un couple pour en remplacer un. La mare n’est pas compacte de grenouilles parce que la stratégie prévoit les pertes, la pyramide les chiffre, et les freins les encaissent.
55.5 Problème : le registre des nichoirs
Problème 55.1
Problème du week-end — dix ans de mésanges bleues, mises en bilan nichoir par nichoir
Une école suit vingt nichoirs pendant dix ans : dates de ponte, tailles de ponte, jeunes à l’envol par nichoir — à côté du relevé météorologique et du carnet du jardinier.
Partie I — Lire les années normales.
- Années 1 à 4 : ponte fin avril, huit à dix œufs, la plupart des œufs menés à l’envol. Nomme le signal qui fixe la fin avril, et le pic que ce calage vise.
- Les pontes de l’année 3 comptaient un ou deux œufs de plus, après un mai chaud et riche en chenilles en année 2 — les parents avaient bien passé l’hiver. Quelle proposition cette corrélation illustre-t-elle ?
- Même les bonnes années, environ un cinquième des œufs n’arrive pas à l’envol. Énumère les freins probablement responsables, d’après Proposition 55.6.
- Pourquoi l’école consigne-t-elle la météo et les travaux du parc à côté des œufs ? (Réponds avec les quatre questions du bilan.)
Partie II — Les anomalies.
- Année 5 : un mars anormalement chaud a fait sortir les chenilles deux semaines plus tôt ; les dates de ponte n’ont presque pas bougé. Prédis les envols de l’année 5, et nomme la ligne du bilan qui a échoué.
- Année 6 : le carnet du jardinier note que les branches mortes des vieux chênes ont été enlevées et la bande de prairie tondue tous les mois. Les envols chutent alors que la météo a été clémente. Quelles lignes du bilan le carnet met-il en cause ?
- Année 7 : un couple d’éperviers s’installe. Les pontes sont inchangées, mais le nombre de jeunes à l’envol baisse. Quel frein a bougé, et pourquoi la ligne de la ponte n’a-t-elle pas bougé avec lui ?
- Année 8 : les nichoirs passent à quarante ; le total des envols monte, mais la réussite par nichoir reste stable. Quel plafond les nouveaux nichoirs ont-ils relevé, et lequel ont-ils laissé intact ?
Partie III — Le rapport.
- Rédige la phrase de synthèse des dix ans reliant la taille de la ponte à la qualité du milieu, en citant Exemple 55.4.
- La commune propose d’abattre la rangée de chênes pour un parking, en « compensant » par cinquante nichoirs de plus. Fais le bilan de l’offre : parmi le signal, le budget, les freins et le milieu, que remplacent les nichoirs, et qu’est-ce que seuls les chênes fournissent ?
- Recommande deux mesures d’aménagement pour l’année 11, chacune reliée à sa ligne du bilan.
- Termine par la morale du chapitre en une phrase : de quoi chaque jeune à l’envol a-t-il besoin, en plus de deux parents ?
Solution
Solution de Problème 55.1.
1. L’allongement des jours du printemps déclenche la ponte ; le calage vise à placer les poussins affamés au pic de chenilles des chênes.
2. Proposition 55.3 : la reproduction est pourvue par le milieu — des parents bâtis par une saison riche pourvoient de plus grandes pontes ensuite.
3. La prédation sur les œufs et les poussins ; les manques de nourriture lors des coups de froid ; les conditions — une semaine humide et froide au nid ; (la place, elle, est justement ce que fournissent les nichoirs).
4. Parce que les œufs seuls n’expliquent rien : le bilan a besoin du calage signal-pic (le relevé météo), du budget (ce que la saison a offert), des freins et du milieu (les travaux du parc). Le registre ne se lit qu’à côté de ses colonnes de contexte.
5. Les envols chutent : les poussins éclosent après le passage du pic précoce — la ligne du calage : signal inchangé, ressource déplacée, coïncidence rompue.
6. Le budget et les freins, par le milieu : les branches mortes abritaient les insectes et des trous naturels, la bande tondue tous les mois ne nourrissait ni chenilles ni araignées — frein de la nourriture resserré et milieu appauvri, malgré une météo clémente.
7. La prédation. La ponte a été pourvue avant que le prélèvement de l’épervier ne tombe — c’est le budget de la femelle qui l’a fixée ; l’épervier encaisse plus tard, sur les jeunes. Des lignes du registre différentes, des percepteurs différents.
8. Le frein de la place de nidification — davantage de lieux de reproduction, donc davantage de couples au total. Intact : le plafond de nourriture par territoire, et c’est pourquoi la réussite de chaque nichoir s’est maintenue plutôt que d’augmenter.
9. « Dix ans de pontes ont suivi l’état du parc : les années riches en chenilles et les chênes laissés en paix ont rempli les nichoirs de huit à dix œufs, les années pauvres et trop bien tenues de six — la taille de la ponte est la qualité du milieu, écrite en œufs. »
10. Les nichoirs ne remplacent que la place de nidification. Les chênes sont à la fois la cible du calage et le budget — le pic de chenilles que vise le calage et la nourriture qui pourvoit la ponte et les poussins — et ils desserrent en outre un frein (le garde-manger naturel de leurs branches). Cinquante nichoirs sur un parking sont des étagères dans un garde-manger vidé.
11. Laisser la bande de prairie non tondue tout le printemps — pour reconstituer le budget de nourriture ; garder (ou remplacer) les branches mortes et les vieux chênes — pour préserver le milieu et le pic que vise tout le calendrier.
12. D’un milieu : le signal au bon moment, la nourriture pour le payer, et des freins assez cléments pour laisser, en moyenne, un couple en remplacer un.