France métropolitaine, juillet 2022 • SVT
Sprint final
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France métropolitaine • Juillet 2022
L’importance des coraux
Intérêt du sujet • Ce sujet permet de comprendre les impacts écologiques et économiques du blanchissement des récifs coralliens, dû au réchauffement climatique.
Situés dans la zone intertropicale dans des eaux peu profondes et chaudes, les récifs coralliens couvrent moins de 0,2 % de la surface des océans mais offrent un potentiel économique et une source de nourriture à plus de 500 millions de personnes, soit 8 % de la population mondiale.
On constate actuellement que l’augmentation de la température des eaux de surface des océans due au réchauffement climatique provoque le blanchissement des coraux.
© Marine Savers and Four Seasons Resorts Maldives
Photographies de coraux sains, en cours de blanchissement et complètement blancs Source : Marinesavers, 2016.
document 1 Le corail, une association symbiotique entre des animaux et des algues
Les récifs coralliens sont construits par des animaux qui fabriquent un squelette calcaire. Ces animaux marins, appelés polypes, hébergent à l’intérieur de leurs cellules des algues microscopiques : les zooxanthelles responsables en partie de leur couleur.
Schéma d’une coupe longitudinale d’un polype
(NOAA, s.d)
Grâce à la photosynthèse, les zooxanthelles apportent des molécules riches en carbone et du dioxygène aux polypes. Les zooxanthelles bénéficient d’un environnement protégé du broutage par les prédateurs et des conditions stables pour leur multiplication. Elles utilisent les déchets azotés et phosphatés du polype comme source d’éléments minéraux.
▶ 1. Sachant qu’une symbiose est une association à bénéfices réciproques, justifier que le corail est une association symbiotique. (4 points)
La température est un paramètre environnemental primordial car elle agit sur la photosynthèse, la respiration et la croissance des coraux.
document 2 Nombre de zooxanthelles dans les polypes en fonction de la température de l’eau
Source : Hoegh-Guldberg & Smith, 1989.
▶ 2. En vous aidant du graphique du document 2, établir le lien entre la quantité de zooxanthelles et la température de l’eau de mer. Votre réponse sera justifiée par des valeurs. (6 points)
Les zooxanthelles sensibles à l’élévation de température meurent, ce qui entraîne la mort des polypes et le blanchissement des coraux.
On cherche à sélectionner des coraux résistant à une température de 32 °C afin de les multiplier et de les réintroduire dans l’environnement.
document 3 Matériel disponible pour réaliser les expériences
coraux hébergeant des zooxanthelles d’espèce A
coraux hébergeant des zooxanthelles d’espèce B
coraux hébergeant des zooxanthelles d’espèce C
aquariums
eau de mer
bains thermostatés (conservant une température constante)
thermomètres
Durée des expériences : Les résultats des expériences ne seront visibles qu’au bout de quelques semaines car le blanchissement des coraux n’est pas immédiat.
▶ 3. En vous aidant du document 3, proposer un protocole expérimental pour sélectionner des coraux résistant à une température des eaux de surface de 32 °C. Votre réponse sera présentée sous forme d’un texte ou/et d’un schéma légendé. (6 points)
On s’intéresse aux services rendus par les récifs coralliens pour les 8 millions d’humains vivant à leur proximité.
document 4 Les récifs coralliens de l’île de la Réunion, des écosystèmes marins d’une grande valeur
▶ 4. À partir de l’ensemble des documents, montrer comment un changement à l’échelle de la planète peut influencer la biodiversité locale et les activités humaines sur l’île de la Réunion. (9 points)
On attend au moins deux exemples qui associent obligatoirement ces trois éléments : activités humaines, biodiversité et climat.
Les clés du sujet
Comprendre les documents
Répondre aux questions
▶ 1. Recherche les avantages pour chaque organisme d’être associé à l’autre et décris ce qu’ils s’apportent mutuellement.
▶ 3. N’oublie pas la notion de témoin dans le protocole expérimental, qui peut comporter plusieurs expériences.
▶ 4.
▶ 1. Les récifs coralliens sont constitués de l’association de deux organismes : des animaux appelés polypes et des algues microscopiques, les zooxanthelles. Les polypes bénéficient des molécules riches en carbone et en dioxygène produites par la photosynthèse des zooxanthelles. Quant aux zooxanthelles, à l’intérieur des polypes, elles sont protégées du broutage par les prédateurs et peuvent ainsi se multiplier dans des conditions stables. Elles profitent aussi des déchets azotés et phosphatés du polype comme source d’éléments minéraux.
Chaque organisme apporte des avantages à l’autre, ils tirent un bénéfice réciproque de leur association : le corail est donc bien une association symbiotique.
▶ 2. Sur le graphique du document 2, on peut lire le nombre de zooxanthelles présentes en millions de cellules par cm2 de polype, en fonction de la température de l’eau de mer.
L’augmentation de la température de l’eau de 27 à 30 °C entraîne une diminution assez faible du nombre de zooxanthelles (environ 0,05 million de cellules par cm2 de polype). En revanche, l’élévation de 2 °C de la température de l’eau de mer entre 30 et 32 °C entraîne la disparition de plus de la moitié des zooxanthelles, qui passent de 0,5 à 0,2 million de cellules par cm2 de polype.
À l’approche de 32 °C, il y a donc une diminution très importante de la quantité des zooxanthelles, ce qui fragilise les coraux et entraîne leur blanchissement.
▶ 3. Le protocole expérimental doit permettre de tester et de sélectionner des coraux résistants à une température des eaux de surface de 32 °C.
Il faut tester chacun des trois types de coraux à une température de 32 °C, mais aussi à une température optimale (27 °C) qui servira de témoin, afin de pouvoir comparer leur apparence et savoir s’ils se développent toujours normalement à 32 °C ou s’ils blanchissent au bout de quelques semaines.
Par exemple, pour les coraux hébergeant l’espèce A de zooxanthelles, on mettra en œuvre deux expériences :
▶ 4. Des changements climatiques à l’échelle de la planète peuvent avoir des répercussions locales sur l’environnement, mais aussi sur l’activité humaine. C’est le cas sur l’île de la Réunion à cause de la destruction des récifs coralliens.
Les récifs coralliens sont non seulement très importants pour l’environnement et la biodiversité de l’île mais ils ont aussi un rôle socio-économique.
définition
Une frayère (voir document 4) est l’endroit où les femelles déposent leurs œufs. Les mâles viendront ensuite les recouvrir de leur semence.
D’après le document 4, les récifs coralliens hébergent un tiers des espèces marines connues et sont un réservoir de biodiversité. Ils constituent une zone de reproduction de très nombreuses espèces de poissons notamment des poissons pêchés. Des espèces rares et menacées vivent de manière protégée dans les récifs.
En découle un intérêt pour la pêche qui est la ressource principale des familles les plus démunies, mais aussi pour le tourisme. Chaque année, un demi-million de touristes visitent l’île, profitent de ses plages et dépensent en moyenne 350 millions d’euros. Les nombreux clubs de plongée vivent directement des activités en lien avec les récifs.
D’un autre côté, les récifs coralliens protègent les côtes de la houle et évitent l’érosion des plages et la dégradation des habitats du littoral. Ils permettent ainsi la conservation des plages et le maintien des activités récréatives de sports côtiers (voile, plongée, surf, kayak) qui attirent les touristes.
On peut aussi noter l’intérêt de la biodiversité au sein des récifs coralliens pour l’utilisation pharmacologique potentielle des différentes espèces marines afin de créer les médicaments de demain.
Le réchauffement climatique à l’échelle de la planète entraîne l’élévation de la température de l’eau de mer et la destruction des récifs coralliens de l’île de la Réunion. Cette destruction a un impact environnemental désastreux avec une diminution importante de la biodiversité, mais aussi des conséquences négatives sur les activités humaines, principalement la pêche et le tourisme.