Le blanchissement des récifs coralliens

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Atmosphère, hydrosphère, climats
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2015 | Académie : Amérique du Sud

Amérique du Sud • Novembre 2015

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

Le blanchissement des récifs coralliens

Les coraux sont des animaux fixés qui sont constitués d’une partie molle (le polype) et d’un squelette rigide calcaire dont l’accumulation peut former un récif.

Les polypes vivent en symbiose avec des algues unicellulaires : les zooxanthelles, lesquelles possèdent des pigments qui donnent aux polypes leur couleur verdâtre-brunâtre.

Depuis quelques décennies, les récifs coralliens sont durement affectés par l’augmentation de la température de l’eau en lien avec le changement climatique global. Ce stress thermique peut entraîner une altération de la pigmentation appelée blanchissement.

 À l’aide de l’exploitation des documents proposés et de vos connaissances, identifiez le métabolisme des zooxanthelles et son importance pour le polype, puis expliquez le blanchissement des récifs coralliens lors d’une augmentation de température.

DOCUMENT 1 Organisation du corail à différentes échelles

a. Schémas d’une coupe de polype (à gauche) et de sa paroi (à droite)

svtT_1511_03_00C_01

D’après P. Furla, Biofutur, 1999.

b. Observation microscopique d’une zooxanthelle, algue unicellulaire

svtT_1511_03_00C_02_legende

D’après H. Yamashita et al., PLoS One, 2007.

DOCUMENT 2 Effets de différents milieux de culture sur l’activité métabolique des zooxanthelles

Trois milieux sont réalisés :

milieu 1 : des zooxanthelles isolées dans une eau de mer filtrée enrichie en CO2 radioactif 

milieu 2 : des polypes associés aux zooxanthelles dans une eau de mer filtrée enrichie en CO2 radioactif 

milieu 3 : des polypes dépourvus de zooxanthelles dans une eau de mer filtrée enrichie en CO2 radioactif.

On détecte alors la radioactivité dans diverses molécules organiques contenues dans les zooxanthelles et dans les cellules du polype au cours du temps, à l’obscurité et à la lumière.

Détection de la radioactivité

Dans les zooxanthelles isolées

(milieu 1)

Dans les cellules du polype associées aux zooxanthelles

(milieu 2)

Dans les cellules du polype dépourvues de zooxanthelles

(milieu 3)

À l’obscurité

À la lumière

(temps en secondes)

5

+

30

+

360

+

+

(+) : radioactivité détectée

(–) : radioactivité non détectée

Par ailleurs, l’étude des molécules organiques a permis d’identifier, parmi les composés marqués, des acides aminés ainsi que des traces de glucose.

DOCUMENT 3 Effet de la température sur les zooxanthelles

Dans les eaux tropicales où se développent les coraux, la température moyenne est de 27 °C. On estime que les changements climatiques provoqueraient une augmentation de température de l’ordre de 5 °C.

a. Nombre de zooxanthelles au sein du polype en fonction de la température

svtT_1511_03_00C_03

b. Concentration de chlorophylle dans les zooxanthelles en fonction de la température

svtT_1511_03_00C_04

D’après O. Hoegh-Guldberg et G.J. Smith, Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 1989.

c. Nombre de zooxanthelles expulsées d’un polype en fonction de la température

svtT_1511_03_00C_05

D’après le site hdl.handle.net/2268/6023.

Les clés du sujet

Comprendre le sujet

Le sujet se décompose en deux parties :

la première partie a pour objectif de préciser une modalité de la nutrition des polypes des coraux en rapport avec leur association avec des algues unicellulaires, les zooxanthelles (documents 1 et 2) 

la deuxième partie utilise les notions dégagées dans la première partie et les informations extraites du document 3 pour expliquer comment une augmentation de température de l’eau de mer peut entraîner un blanchissement du corail.

Pour dégager les conclusions sur la nutrition du polype à partir du document 2, il est judicieux de raisonner en utilisant la méthode comparative, c’est-à-dire en comparant les résultats d’expériences ne différant qu’au niveau d’un seul paramètre.

Pour savoir si les différences entre plusieurs données sont significatives, n’oubliez pas d’utiliser la barre d’erreur lorsqu’elle est fournie.

Mobiliser ses connaissances

La cellule chlorophyllienne des végétaux verts effectue la photosynthèse grâce à l’énergie lumineuse. Le chloroplaste est l’organite-clé de fonction.

L’augmentation de la teneur de l’atmosphère en gaz à effet de serre due aux activités humaines entraîne un réchauffement climatique qui peut avoir des répercussions néfastes sur les écosystèmes.

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