Relation de dépendance entre un arbre et un animal

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Génétique et évolution
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2014 | Académie : Pondichéry
 
Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
 
Relation de dépendance entre un arbre et un animal
 
 

Génétique et évolution

svtT_1404_12_01C

Ens. spécifique

20

CORRIGE

 

Pondichéry • Avril 2014

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

Le tambalacoque (Sideroxylon grandiflorum, anciennement Calvaria major) est un arbre endémique de l’île Maurice, c’est-à-dire qu’il n’existe que sur cette île. En 1973, l’espèce était en voie de disparition : il ne restait en effet plus que 13 spécimens, tous âgés de 300 ans.

Le professeur américain Stanley Temple a défendu l’hypothèse selon laquelle la disparition, au xviie siècle, d’un « gros dindon » également endémique de l’île Maurice, le dodo (Raphus cucullatus), se nourrissant de graines et de fruits, pouvait être mise en relation avec celle du tambalacoque. Selon Stanley Temple, les graines du tambalacoque devaient transiter par le système digestif du dodo pour germer. Ainsi, l’extinction de cet animal condamnait le tambalacoque à la disparition.

> Recherchez des arguments favorables à l’existence d’une relation de dépendance exclusive du tambalacoque envers le dodo, défendue par Stanley Temple, et montrez que cette idée divise la communauté scientifique.

Votre réponse s’appuiera sur l’exploitation du dossier et l’utilisation de vos connaissances.

DOCUMENT
DE RÉFÉRENCE

 

Tambalacoque (Calvaria)

 
Gravure d’un dodo (fin du xviiie siècle)

 
Photographie de fruits de tambalacoque

 
DOCUMENT 1

Extrait du Pouce du panda, Stephen Jay Gould

Les gros fruits du tambalacoque, qui ont quelque cinq centimètres de diamètre, sont composés d’une graine enveloppée dans un tégument dur d’environ un centimètre d’épaisseur. Ce tégument est entouré d’une chair juteuse et succulente, elle-même recouverte d’une fine peau externe. Selon les conclusions de Temple, les graines de tambalacoque ne parviennent pas à germer à cause de l’épaisseur du tégument […].

Les premiers explorateurs ont écrit que le dodo se nourrissait des fruits et des graines des grands arbres des forêts. Le dodo avait un « estomac » puissant, rempli de gros cailloux, qui pouvaient abraser et écraser les aliments durs. […] Temple estima que les téguments des graines de tambalacoque étaient assez épais pour résister à l’écrasement mais pas à l’abrasion […].

Les dodos auraient fort bien pu régurgiter les téguments, ou leur faire poursuivre leur chemin dans l’appareil digestif […].

D’après S. Jay Gould, Le pouce du panda, 1996

DOCUMENT 2

Les conditions de germination des graines de genévrier

Chez les plantes sauvages, la germination des graines est généralement empêchée par la présence d’un tégument épais, dur et imperméable.

Des suivis de germination ont été réalisés pendant 120 jours sur des graines de genévrier dans différentes conditions. L’abrasion au papier de verre permet d’user les téguments des graines.


 

D’après biologie.ens-lyon.fr

DOCUMENT 3

Alimentation des oiseaux endémiques et des oiseaux introduits sur l’île de Nouvelle-Zélande

Une étude a été réalisée, en Nouvelle-Zélande, sur le rôle des oiseaux dans la dispersion des graines de plantes endémiques (Podocarpus halli) et de plantes introduites par l’homme. Pour cela, on a capturé des oiseaux endémiques, comme le méliphage carillonneur (Anthornis melanura), et différentes espèces de passereaux introduites par l’homme.


 

D’après Williams and Karl, Fruit in the Diet of Birds, New Zealand Journal of Ecology, 1996, 20(2): 127-145

DOCUMENT 4

Extrait du Pouce du panda, Stephen Jay Gould

Le docteur Owadaly du service mauricien des forêts mit sérieusement en doute la thèse de Temple dans un commentaire technique publié dans la revue Science […].

[…] Le service des forêts étudie et réalise depuis quelques années la germination des graines de tambalacoque sans intervention d’aucun oiseau.

De plus, un inventaire des forêts tropicales des hautes terres dressé en 1941 a montré qu’il existait une population assez importante de jeunes plants de tambalacoque qui avaient certainement moins de soixante-quinze ans. L’extinction du dodo remonte à 1675 ! […].

D’après S. Jay Gould, Le pouce du panda, 1996

Comprendre le sujet

  • Il existe deux façons de traiter ce type de sujet reposant sur un dossier :
  • soit faire une étude systématique et exhaustive des documents pour aboutir à une synthèse ;
  • soit organiser les informations extraites des documents, en fonction de quelques idées directrices constituant les paragraphes structurant votre réponse. C’est cette deuxième option, préférable, qui est adoptée dans le corrigé.
  • Une introduction est donc importante, elle permettra de poser l’hypothèse de la relation de dépendance du tambalacoque vis-à-vis du dodo.

Mobiliser ses connaissances

La dispersion des graines est nécessaire à la survie et à la dispersion de la descendance. Elle repose souvent sur une collaboration animal disséminateur-­plante, produit d’une coévolution.

Corrigé

Introduction

Le tambalacoque, arbre endémique de l’île Maurice, est en voie d’extinction : en 1973, il n’était plus représenté que par treize individus, tous âgés de plus de 300 ans. Ces treize arbres proviennent donc de germinations ayant eu lieu vers la fin du xviie siècle, soit juste avant la disparition du dodo vers 1675.

Le professeur Temple fait alors l’hypothèse que le dodo était indispensable à la germination des graines de tambalacoque.

Nous allons, en exploitant les documents proposés, discuter de la validité de cette hypothèse. Après avoir précisé le mode d’alimentation du dodo et les caractéristiques du fruit du tambalacoque, nous envisagerons l’apport d’expériences récentes pouvant aller dans le sens de la validation de l’hypothèse de Temple, avant de terminer par les critiques actuelles, qui tendent au contraire à l’invalider.

I. L’alimentation du dodo et les caractéristiques du fruit de tambalacoque

  • Le document 1 indique que la graine du tambalacoque est enveloppée d’une chair pulpeuse et succulente, ce qui rend le fruit attirant pour les animaux.
  • Le document 3 montre que les oiseaux endémiques d’une île se nourrissent presque exclusivement (à 99 %) des fruits des plantes endémiques, même en ayant à leur disposition des fruits de plantes introduites. Ce phénomène est moins marqué pour les oiseaux introduits, ceux-ci ne se nourrissant qu’à 67 % de plantes endémiques.

Cela suggère une relation entre les caractères des plantes endémiques et des oiseaux endémiques, relation dont on peut supposer qu’elle est le fruit d’une coévolution.

On peut donc penser qu’il en était ainsi pour le dodo et le tambalacoque, auquel cas le dodo devait senourrir abondamment des fruits de l’arbre.

  • Le document de référence et le document 1 apportent des renseignements sur la graine du tambalacoque, enfermée dans une coque épaisse qui, d’après Temple, est un obstacle à sa germination spontanée.

Le passage par le tube digestif du dodo aurait permis de modifier le tégument de la graine (abrasion) qui, fragilisé, n’aurait plus été un obstacle à la germination.

II. Des arguments expérimentaux en faveur de l’hypothèse de Temple (document 2)

L’hypothèse de l’action du tube digestif du dodo sur le tégument des graines de tambalacoque est corroborée par des résultats expérimentaux.

  • Le dodo ayant disparu, on s’appuie sur un autre modèle, les graines de genévrier (pour le tambalacoque) et le merle (pour le dodo) afin de tester l’hypothèse : le passage par l’appareil digestif d’un oiseau favorise la germination de graines.
  • La capacité de germination de graines de genévrier passées par le tube digestif de merles comparée à celle des graines témoins est plus élevée : 25 % contre 8 % maximum. Le passage par le tube digestif de l’oiseau facilite donc la germination.
  • L’abrasion artificielle de graines de genévrier augmente la capacité de germination (18 % contre 8 % maximum). On peut donc penser que l’abrasion subie par les graines lors de leur passage dans le tube digestif des oiseaux est responsable de l’augmentation de leur capacité à germer.

Il devait donc en être de même pour le dodo et les graines de tambalacoque. L’estomac de l’oiseau était puissant et contenait des cailloux qui pouvaient être responsables d’une telle abrasion. La coque très épaisse des graines évitait, au moins pour un certain nombre d’entre elles, le broyage et donc la destruction.

III. La remise en cause de l’hypothèse de Temple (document 4)

Deux des aspects ayant servi de base à l’hypothèse de Temple ont été remis en cause.

  • Il existe dans l’île des tambalacoques âgés de 75 ans, résultant donc d’une germination ayant eu lieu au cours des années 1930, soit bien après la disparition des dodos datée à 1675.

La germination des graines de tambalacoque est donc possible sans intervention du dodo.

Cela contredit l’idée de la dépendance exclusive vis-à-vis du dodo affirmée par Temple.

  • Comme dans le cas des graines de genévrier (document 2), les expérimentations menées actuellement par le service des forêts montrent que la germination de graines de tambalacoque est possible sans intervention d’aucun oiseau.

Conclusion

La dépendance du tambalacoque vis-à-vis du dodo n’est donc pas exclusive et, plus généralement, la germination n’exige pas l’intervention d’animaux. Cela conduit à rechercher d’autres causes à la réduction des populations de tambalacoques.

Remarque : il manque des informations sur l’existence ou non de tambalacoques âgés de 300 à 75 ans. Si de tels arbres n’existent pas, cela signifie que la disparition du dodo a peut être profondément retenti sur les capacités de reproduction du tambalacoque.