Un exemple d’interdépendance plante‑animal

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Génétique et évolution
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2012 | Académie : Sujet zéro
Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
 
Un exemple d’interdépendance plante‑animal

Génétique et évolution

Corrigé

18

Ens. spécifique

svtT_1200_14_02C

Sujet zéro

pratique du raisonnement scientifique
Exercice 2 • 5 points

Les yuccas sont des plantes originaires du continent américain. Dans leurs pays d’origine, les pieds portent de nombreux fruits charnus généralement comestibles.

Un horticulteur installé en région parisienne a le projet de cultiver des yuccas destinés à la production de fruits qui seront commercialisés sous forme de préparations culinaires et cosmétiques. Dans un premier temps, il prévoit la mise en culture de nombreux individus, afin de sélectionner, par des croisements, les pieds produisant les fruits avec les qualités requises. Ensuite viendra la production en masse des fruits.

On vous demande de poser un regard critique sur le projet de l’horti­culteur.

Document 1

La reproduction sexuée chez les yuccas

Dans leurs contrées d’origine, la fécondation des yuccas est réalisée par des espèces de papillons absentes en Europe.

Certaines espèces de yuccas ont été importées avec succès en Europe dès le milieu du xixe siècle. Elles poussent sans difficulté, dans les jardins ou en pots, dans la plupart des régions. Parmi elles, le yucca glauque est sans doute le plus robuste car il supporte des gels sévères parfois inférieurs à moins 20 °C. En Europe, les yuccas portent des fleurs mais ne donnent jamais de fruits. Ils se reproduisent uniquement par multiplication végétative.

Document 2

Influence de l’insecte teigne du yucca (Tegeticula yuccasella) sur la production de fruits par les yuccas glauques en Alberta, États-Unis


D’après le rapport du COSEPAC, Canada, 2002.

Document 3

Teigne du yucca (Tegeticula yuccasella) et yucca glauque (Yucca glauca), deux espèces en voie de disparition ?



Nom : teigne du yucca (Tegeticula yuccasella) et yucca glauque (Yucca glauca).

Description : la teigne du yucca est un petit papillon au corps brun et à tête blanche, dont l’envergure des ailes varie de 18 à 28 mm.
Le yucca glauque est une grande plante vivace qui peut atteindre une hauteur de 100 cm et qui produit une grappe de fleurs blanches à son extrémité.

Habitat : Alberta.

Situation actuelle : la teigne du yucca est en voie de disparition (exposée à une disparition imminente de la planète ou du pays). Le yucca glauque est une espèce menacée (pourrait être en voie de disparition si aucune mesure n’est prise pour enrayer les facteurs susceptibles de la faire disparaître de la planète ou du pays).

Mesures de rétablissement : la survie de la teigne du yucca est étroitement liée à la survie et à la reproduction sexuée de son hôte, le yucca glauque. Cette association est obligatoire puisqu’il n’existe aucun autre mécanisme de transfert de pollen aussi efficace (de la teigne au yucca) et que les chenilles de la teigne du yucca se nourrissent uniquement de graines de yucca glauque.

D’après le ministère de l’Environnement du Canada.

Document 4

Pollinisation du Yucca aloiafolia par l’insecte Pronuba yucasella


Femelle de Pronuba yuccasella en train de pondre dans le pistil de la fleur de yucca.


Pièces génitales de Pronuba yuccasella.

L’extrémité de l’abdomen est prolongée par un « ovopositeur ».


Coupe transversale dans le pistil de la fleur de yucca.

Dessins extraits de The Popular Science Monthly, Edouard L. Youmans, 1882.

> Montrez, sous la forme d’un texte argumenté étayé de schémas, que le projet est techniquement réalisable à condition de respecter certaines contraintes (que vous préciserez) et de prendre en compte les conséquences éventuelles sur la biodiversité.

Votre réponse s’appuiera sur l’exploitation du dossier. Aucune étude exhaustive des documents n’est attendue.

Comprendre le sujet

  • C’est un sujet bâti sur un dossier. De nombreuses informations des documents sont sans lien direct avec la question posée : il faut éviter de faire une étude exhaustive de chaque document et suivre l’ordre de ceux-ci.
  • Comment réaliser en région parisienne une culture de yuccas débouchant sur la production de fruits commercialisables ? Il faut rechercher dans les documents ce qui rend cela réalisable (des cultures de yuccas ont déjà eu lieu en Europe) et ce qui rend l’entreprise difficile (la reproduction des yuccas nécessite l’intervention d’une espèce de papillons). Une fois la difficulté identifiée, il faut proposer un moyen de la surmonter et terminer par une évocation des risques environnementaux de la solution proposée.

Mobiliser ses connaissances

  • La pollinisation de nombreuses plantes repose sur une collaboration animal pollinisateur – plante, produit d’une coévolution.
  • Suite à la fécondation, la fleur devient un fruit contenant des graines.
Corrigé

Introduction

L’horticulteur a pour objectif d’obtenir des fruits de yucca. Le yucca est d’origine américaine et n’existepas naturellement en Europe. Cependant, le document 2 indique que des yuccas importés s’adaptent puisqu’il en existe en Europe où ils se reproduisent par multiplication végétative ainsi que l’indique le document 1. Ces yuccas européens fleurissent mais ne donnent jamais de fruit. Le problème pour l’horticulteur installé en région parisienne est donc d’obtenir des fruits à partir des fleurs.

I. La transformation de la fleur de yucca en fruit

La teigne indispensable au yucca

Cette transformation exige, comme pour toutes les plantes, pollinisation puis fécondation. En Amérique, le yucca donne des fruits. Le document 1 indique que leur pollinisation est assurée par des espèces de papillons (teignes) absentes en Europe. Le document 3 précise que la teigne est indispensable à la fructification du yucca et donc à sa reproduction.

Le yucca indispensable à la teigne

La teigne vient pondre à proximité des ovules du yucca grâce à son ovopositeur. On peut supposer que son corps se couvre alors de pollen, qu’elle déposera sur le stigmate d’une autre fleur visitée. D’autre part, le yucca est nécessaire à la reproduction de la teigne car les larves (chenilles) se nourrissent exclusivement de graines de yuccas. Pour que l’espèce teigne survive, il faut que le yucca se reproduise (forme des graines). L’association teigne-yucca est un bénéfice réciproque qui suggère une symbiose.

Les limites de la symbiose

Le graphe du document 2 montre qu’en l’absence totale d’œufs de teigne (fleurs non visitées), il n’y a pas de fruits. Le nombre de fruits est maximum pour une dizaine d’œufs pondus dans le pistil par le papillon. Une ponte plus importante fait diminuer le nombre de fruits, le nombre de chenilles par fruit devenant trop important et donc trop destructeur pour la plante.

II. Des conseils à l’horticulteur

  • Il doit introduire et cultiver des yuccas à fruits comestibles.
  • Pour obtenir une fructification des yuccas qui vont fleurir, il est nécessaire de se procurer des teignes adultes (les élever ?) au moment de la floraison.
  • La densité des teignes libérées sur la plantation de yuccas doit être telle qu’elle entraîne une ponte mesurée afin que les fruits ne soient pas détruits (moins de 10 chenilles par fleur).

III. Les risques

En dehors de risques pécuniaires liés à une faible rentabilité, le projet peut faire courir des risques à l’environnement. En effet, les teignes importées étant une espèce non endémique, leur présence en Europe peut avoir des conséquences sur l’environnement en général (perturbation des réseaux alimentaires, dégâts sur des végétaux endémiques…).

Conclusion

Le projet semble relativement utopique mais, en cultivant des yuccas pour leurs fruits, l’Homme peut contribuer à leur survie et à celle de leur papillon spécifique en voie de disparition dans leurs régions naturelles (Canada en particulier) et ainsi collaborer à la sauvegarde de la biodiversité.