Un excellent plongeur

Merci !

Exercices
Classe(s) : 2de | Thème(s) : L'exercice physique et les modifications physiologiques à l'effort

On observe le phoque de Weddel près des côtes du continent Antarctique. Il vient respirer à la surface grâce aux fissures dans la glace et à des trous de respiration qu’il entretient avec ses dents.

C’est un remarquable nageur capable de plonger jusqu’à 900 m. Les plongées profondes les plus fréquentes se font entre 200 et 500 m et durent de 15 à 20 minutes en moyenne. Sa morphologie fusiforme et hydrodynamique permet de minimiser la résistance de l’eau à ses déplacements.

Lors d’une plongée, la fréquence cardiaque des phoques de Weddel passe environ de 65 bpm à 20 bpm et sa température interne diminue de 3 °C.

Lors des plongées, le cerveau et le placenta chez les femelles enceintes reçoivent le même débit qu’au repos alors qu’il est fortement diminué dans les autres organes, notamment dans les muscles où la circulation est pratiquement arrêtée.

Le doc. 16 présente la présence de O2 chez l’Homme et chez le phoque.

Doc. 16. Présence de O2 chez le phoque et l’Homme

Poumons

Sang

Muscles

Eau tissulaire

Total

Homme

(70 kg)

Volume ou masse

4,5 L

5 L

16 kg

40 L

-

VO2 stocké (mL)

720

1 000

240

200

2 160

Phoque

(30 kg)

Volume ou masse

0,35 L

4,5 L

6 kg

20 L

-

VO2 stocké

(mL)

55

1 125

270

100

1 550

a. Calculer puis comparer les volumes sanguins du phoque et de l’Homme par rapport à leur masse corporelle.

L’unité des valeurs attendues s’exprime en L/kg.

b. Déterminer le compartiment corporel qui possède proportionnellement beaucoup plus de dioxygène chez le phoque que chez l’Homme.

Chercher dans quels compartiments la différence de présence de O2 est la plus flagrante entre les deux espèces. Il faut pour cela traiter les données brutes pour comparer à unité de masse égale.

Argumenter en citant des valeurs précises dans le texte.

c. Sélectionner les réponses exactes et corriger celles qui sont fausses.

Certaines adaptations permettent au phoque de Weddel de tenir plus de 20 minutes en apnée, par exemple :

 une sollicitation minimale des muscles qui permet d’économiser le dioxygène (débit sanguin musculaire arrêté) ;

 une diminution nette de la fréquence cardiaque afin de diminuer le débit sanguin général pour économiser le dioxygène stocké dans le sang ;

 une diminution de la température interne afin de diminuer la dépense énergétique liée à son maintien, et donc une baisse de la consommation de O2 ;

 une modification des débits sanguins corporels afin que les organes ne disposant pas de réserve de O2 et ne pouvant s’en passer continuent d’être approvisionnés malgré la baisse du débit cardiaque (les muscles, la peau…).

d. Résumer sous forme schématique ou rédigée l’ensemble des adaptations qui permettent au phoque de Weddel d’être un si bon plongeur.

Au brouillon, lister l’ensemble des adaptations citées dans le texte. Regrouper ces adaptations en fonction de leur intérêt, sachant qu’au final, c’est l’effort des muscles permettant la plongée qui doit être assuré, sans lésion des organes vitaux.