Interactions entre Espèces

L'étude des interactions entre espèces gagne à être active parce que les élèves découvrent mieux les dynamiques écologiques en analysant des cas concrets plutôt qu'en mémorisant des définitions. Les activités proposées permettent de confronter les idées reçues grâce à des exemples variés, des simulations et des débats collaboratifs qui ancrent les concepts dans la réalité des écosystèmes.

• Terminale
• SVT Terminale : Comprendre le Vivant et la Planète
• 4 activités
• 40 min–50 min

Objectifs d’apprentissage

1. Comparer les effets de la prédation et de la compétition sur la structure des populations et la biodiversité d'un écosystème.
2. Analyser des exemples concrets de mutualisme (pollinisation, mycorhizes) et expliquer leur rôle dans le maintien des écosystèmes.
3. Démontrer, à l'aide d'un modèle ou d'une étude de cas, comment la perturbation d'une espèce clé peut affecter l'ensemble d'un réseau trophique.
4. Classifier les différentes interactions interspécifiques selon leur impact trophique (+/+, +/-, -/-).
5. Expliquer les mécanismes de régulation des populations induits par les interactions biotiques.

Puzzle

⏱ 50 min·Petits groupes

Puzzle: Les quatre types d'interactions

Chaque groupe expert se spécialise sur une interaction (prédation, compétition, mutualisme, parasitisme). Les experts se regroupent ensuite en groupes mixtes où chacun enseigne son interaction aux autres, avec un exemple concret et un schéma des effets sur les populations.

Préparation et détails

Comparez les effets de la prédation et de la compétition sur la dynamique des populations.

Conseil de facilitation: Lors de la simulation du modèle de Lotka-Volterra, utilisez un logiciel comme NetLogo ou des tableurs pour que les élèves manipulent les paramètres (taux de prédation, croissance des proies) et observent les effets sur les courbes de population.

Setup: Aménagement flexible pour faciliter les regroupements successifs

Materials: Dossiers documentaires pour les groupes d'experts, Fiche de prise de notes, Organisateur graphique de synthèse

• Comprendre
• Analyser
• Évaluer
• Compétences relationnelles
• Autogestion

Étude de cas

⏱ 40 min·Binômes

Étude de cas: Disparition d'une espèce clé

Les binômes analysent un cas réel (réintroduction du loup à Yellowstone, disparition des abeilles, étoile de mer Pisaster). Ils reconstituent la cascade d'effets écologiques et proposent un schéma de réseau d'interactions avant/après la perturbation.

Préparation et détails

Analysez des exemples de mutualisme (pollinisation, mycorhizes) et leur importance écologique.

Setup: Groupes de travail en îlots avec dossiers documentaires

Materials: Dossier d'étude de cas (3 à 5 pages), Grille d'analyse méthodologique, Support de présentation des conclusions

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Prise de décision
• Autogestion

Galerie marchande

⏱ 40 min·Petits groupes

Galerie marchande: Mutualismes remarquables

Chaque groupe prépare un poster sur un mutualisme (mycorhizes, lichen, pollinisation, bactéries fixatrices d'azote). Les posters sont exposés et les autres groupes évaluent en quoi la rupture de chaque mutualisme affecterait l'écosystème.

Préparation et détails

Démontrez comment la perturbation d'une espèce clé peut entraîner l'effondrement d'un écosystème.

Setup: Espace mural dégagé ou tables disposées en périphérie de la salle

Materials: Papier grand format ou panneaux d'affichage, Feutres et marqueurs, Post-it pour les retours critiques

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Créer
• Compétences relationnelles
• Conscience sociale

Jeu de simulation

⏱ 45 min·Binômes

Jeu de simulation: Modèle proie-prédateur de Lotka-Volterra

Sur tableur, les élèves programment un modèle simplifié de Lotka-Volterra et observent les oscillations des populations de proies et de prédateurs. Ils testent l'effet de la modification des paramètres (taux de reproduction, efficacité de la prédation).

Préparation et détails

Comparez les effets de la prédation et de la compétition sur la dynamique des populations.

Setup: Espace modulable avec différents îlots de travail

Materials: Fiches de rôle avec objectifs et ressources, Monnaie fictive ou jetons de jeu, Tableau de suivi des tours

• Appliquer
• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Conscience sociale
• Prise de décision

Enseigner ce sujet

Commencez par ancrer les concepts dans des exemples locaux ou médiatisés pour rendre les interactions tangibles. Évitez de présenter les interactions comme des catégories figées : insistez sur les nuances et les chevauchements possibles entre mutualisme et parasitisme selon le contexte. Privilégiez les débats en classe pour corriger les idées reçues, car les élèves ont souvent des représentations simplistes des relations entre espèces.

À quoi s’attendre

À la fin de ces activités, les élèves devraient pouvoir classer correctement les interactions entre espèces et expliquer leurs conséquences sur la régulation des populations. Ils doivent aussi justifier leurs réponses en s'appuyant sur des exemples précis et des données graphiques ou textuelles. Enfin, ils devraient reconnaître la complexité des réseaux d'interactions et le rôle des espèces clés.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

During l'activité Jigsaw sur les quatre types d'interactions, certains élèves pensent que la prédation est toujours néfaste pour l'écosystème.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant le Jigsaw, utilisez le temps d'expertise pour leur faire analyser des données réelles (comme celles du parc de Yellowstone) et leur demander de calculer l'impact de la prédation sur la diversité végétale et la stabilité des berges.

Idée reçue courante

During l'activité Gallery Walk sur les mutualismes remarquables, des élèves interprètent ces interactions comme de l'altruisme intentionnel entre espèces.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant le Gallery Walk, insistez sur l'analyse des coûts et bénéfices pour chaque partenaire en utilisant la grille d'observation : par exemple, demandez aux élèves de noter les adaptations morphologiques ou physiologiques qui montrent que le mutualisme résulte de la sélection naturelle.

Idée reçue courante

During la simulation du modèle de Lotka-Volterra, des élèves croient qu'une seule espèce peut avoir un seul type d'interaction stable dans le temps.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant la simulation, faites varier les paramètres pour montrer qu'une même espèce (comme le renard) peut être à la fois prédateur et proie selon les saisons ou les années, et utilisez les courbes pour illustrer ces changements de rôle.

Idées d'évaluation

Question de discussion

Après la simulation du modèle proie-prédateur de Lotka-Volterra, présentez aux élèves un graphique montrant les fluctuations des populations et demandez-leur : 'Comment cette dynamique illustre-t-elle la relation proie-prédateur ? Quels facteurs externes (ex : sécheresse, maladie) pourraient perturber cet équilibre ?'

Vérification rapide

Pendant l'activité de Jigsaw, distribuez des fiches avec des exemples d'interactions (ex : un lion chassant une gazelle, un champignon et une racine d'arbre, deux espèces d'oiseaux se disputant des graines) et demandez aux élèves d'identifier le type d'interaction et de noter les symboles (+/-) qui la représentent.

Billet de sortie

Après l'étude de cas sur la disparition d'une espèce clé, demandez aux élèves de nommer une espèce qu'ils considèrent comme une espèce clé dans un écosystème de leur choix (forêt locale, océan, etc.) et d'expliquer en une phrase pourquoi elle est si importante pour l'équilibre de l'écosystème.

Extensions et étayage

• Challenge : Demandez aux élèves de concevoir un écosystème fictif avec au moins cinq espèces et leurs interactions, puis d'expliquer comment une perturbation (ex : introduction d'une nouvelle espèce) pourrait déséquilibrer le système.
• Scaffolding : Pour les élèves en difficulté, fournissez des schémas incomplets à compléter (ex : flèches manquantes entre espèces) ou des grilles d'analyse avec des mots-clés à associer.
• Deeper : Proposez une recherche sur les interactions entre espèces dans les écosystèmes urbains (ex : pigeons, rats, plantes) et leur impact sur la biodiversité locale.

Vocabulaire clé

Prédation	Interaction où un organisme (le prédateur) en chasse et en consomme un autre (la proie). Elle influence la taille des populations des deux espèces.
Compétition	Interaction où deux ou plusieurs organismes recherchent la même ressource limitée (nourriture, espace, lumière). Elle peut être intraspécifique (au sein de la même espèce) ou interspécifique (entre espèces différentes).
Mutualisme	Interaction bénéfique pour les deux espèces impliquées (+/+), comme la pollinisation par les insectes ou les mycorhizes entre champignons et plantes.
Parasitisme	Interaction où un organisme (le parasite) vit aux dépens d'un autre (l'hôte), lui causant un préjudice (+/-). Le parasite ne tue généralement pas son hôte immédiatement.
Espèce clé	Une espèce dont la présence et l'activité ont une influence disproportionnée sur la structure et la stabilité d'un écosystème par rapport à son abondance.