Focus HL/SL soutenu. Première évaluation 2025 ; nouveau programme actuel acquis ; guide complet de biologie non acquis. Les exigences restantes concernant le guide, l'évaluation et les travaux pratiques conservent leurs retenues enregistrées.
Prérequis : transpiration de B.2.3 vers la fin et sélection naturelle de D.4.1. Chaque leçon développe sa propre méthode avant un transfert autonome.
Ce sont des exemples pédagogiques originaux ou explicitement fictifs, pas des mesures réelles ni des enquêtes évaluées achevées par des apprenants.
18.2
Adaptation à l'environnement
Qu'est-ce qui expliquerait cette observation ?
Un cactus survit pendant des mois sans pluie alors qu'une nénuphar vit avec ses feuilles à plat à la surface de l'eau. Ce sont deux plantes, mais leurs corps sont presque opposés. Pourquoi ?
Commencez par une prédiction. Énoncez les quantités ou caractéristiques que vous compareriez, puis décidez quels éléments de preuve pourraient distinguer deux explications.
Construire le modèle
Une adaptation est un caractère héréditaire qui améliore la survie ou la reproduction dans un environnement particulier. Les adaptations sont structurales (feuilles roulées, stomates enfouis chez un xérophyte), physiologiques (urine concentrée chez un mammifère désertique) ou comportementales (un lézard se prélassant pour se réchauffer).
Une explication utile d'une adaptation relie caractéristique → effet → avantage : les feuilles roulées retiennent l'air humide, donc moins d'eau est perdue par transpiration, donc la plante survit à la sécheresse. Le rapport surface/volume (S:V) explique de nombreuses adaptations : un corps plus petit possède un S:V plus élevé et perd chaleur ou eau plus rapidement.
adaptation : Caractère héréditaire améliorant la survie ou la reproduction dans un environnement donné ; xérophyte : Plante adaptée aux conditions sèches ; rapport surface/volume : Surface divisée par le volume, régulant les taux d'échange.
Choisir des preuves capables de le tester
Comparer la perte d'eau d'une feuille de xérophyte et d'une mésophyte sous une même air chaud, sec et en mouvement : le modèle d'adaptation prédit une perte moindre pour le xérophyte. Maintenir la taille des feuilles, la température et l'humidité constantes, sinon la comparaison ne prouve rien.
Mesurer le rapport S:V de cubes modèles ou d'organismes et comparer avec leurs habitats ; toute affirmation sur la surface doit provenir de dimensions mesurées, et non de l'examen de l'image.
Travailler à partir de quantités connues
Énoncez les valeurs connues et leurs unités. Choisissez la relation dont les hypothèses s'adaptent à ce cas, puis réarrangez-la avant de substituer les valeurs.
Donné : côté du cube s = 3 cm. Surface = 6s² = 6 × 9 = 54 cm² ; volume = s³ = 27 cm³. S:V = 54/27 = 2 par cm. Pour un cube de 1 cm : S:V = 6/1 = 6 par cm. Tripler le côté réduit le rapport au tiers — les corps plus grands ont moins de surface par unité de volume, donc perdent moins de chaleur par unité de tissu.
Exemple :
Un modèle de mammifère désertique a une surface corporelle de 400 cm² et un volume de 2,000 cm³. Trouver son S:V et le comparer à celui d'une petite souris désertique à 2 par cm, en suivant la même séquence : quantités connues → modèle → relation → substitution → unité et interprétation. (Réponse : S:V = 400/2,000 = 0.2 par cm — un dixième de celui de la souris, donc l'animal plus grand perd proportionnellement moins d'eau et de chaleur par sa surface.)
Vérifier la conclusion et ses limites
Une histoire plausible concernant l'utilisation d'un caractère est une hypothèse tant qu'elle n'est pas étayée par des preuves ; certains caractères sont des effets secondaires d'autres traits, et non des adaptations. Le modèle du cube suppose une forme uniforme — les organismes réels développent des surfaces où les échanges sont nécessaires (poumons, branchies, poils racinaires), brisant ainsi l'échelle simple.
Revenez à l'observation initiale. Expliquez ce que le résultat soutient, quelles conditions il suppose, et une manière de tester une explication concurrente.
Avertissement :
Une plante désertique s'adapte durant un seul été chaud en développant une cuticule plus épaisse parce qu'elle en a besoin. Cette affirmation est fausse : les adaptations sont des caractères HÉRÉDITAIRES façonnés par la sélection sur plusieurs générations ; la réponse d'un individu sur une seule saison est une acclimatation, et non une adaptation, et le besoin ne dirige jamais le changement.
Clé :
Adaptation à l'environnement : les caractères héréditaires se lient à la survie via une chaîne caractère → effet → avantage, testable par comparaison contrôlée. S:V = 6/s pour un cube, et il diminue lorsque la taille augmente — les surfaces d'échange et les plans corporels en découlent.
