Séance
Comment estimer l’efficacité des aménagements sur la fragmentation des populations de salamandres ?
Les salamandres se déplacent sur le territoire, notamment pour se reproduire. Des infrastructures de communication (route, autoroute, voie ferrée, etc) peuvent limiter voire stopper la migration de cette espèce et nuire à la reproduction entre individus de différentes populations : on parle de fragmentation des populations. Des aménagements, appelés corridors écologiques, peuvent permettre de rétablir les connexions entre les différentes populations du territoire… Reste à savoir si ces derniers sont vraiment efficaces?? C’est ce que nous allons voir dans cette séance.
Mise en situation
- 10 min -
- En groupe - Rechercher
Activité de l’élève
Les élèves prennent connaissance de la situation. Soit ils remobilisent la séance préliminaire « Comment s’organisent les populations de salamandres tachetées sur un territoire ? ». Dans ce cas ils peuvent repartir de leur propre production. Soit la séance préliminaire n’a pas été réalisée et elle peut être remplacée en fournissant directement la carte déjà complétée aux élèves.
À partir de cette situation, les élèves s’emparent des problématiques proposées par l’activité.
Les consignes de l’activité réalisée ensuite (questions 1,2 et 3) sont expliquées aux élèves.
Consigne
À partir des informations de la carte complétée, repérez les massifs forestiers et les zones ouvertes (champs agricoles et zones urbanisées) puis répondez à ces deux questions : quelles infrastructures (ou voies de communication) pourraient bloquer la circulation des salamandres sur le territoire ? Quels aménagements pourraient éventuellement permettre le passage des salamandres à travers les voies de communication ? Proposez ensuite une méthode qui pourrait permettre de savoir si deux populations de salamandres sont isolées ou si au contraire elles peuvent encore migrer et se déplacer pour se reproduire.
Rôle de l’enseignant
S’assurer de la compréhension des consignes par tous les élèves.
Conseil à l’enseignant
Il s’agit d’une phase dialoguée avec les élèves. On peut envisager de ne donner que la situation de problème, sans les problèmes et les consignes. À la fin de cette étape de situation déclenchante l’ensemble de l’activité peut être donnée.
Production attendue
Dialogue avec la classe.
Investigation
- 40 min -
- En groupe - Rechercher
Activité de l’élève
Les élèves vont dans un premier temps (à partir des supports 1 et 2 de la fiche activité), comprendre comment des données génétiques permettant de déterminer si des populations sont encore connectées ou au contraire isolées.
Ils vont ensuite appliquer cela au cas du territoire considéré, à partir des résultats issus d’une réelle recherche de génétique des populations.
Ils pourront ainsi conclure, sur l’impact des voies de circulation sur la fragmentation des populations et évaluer les effets des corridors écologiques.
Consigne
Question 1 : à partir des supports 1 et 2 du document proposé, expliquez par écrit, comment on peut déterminer grâce à des données génétiques si deux populations d’une même espèce sont encore connectées (capables de se reproduire entre elles) ou au contraire isolées.
Question 2 : utiliser les résultats de l’étude (support 3) pour matérialiser sur la carte :
- Les zones où les populations de salamandres tachetées sont encore connectées : flux génétiques à matérialiser par une double flèche entre les 2 populations considérées.
- Les zones où les populations sont isolées : absence de flux génétiques à matérialiser par des croix entre les 2 populations considérées.
Question 3 : analyser par écrit, les résultats de cette étude pour déterminer :
- D’une part, le type de milieu (forestier ou ouvert), permettant la migration des salamandres.
- D’autre part, l’impact du type de voie de communication (route nationale ou voie ferrée) sur la fragmentation des populations.
- Enfin l’efficacité de chaque type d’aménagement comme corridor écologique pour la salamandre.
Astuce pour l’élève
Pour matérialiser les circulations des espèces sur la carte (voir consigne 2), vous pouvez utiliser soit un outil numérique, soit une carte format papier (voir « Carte complétée »).
Rôle de l’enseignant
- Constituer les groupes pour réaliser l’activité.
- Circuler de groupe en groupe pendant la réalisation de l’activité pour apporter des explications et/ou débloquer des situations.
Conseil à l’enseignant
On peut envisager de constituer les groupes de deux à quatre élèves en associant si possible dans chaque groupe au moins un élève qui suit la spécialité SVT, et qui sera plus à l’aise avec les données génétiques et de biologie moléculaire.
Ceci permet une mutualisation des compétences de chacun, aussi bien dans le champ disciplinaire (ici au sens des SVT), que transversal (saisir des données, utiliser des outils mathématiques, synthétiser des informations, organiser sa pensée).
Production attendue
Réponses aux trois questions.
- La réponse à la question 1 prend la forme d’un texte.
- La réponse à la question 2 correspond à la carte complétée sur laquelle on fait figurer les zones d’isolement (croix = absence de circulation) et les zones de flux génétiques entre deux populations (double flèche).
- La réponse à la question 3 prend la forme d’un texte argumenté.
Bilan
- 10 min -
- En classe entière - Apprendre
Activité de l’élève
Les élèves réalisent un bilan des éléments à retenir à l’issue de l’activité.
Consigne
Listez à l’oral des éléments qui vous semblent importants à retenir, à l’issue de cette étude sur les populations de salamandres. Dégagez une conclusion générale.
Astuce pour l’élève
Il ne s’agit pas de retenir des détails de la situation précisément étudiée ici mais de tirer des conclusions générales. Il faut garder à l’esprit que les résultats sont obtenus dans un contexte précis (une zone géographique, une espèce, à un instant déterminé). Pour arriver à des règles générales sur les effets des voies de circulation et les aménagements sur la circulation des espèces, il faudrait multiplier les cas particuliers pour mieux caractériser (autres zones, autres espèces…).
Rôle de l’enseignant
- Animer la phase de mutualisation en faisant circuler la parole et en impliquant les différents élèves.
- Faire ressortir (éventuellement reformuler) les notions clés de cette séance pour établir le bilan collectif.
- Distribuer le document de synthèse (cf conclusion de séance).
Conseil à l’enseignant
Lors de la synthèse, il est important de développer l’esprit critique des élèves en indiquant que les effets mis en avant ici (routes, voies ferrées, aménagement) sont ceux obtenus dans un contexte précis. Un raisonnement inductif trop simpliste serait de généraliser à tous les cas de figure (les voies ferrées n’ont jamais de conséquences sur les migrations) et à toutes les espèces.
À ce sujet, un document complémentaire pour l’enseignant est disponible.
Production attendue
Conclusion
Lorsque des populations se reproduisent entre elles, cela implique des flux génétiques entre les individus des deux populations. Par conséquent, la distance génétique entre les populations considérées sera faible. Au contraire, si les populations ne se reproduisent plus, il n’y a plus de flux génétiques et les distances génétiques entre les populations s’en trouvent augmentées. Des méthodes de biologie moléculaire permettent d’estimer ces distances génétiques entre deux populations et de déterminer si ces dernières sont encore connectées dans le milieu ou au contraire séparées (fragmentation des populations). Les résultats de l’étude réalisée sur ce territoire montrent que les populations séparées par des forêts restent connectées. Au contraire, des milieux ouverts (champs agricoles ou zones urbanisées) ne sont pas favorables au déplacement des salamandres. De plus alors que les voies ferrées ne semblent pas bloquer les migrations (même sans aménagements), les grandes routes empêchent la migration des salamandres. Si ces routes sont aménagées par des buses de grands diamètres où de l’eau coule (cas entre les populations 7 et 8), on observe que les salamandres peuvent circuler (flux génétique maintenu). Dans le cas étudié, ce sont de bons corridors écologiques pour ces animaux. Dans d’autres cas, les aménagements présents sont peu efficaces et ne permettent plus la circulation de cette espèce. C’est le cas entre les populations 1 et 2, où malgré la présence de buses de petit diamètre sans eau et d’une passerelle piétonne, les migrations ne se font pas.