Le plaisir de comprendre
Les besoins nutritifs des animaux : se nourrir et respirer
Un animal se nourrit de matière organique et minérale, et prélève du dioxygène dans l’air ou dans l’eau. Découvre les régimes phytophage, zoophage et omnivore, les dents et le tube digestif adaptés à chaque régime, le schéma fonctionnel du tube digestif et les branchies du poisson, avec les réponses attendues au contrôle.
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Bilan à savoir par cœur : se nourrir
Les animaux se nourrissent en prélevant dans leur milieu de vie des aliments, c’est-à-dire de la matière organique (provenant d’autres organismes vivants) et de la matière minérale (eau, minéraux présents dans l’eau et dans la matière vivante). C’est la première étape de la nutrition.
Ils ont des régimes alimentaires différents selon l’origine de la matière organique consommée : le régime phytophage (différent d’herbivore), le régime zoophage (différent de carnivore) et le régime mixte, omnivore.
Les animaux possèdent des appareils digestifs adaptés à leur régime alimentaire. Ils permettent la digestion grâce à des structures particulières : la mâchoire, les dents, les sucs digestifs.
Chez les zoophages, le tube digestif est plus court et plus simple que celui des phytophages. Chez ces derniers, un caecum permet la digestion des fibres grâce à un grand nombre de bactéries.
Tous ces appareils transforment les aliments en nutriments grâce aux sucs digestifs, qui contiennent des substances chimiques. Les nutriments sont ensuite utilisés par les organes : ils ont besoin de glucose et de dioxygène.
Les définitions du bilan
| Le mot | Sa définition |
|---|---|
| le caecum | Organe contenant des bactéries qui facilitent la digestion. |
| la cellulose | Molécule organique de grande taille présente dans la membrane des cellules végétales, formée par la répétition de nombreuses molécules de glucose. |
| la dentition | Ensemble des dents. |
| les fibres | Constituants des végétaux qui participent à leur structure et ne sont pas digérés dans l’intestin. |
| les nutriments | Molécules de petite taille issues de la digestion et utilisées par les organismes pour leur nutrition. |
Les trois régimes alimentaires
| Le régime | Ce que mange l’animal | Des exemples |
|---|---|---|
| phytophage | Uniquement des végétaux ou des parties de végétaux : herbe, feuilles, fruits, graines, racines, nectar. | le cheval, le lapin, le criquet, la vache, la chenille |
| zoophage | Uniquement des animaux ou des parties d’animaux. | le tigre, le chien, le chat, la coccinelle, l’araignée |
| omnivore | Des végétaux et des animaux : un régime mixte. | l’être humain, le sanglier, le renard |
Phytophage n’est pas herbivore, zoophage n’est pas carnivore
Un herbivore mange de l’herbe ; un phytophage mange n’importe quelle partie d’un végétal (feuilles, fruits, graines, nectar). Un carnivore mange de la viande ; un zoophage mange n’importe quel animal, même un puceron.
Au contrôle, on écrit toujours phytophage, zoophage et omnivore. Phyto veut dire végétal, zoo veut dire animal, phage veut dire manger.
Organique ou minérale ?
| L’aliment | Sa matière | Pourquoi |
|---|---|---|
| une feuille, une graine, un fruit | organique | Provient d’un végétal, un organisme vivant. |
| la viande, un insecte, le lait, un œuf | organique | Vient d’un animal, un organisme vivant. |
| l’eau, le sel, le calcium | minérale | Eau et minéraux : ne proviennent pas d’un être vivant. |
Activité 16 : les dents prélèvent les aliments
La première étape de la nutrition est de prélever les aliments. Chez les mammifères, ce sont les dents qui le font. La dentition est l’ensemble des dents : incisives (en rose sur les crânes), canines (en vert), prémolaires (en rouge) et molaires (en bleu).
Le tigre est zoophage : il mange des cervidés, des sangliers, des oiseaux, des singes et des poissons. Ses crocs sont ses canines, pointues et tranchantes, des crochets qui se plantent dans la chair : elles mesurent 7 cm.
Le cheval est phytophage : il mange des plantes, des légumes et des fruits. Ses molaires sont puissantes pour broyer, ses canines peu développées, et ses dents poussent toute sa vie, de 4 à 5 mm par an.
Les autres crânes : le lapin est phytophage (herbe, bourgeons, feuilles, fruits, racines), le chien est zoophage (alimentation essentiellement animale), l’être humain est omnivore (végétaux et viande).
Le tableau de la professeure : phytophage ou zoophage
| Ce qu’on compare | Le phytophage | Le zoophage |
|---|---|---|
| La nourriture | végétaux, avec de la cellulose : peu énergétique et plus résistante | viande : très énergétique et moins résistante |
| La fréquence des repas | très régulièrement | plusieurs jours sans manger |
| Les incisives | longues et plates : coupent les végétaux | pointues : tuent et déchirent les proies |
| Les canines | courtes ou absentes | pointues : tuent et déchirent les proies |
| Les prémolaires et les molaires | larges et crénelées : écrasent | tranchantes : déchiquettent |
| La longueur de l’intestin | très long | court |
| Des bactéries qui dégradent la cellulose | présentes | absentes |
Le tube digestif de quatre animaux
| L’animal | Ses organes et son intestin | Ce qu’il faut retenir |
|---|---|---|
| le criquet (phytophage) | bouche, jabot, gésier, caecum, intestin grêle long, anus | Gésier : broie. Jabot : stocke, digestion en nutriments. Caecum : plus de surface d’absorption. |
| le chat (zoophage, 40 cm) | intestin grêle déroulé de 1,50 m : 3 fois la longueur du corps | Court : digestion rapide des protéines animales. |
| le lapin (phytophage, 40 cm) | intestin grêle de 4,50 m : 10 à 15 fois le corps, cæcum très développé | Fermentation des végétaux riches en fibres. |
| le cheval (phytophage) | intestin très long : 20 à 30 fois le corps, estomacs spécialisés | Digestion lente des végétaux (cellulose). |
| l’être humain (omnivore) | intestin intermédiaire : 6 à 7 fois le corps | Digestion variée. |
Digestion et absorption
La digestion transforme les aliments en nutriments grâce aux sucs digestifs. Chez le criquet, les aliments sont broyés dans le gésier, puis stockés dans le jabot où ils sont transformés en nutriments.
L’absorption est le passage des nutriments dans le sang ou la lymphe, au niveau de l’intestin grêle. Le caecum augmente la surface d’absorption.
Les organes communs aux quatre animaux sont la bouche, l’intestin grêle et l’anus. Le jabot et le gésier n’existent que chez le criquet.
Les réponses de l’activité 16
Question 2 : le système digestif est adapté au régime alimentaire. Il est court et simple chez les zoophages (chat : 3 fois la longueur du corps), long avec un cæcum développé chez les phytophages (lapin : 10 à 15 fois, cheval : 20 à 30 fois).
Question 3 : les herbivores ont un intestin long parce que les végétaux, riches en cellulose et en fibres, sont difficiles à digérer : leur digestion est lente. La viande, elle, se digère vite.
Attention à la réponse « pour ruminer » : elle ne répond pas à la question. La bonne idée est que les végétaux sont difficiles à digérer.
Le schéma fonctionnel du tube digestif à savoir refaire
| Le numéro | L’organe | Son rôle sur le schéma |
|---|---|---|
| 1 | la bouche | ingestion : entrée des aliments |
| 2 | l’œsophage (pas « zoophage » !) | tube étroit qui conduit les aliments |
| 3 | l’estomac | digestion |
| 4 | le pancréas | verse un suc digestif |
| 5 | la vésicule biliaire | verse la bile |
| 6 | l’intestin grêle | digestion et absorption |
| 7 | le gros intestin | forme les fèces |
| 8 | l’anus | défécation : sortie des fèces |
Pour redessiner le schéma
Dessine de haut en bas, comme le chemin des aliments : bouche, œsophage, estomac, intestin grêle (une chaîne de petits ronds), gros intestin (de plus gros ronds), anus.
Ajoute les deux petits organes accrochés sous l’estomac : le pancréas et la vésicule biliaire. Les aliments ne les traversent pas.
Place les quatre flèches : ingestion à la bouche, digestion à l’estomac et à l’intestin grêle, absorption à l’intestin grêle, défécation à l’anus. Écris un titre : schéma fonctionnel du tube digestif.
Activité 3 : respirer dans l’eau
Une partie du dioxygène de l’air se dissout dans l’eau : c’est le dioxygène dissous. Les animaux aquatiques le prélèvent dans l’eau. La grenouille respire par ses poumons et par sa peau très fine.
Les vidéos du poisson rouge le montrent : le poisson ouvre la bouche et l’eau entre dans la cavité buccale ; elle passe au contact des branchies, puis ressort quand les opercules s’ouvrent. Ces mouvements ventilatoires renouvellent l’eau en permanence.
Document 2 : l’eau qui entre et l’eau qui sort du poisson
| Le gaz (en mL par litre d’eau) | Eau entrant | Eau sortant | Différence | Évolution |
|---|---|---|---|---|
| dioxygène | 7 | 1,4 | 5,6 | diminue |
| dioxyde de carbone | 0,3 | 0,4 | 0,1 | augmente |
La méthode de la professeure : j’observe, je sais, j’en déduis
1. La différence se calcule en enlevant le plus petit nombre au plus grand : 7 moins 1,4 font 5,6 ; 0,4 moins 0,3 font 0,1.
2. L’évolution se lit de l’eau qui entre vers l’eau qui sort : plus petit, il diminue ; plus grand, il augmente. Le dioxygène diminue et le dioxyde de carbone augmente. Ne jamais écrire « évolue », et le dioxyde de carbone ne diminue pas.
3. J’observe que l’eau sortant du poisson contient moins de dioxygène que l’eau entrant et plus de dioxyde de carbone.
4. Je sais que lorsque la quantité d’une substance diminue en présence d’un organisme, l’organisme utilise ou consomme cette substance ; inversement, lorsqu’elle augmente, l’organisme la produit ou la fabrique.
5. J’en déduis que le poisson prélève du dioxygène dans l’eau et y rejette du dioxyde de carbone.
La branchie, du plus grand au plus petit
| La partie | Comment elle est |
|---|---|
| l’arc branchial | L’os qui porte les filaments branchiaux. |
| les filaments branchiaux | De nombreux filaments accrochés à l’arc. |
| les lamelles branchiales | De très nombreuses lamelles très fines sur chaque filament. |
| les vaisseaux sanguins | Des petits vaisseaux (capillaires) dans chaque lamelle, remplis de sang. |
Les réponses de la professeure pour l’activité 3
| La question | La réponse à écrire |
|---|---|
| 1. Échanges de gaz | J’observe que l’eau sortant contient moins de dioxygène et plus de dioxyde de carbone. Je sais que ce qui diminue est consommé et ce qui augmente est produit. J’en déduis que le poisson prélève du dioxygène dans l’eau et y rejette du dioxyde de carbone. |
| 2. Couleur rouge | Les branchies contiennent de nombreux vaisseaux sanguins remplis de sang, ce qui explique la couleur rouge. |
| 3. Comment | L’eau entre par la bouche, passe au contact des branchies puis ressort par les opercules. Au niveau des lamelles, le dioxygène dissous traverse une paroi très fine et passe dans le sang, qui le distribue aux organes. Les lamelles sont nombreuses, très fines et fortement vascularisées : cela facilite les échanges. |
| 4. Rôle et preuves | Les branchies prélèvent le dioxygène dissous, le font passer dans le sang et rejettent du dioxyde de carbone. Preuve 1 : dioxygène de 7 à 1,4 mL/L (moins 5,6), dioxyde de carbone de 0,3 à 0,4 mL/L (plus 0,1). Preuve 2 : surface d’échange de 20 à 60 fois celle du corps. |
Bilan du poisson
Le poisson respire dans l’eau grâce à ses branchies. L’eau chargée en dioxygène dissous entre par la bouche ; en sortant par l’opercule, elle traverse les filaments branchiaux irrigués par le sang.
Le dioxygène passe dans le sang et le dioxyde de carbone repasse dans l’eau et est évacué. C’est au niveau de la fine paroi des lamelles branchiales que se déroulent les échanges gazeux entre l’eau et le sang.
Les lamelles sont très fines (1 à 2 µm, le dioxygène traverse une membrane 50 fois plus fine qu’un cheveu) et très nombreuses : la surface d’échange vaut 20 à 60 fois celle du corps. Le sang arrive pauvre en dioxygène (bleu) et repart riche en dioxygène (rouge) vers les organes.
Les mouvements respiratoires de la bouche et des opercules assurent le renouvellement du dioxygène.
Exemple corrigé
Document 2 : le dioxyde de carbone passe de 0,3 mL/L dans l’eau qui entre à 0,4 mL/L dans l’eau qui sort. Calcule la différence, donne l’évolution et conclus.
Différence : 0,1 mL/L. Évolution : le dioxyde de carbone augmente. Conclusion : le poisson produit du dioxyde de carbone et le rejette dans l’eau.
1. J’enlève le plus petit nombre au plus grand : 0,4 moins 0,3 font 0,1. 2. Je lis de l’eau qui entre vers l’eau qui sort : 0,4 est plus grand que 0,3, donc il augmente (ni « évolue », ni « diminue »). 3. Je sais que ce qui augmente est produit par l’organisme : j’en déduis que le poisson rejette du dioxyde de carbone.
À ton tour avec le dioxygène : 7 mL/L dans l’eau qui entre, 1,4 mL/L dans l’eau qui sort. Réponse : la différence est 5,6 mL/L, le dioxygène diminue, le poisson le consomme : il le prélève dans l’eau.
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