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Fiches pédagogiques Réserve Naturelle Nationale Marine de la Réunion – Vie Océane - Rectorat de La Réunion - 2012 22

III. LES CORAUX, ANIMAUX CONSTRUCTEURS DE RÉCIF

1. Unité des coraux et manifestation du vivant

Place dans les programmes Cycle 3 :

• Sciences et technologie : Unité et diversité des êtres vivants - Présentation de l’unité du vivant - recherche de points communs entre espèces vivantes.

Collège : Niveau : 6ième

• SVT : Caractéristiques de l'environnement proche et répartition des êtres vivants - Identifier et relier les composantes biologiques et physiques de l'environnement étudié

• Diversité et unité des êtres vivants : biodiversité et classification des êtres vivants

Situation initiale est héritée de l’étude du sable blanc (II.3.) ou s’appuie sur une sortie pédagogique à la plage : la présence de galets blancs de forme variable et portant des dessins variés retient l’attention : Que représentent ces galets ? Du corail…

Unité et diversité des morceaux de coraux plus ou moins usés sur la plage (Doc. 23)…

Problème : Qu’est-ce que le corail ?

1.1. Le corail, un squelette minéral

Objectif : Connaître les critères définissant les coraux ; comprendre que c’est le squelette d’une colonie animale Matériel : Échantillons de coraux pouvant être présents sur la plage (Fiche 18)

Échantillon 1 Échantillon 2 Échantillon 3

Échantillon 4 Échantillon 5 Échantillon 6 Situation de départ : Un tri des éléments présents sur les plages permet de regrouper les coraux entre eux.

SUPPORTS

Matériel :

Échantillons de coraux

Loupes Doc. 24 : Unité et diversité de morceaux de coraux

Fiche 18 : Unité des squelettes coralliens


Question : pourquoi les avoir regroupés entre eux ? Quels sont les critères communs ? Proposition des élèves : ils sont blancs, ils sont durs, (ils sont constitués de calcaire*); il y a des trous ou loges avec des cloisons très nombreuses.

* il y a effervescence (dégagement de CO2) en présence d’acide - niveau collège - Investigation : Tester les critères retenus sur différents coraux :

• Il sera nécessaire d’avoir une loupe pour pouvoir répondre à la question posée ;

• L’échantillon 6 ne répond pas à tous les critères : ce n’est pas du corail mais une algue calcaire (Algues rouge, Corallinacées).

Problème : D’où viennent ces morceaux de corail ? Comment sont-ils produits ?

1.2. Le corail est un squelette élaboré par des animaux : les polypes

Objectifs : Comprendre que c’est le squelette d’une colonie animale; Retrouver les caractères du vivant ; des animaux ; comprendre l’organisation d’une colonie de polypes. Pour mener ces activités, on s’appuiera essentiellement sur les coraux branchus pour lesquels les loges correspondent le mieux à l’idée d’un trou abritant un animal.

Hypothèse : Nous pensons que ces morceaux de coraux viennent de la mer ; que ce sont des êtres vivants, des animaux qui vivent dans les loges qui produisent le corail….

Consigne : Dessine l’être vivant, l’animal qui a construit le corail….

Mise en commun : Les dessins sont affichés…

Discussion : Quels caractères doit-il avoir pour être un animal ? Pour vivre dans la loge du corail ?

Réponse attendue : Si c’est un animal, il doit avoir une bouche, il se nourrit, il grandit, il se reproduit ; Pour vivre dans la loge, il doit être petit…

Investigation : Effectue une recherche documentaire pour expliquer l’organisation de l’animal qui vit et construit le squelette corallien.

Branches de colonies coralliennes (Fiche 19) Aide à la recherche documentaire :

• Des photos de coraux vivants sur internet ;

• Lle « Monde merveilleux du lagon »

• La Fiche 19 : photos de colonies coralliennes

• Films (« A l’école des polypes » ou « Cités océanes » de Vie Océane ; clips vidéos) ; Rendre compte : Explique ce que tu as compris par un texte accompagné d’un schéma. Des schémas à compléter pourront être proposés : fiche 20.

Feuilles de dessin

Monde merveilleux du Lagon

Fiche 19 : Les animaux constructeurs du squelette coralliens : les polypes

Films (« A l’école des polypes » ou « Cités océanes », auteur Vie océane ; clips vidéos)

Fiche 20 : Proposition de schémas à compéter

Fiches pédagogiques Réserve Naturelle Nationale Marine de la Réunion

La fiche 19 présente des photos de polypes dans leur squelette leur organisation. Le détail d’un polype vu de dessus des moments de nutrition : ce n’est pas un sac avec un trou

Schémas de calice à compléter

Réalisation d’un schéma de polypes Dans les premiers dessins réalisés, chaque polype le nombre de tentacules pour chaque polype

(A légender) : bouche - tentacules

Notion construite : Les loges abritent des petits animaux les polypesressemble à une petite bouteille. Ils ont une bouche entourée de tentacules permettent d’attraper leur nourriture.

1.3. Les polypes sont solidaires les uns des autres

Objectif : faire prendre conscience que les polypes ne sont pas indépendantmais sont reliés par un tissu à l’origine du squelette calcaire

Problème : Qui entretient le squelette entre

Investigation par l’observation de colonies coralliennes La couleur brune sur et entre les loges recouvrant le squelette corallien.

Rendre compte : Complète les schémas (Fiche 2

Résultats obtenus : (Doc 25) : veiller à la légende

Marine de la Réunion – Vie Océane - Rectorat de La Réunion - 2012

présente des photos de polypes dans leur squelette afin de comprendre leur position et Le détail d’un polype vu de dessus montre une bouche qui est fermée en dehors

: ce n’est pas un sac avec un trou béant comme schématisé parfois.

Schémas de calice à compléter (Fiche 20)

chaque polype est situé dans sa loge ; On pourra s’interroger sur le nombre de tentacules pour chaque polype.

tentacules - corps - loge -squelette calcaire

Les loges abritent des petits animaux les polypes dont la forme du corps ls ont une bouche entourée de tentacules (6) qui leur

solidaires les uns des autres

faire prendre conscience que les polypes ne sont pas indépendants les uns des autres du squelette calcaire de la colonie.

: Qui entretient le squelette entre chaque loge ? Qui le construit ? Comment ?

par l’observation de colonies coralliennes (doc. 24)

entre les loges des polypes indique la présence de tissus pigmentés

Fiche 20)

veiller à la légende ; attirer l’attention sur l’échelle.

2012 24

comprendre leur position et une bouche qui est fermée en dehors

On pourra s’interroger sur

dont la forme du corps qui leur

les uns des autres

pigmentés

Doc. 24 : Images de colonies

Fiche 20 : Schémas des calices à compléter

Doc. 25 : Schémas de polypes


Schéma d’une colonie corallienne

Notion construite : Les polypes sont reliés entre eux et forment une colonie animale. Ce sont eux qui fabriquent le squelette corallien

Phase de généralisation : Ce qui est vrai pour ce corail branchu, est-ce vrai pour les autres squelettes de corail trouvés sur la plage ?

2. Diversité des coraux

2.1. Diversité des coraux et des polypes

Situation initiale : Le corail est le squelette fabriqué par des animaux (coloniaux), les polypes. Question : Tous les coraux trouvés sur la plage ont-ils abrité des polypes dans leur loge ? Investigation par l’observation : on demande d’associer les photos de colonies coralliennes vivantes (Fiche 21) avec le squelette correspondant (Fiche 18)…

Photographie 1 Photographie 2 Photographie 3

Photographie 4 Photographie 5 Photographie 3 (détail)

2.2. Reconnaître les coraux

Objectifs : savoir observer et décrire ; savoir utiliser une clé de détermination ; sensibiliser à la diversité du monde vivant ;

Consigne: A l’aide du tableau proposé (Fiche 22), détermine le nom donné aux différents échantillons (Fiche 18)

Fiche 18 : Unité des squelettes coralliens Fiche 21 : Les polypes des coraux

Fiche 18: Unité des squelettes coralliens Fiche 22 : Tableau d’identification d’échantillons de coraux


Remarque : Le critère « petit » ou « grand » est source de difficultés car imprécis. Il amène à passer à des mesures et à établir des classes de taille (diamètre des loges inférieur ou supérieur à 5mm) ou à utiliser un gabarit. Les noms proposés correspondent à de grandes familles de coraux, c’est une première approche très simplifiée. La complexité des caractères utilisés pour nommer ou classer les coraux limite la validité du tableau aux échantillons proposés.

Pour aller plus loin :

La clé de détermination en ligne « Coraux des Mascareignes » : http://coraux.univ-reunion.fr/spip.php?article55 est également basée sur les caractéristiques de la loge.

Aspects de la classification des coraux : Éclairage 3

3. les coraux pionniers et colonisateurs

Place dans les programmes

Cycle 3 :

• Sciences et technologie : Le fonctionnement du vivant : Stades de développement d’un être vivant- Les modes de reproduction des êtres vivants.

Niveau : 6ième

• SVT : Le peuplement d’un milieu - Variations du peuplement du milieu caractérisées par les alternances de formes chez les espèces animales (adultes, larves); des comportements ; modalités du développement des organismes vivants.

Niveau : 4ième

• SVT : La reproduction sexuée et maintien des espèces dans leur milieu

Objectifs : retrouver les manifestations du vivant ; comprendre comment les coraux colonisent de nouveaux milieux ; notion de reproduction sexuée et asexuée.

3.1. Reproduction sexuée et conquête de nouveaux milieux

Problème : Comment se reproduisent-ils ?

Consigne : Réalise un dessin expliquant selon toi, comment les polypes des coraux se reproduisent.

La mise en commun amène à retrouver un certain nombre d’éléments fondamentaux de la reproduction sexuée (sexe, cellules reproductrices, cellule œuf, développement de l’œuf, naissance etc).

Fiche 22 : Tableau d’identification d’échantillons de coraux


Hypothèses: ils ont des cellules reproductrices mâles et femelles ; Il y a des mâles et des femelles ; les cellules reproductrices se rencontrent dans l’eau ou dans le polype ; la « cellule œuf » donne un petit polype…

Investigation par recherche de documents sur la reproduction des coraux :

• Document 26 : La reproduction sexuée des coraux

• Coupures de journaux

• Une recherche dans le « Monde merveilleux des lagons »,

• film à « L’école des polypes » ou « Cités océanes »

• Clips vidéo sur la ponte des coraux

• Site de Vie Océane : « Reproduction : Conquête et colonisation d'un nouveau milieu »

• Les animaux des récifs coralliens Sonia Ribes-Beaudesmoulin – Océans Edition

http://vieoceane.free.fr/paf/ficheb34.html

• Site Coraux des Mascareignes : « Reproduction »

http://coraux.univ-reunion.fr/spip.php?article52Films

Remarque : La reproduction sexuée des coraux fait intervenir des cellules reproductrices mâles et femelles qui, selon les espèces, se rencontrent soit dans le milieu (fécondation externe) soit dans la cavité du polype (fécondation interne). Les espèces sont majoritairement hermaphrodites. Chez les espèces à sexe séparé, les colonies sont soit mâles soit femelles.

La libération en masse des cellules reproductrices, la nuit…

Rendre compte : A partir des informations issues des différents documents, complète le schéma proposé (Fiche 23) :

Notion construite : La cellule œuf après fécondation se développe et donne une larve ciliée. Au bout de quelques jours de vie planctonique, la larve se fixe et se transforme en un polype. Ce dernier aussitôt édifie les murs de sa loge. C’est une reproduction sexuée. Le développement est indirect. Les larves planctoniques dispersées par les courants s’installent dans de nouveaux milieux. Mais leur développement ne s’effectue que si elles y rencontrent des conditions favorables.

Problème : Quelles sont les conditions favorables au développement des coraux ? (Cf. Fiche 5)

Doc. 26 : La reproduction sexuée

Fiche 23 : Schéma à compléter sur la reproduction Fiche 5 : Les conditions de développement des coraux


3.2. Reproduction asexuée et croissance de la colonie

Problème : Comment obtient-on une colonie à partir d’un polype ? Comment les coraux grandissent-ils ? A quelle vitesse grandit une colonie corallienne ? Investigation : Réalise une recherche documentaire ; utilise « Le Monde merveilleux du lagon »

Rendre compte : rends compte par un texte accompagnant un schéma (Fiche 24 ;

Quand la colonie grandit:

La croissance d’une colonie corallienne branchue (essentiellement apicale) est estimée à plusieurs cm par an, celle d’une colonie massive à 1 cm /an.

Notion à construire : Au cours de sa croissance, le polype agrandit sa loge. Quand il est assez grand, il se sépare en 2 parties : chacune redonnant un polype. C’est une reproduction asexuée. C’est ainsi que les coraux grandissent de 1cm/an pour les formes massives et jusqu’à 10 cm/an pour certaines formes branchues. (Leur croissance dépend des conditions du milieu.)

Activité : Sur une petite branche de corail, compte le nombre de loges. Peux-tu calculer le nombre de reproduction asexuée depuis le 1

er polype à l’origine de la branche ?

4. La nutrition des polypes coralliens

Place dans les programmes : Cycle 3 :

• Sciences et technologie : Places et rôles des êtres vivants : notions de chaînes et de réseaux alimentaires.

Niveau : 6ième

• SVT : Origine de la matière des êtres vivants ; unité et diversité des êtres vivants -notion de cellule.

Situation initiale Cycle 3 : Cette activité peut faire suite à la mise en évidence des polypes, animaux constructeurs du corail; on veut alors retrouver les manifestations du vivant;

Situation initiale collège : Cette activité peut faire suite à la mise en évidence de la croissance des coraux ; Elle peut faire suite à l'étude des conditions de développement des coraux (fiche 5) : dans ce cas, il apparaît que les polypes ont besoin d'eau claire et de lumière pour se développer; ce que l'on peut comparer avec les végétaux;

Problème : De quoi les polypes se nourrissent-ils ? Quel est leur régime alimentaire? Comment attrapent-ils leur nourriture?

4.1. Des chasseurs de zooplancton

Investigation par recherche documentaire :

• Film à « L’école des polypes » ou « Cités océanes «

• Une recherche dans le « Monde merveilleux des lagons »,

• Site Vie Océane « Mode de nutrition » : http://vieoceane.free.fr/paf/ficheb32.html ;

Fiche 24 : Croissance des Coraux

Fiche 5 : Les conditions de développement des coraux


• Site coraux des Mascareignes « Nutrition » : http://coraux.univ-

reunion.fr/spip.php?article54 ;

• La nutrition des coraux : Éclairage 4.

Investigation par l’observation indirecte : Photos, clips vidéo, ou fiche 25 :

Se nourrir de plancton animal la nuit (Photo : Alain Barrère, 2005)

Rendre compte : Par un texte complété par un schéma, explique comment le polype attrape sa proie ou complète la série de schémas proposée (fiche 26) :

Notion construite : Les polypes se nourrissent de petits animaux du plancton (le zooplancton). Ils sont zoophages. On observe que le plancton est capté par un tentacule et est ensuite apporté à la bouche.

Problème : Comment le plancton adhère t-il à la surface du tentacule ?

4.2. Des armes pour capturer le plancton : les cnidocytes

Investigation :

• Par la recherche documentaire : voir ressources paragraphe précédent ;

• Fiche 27: L’adhésion du plancton aux tentacules des polypes ;

• Par un clip vidéo : http://www.youtube.com/watch?v=6zJiBc_N1Zk;

• Par l’observation au microscope de cnidocytes ;

Microphotographies de l’extrémité d’un tentacule de polype à différents grossissements

Éclairage 3 : La nutrition des coraux Fiche 25 La nutrition des polypes

Fiche 26 : Capture d’une proie par un polype -série de schémas à compléter -

Fiche 27 : L’adhésion du plancton aux tentacules des polypes

Remarque : Pour les élèves de cycle 3, on peut évoquer la présence de microscopiques harpons venimeux dans les tentacules…


Rendre compte : Réalise ou complète le schéma proposé dans la Fiche 28 ;

Notion construite : Les tentacules des polypes sont munis de très nombreuses cellules harpons. Le contact avec un animal planctonique entraîne la libération d’un filament. Ce filament perfore la proie et lui injecte du venin. Les cellules harpons voisines sont elles aussi sollicitées : c’est un véritable tir en batterie…

L'animal, ainsi immobilisé, est apporté à la bouche du polype. Ce sont ces cellules venimeuses qui sont responsables des démangeaisons provoquées par les coraux; de la difficulté des écorchures faites sur le corail à cicatriser.

Pour aller plus loin : Ces cellules particulières sont uniques au cours de l'évolution et sont le caractère commun exclusif des CNIDAIRES : on y trouve non seulement les coraux constructeurs de récifs mais également les anémones, les gorgones et les méduses! Problème : quel lien existe t-il entre coraux et méduses? Quelques pistes à suivre :

• Notion de systématique un sujet urticant (http://vieoceane.free.fr/paf/ficheb2.html )

• Coraux des Mascareignes – Introduction - http://coraux.univ-reunion.fr/spip.php?article1

4.3. Diversité du plancton marin

Cycle 3 : Sciences et technologie

Les êtres vivants dans leur environnement : L’adaptation des êtres vivants aux conditions du milieu ; Places et rôles des êtres vivants

Collège : SVT

6ième

: Caractéristiques de l’environnement et répartition des êtres vivants – Production de matière organique par les êtres vivants – besoins nutritifs des végétaux ; Unité et diversité des êtres vivants - Notion de cellules –

5ième

– Respiration et occupation des milieux de vie Situation initiale : Les polypes sont des chasseurs de zooplancton qu’ils attrapent avec des cellules harpons.

Problème : Qu’est-ce que le plancton ? Y a-t-il beaucoup de zooplancton pour nourrir les coraux ?

Remarque : L’étude du plancton permet d’aborder la biodiversité des océans, leur productivité, leur fonctionnement, le développement indirect par la présence de nombreuses larves et de mettre en évidence leur importance dans la conquête de nouveaux milieux (Classe de 6ième). C’est un thème riche qui est aussi l’occasion d’utiliser des moyens d’observation (microscopes, loupes binoculaires), de réaliser des images numériques et des dessins d’observation. Investigation : recherche documentaire pour le mode de récolte – Activité d’observation du plancton. (Fiche 29).

Fiche 28 : les cellules harpons et la notion de cnidaires Fiche 29 : biodiversité du plancton marin

Cellule compagne

Une cellule particulière : le cnidocyte

Membrane cytoplasmique

Cytoplasme

Noyau

Cil

Cytoplasme

Noyau

Membrane cytoplasmique

Filament enroulé

Capsule remplie de venin


Du zooplancton

L’étude de la disponibilité en zooplancton est abordée dans la fiche 7 :

• Répartition du phytoplancton par l étude de la répartition de la chlorophylle a : http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-production-primaire-ocean.xml

Constat : Les eaux tropicales transparentes sont pauvres en éléments nutritifs et en plancton.

4.4. Vivre en symbiose avec des algues

Problème : Comment peut-on alors expliquer l’installation et l’envahissement des milieux marins tropicaux ente 0-30 m de profondeur par les coraux ? Où trouvent-ils leur nourriture ? Pourquoi ont-ils besoin de lumière pour se développer ? Si le besoin de lumière n’a pas été abordé (Facteurs de répartition des coraux et conditions de développement : I.2.2.) ; la fiche 5 permet d’aborder ce facteur. Cette fiche est conçue pour résoudre le problème par l’analyse et la mise en relation de documents. Elle constitue une évaluation dans une situation nouvelle. Mais rien ne s’oppose à son redécoupage pour une mise en œuvre par étapes. Hypothèse : Ils font la photosynthèse comme les végétaux…

Photographies de colonies coralliennes prises dans le lagon (Doc. 27)

Fiche 7 : Ressources alimentaires et répartition des coraux Fiche 5 : Les conditions de développement des coraux Doc. 27 : La couleur des coraux

Fiches pédagogiques Réserve Naturelle Nationale Marine de la Réunion

Conséquences vérifiables : S’ils font la photosynthèse,

• ils doivent posséder de la chlorophylle,

• ils doivent rejeter de l’O2 et absorber du CO

• leur croissance est stimulée à la lumière, par les engrais…

Investigation (Fiche 30):

- Observe des tissus de polypes au microscope

- Mesure les échanges gazeux à la lumière des colonies coralliennes,

Rendre compte et réaliser une synthèse (Fiche 3les relations entre le polype et les algues des eaux pauvres en zooplancton.

Notion construite : les déchets du polype éléments minéraux dont elles ont besoin. Le soleil leur procure l’énergie permetphotosynthèse. Ainsi, les algues approvisionnent les polypes en matière organique, pouvant couvrir la totalité de leurs besoins. Par ailleursla précipitation du calcaire et la construction du squeletteest une symbiose car il existe un lien étroit entre deux individus d’espèces différentesrelation qui a permis aux coraux de s’installer dans les eaux claires et paocéans tropicaux.

Pour les élèves de cycle 3, en s’appuyant sur algues à l’aide du doc. 27, la notion de symbiose peut être introduite entre l’algue et le polype.

Algue

Engrais + abri

Matière organique

Marine de la Réunion – Vie Océane - Rectorat de La Réunion - 2012

S’ils font la photosynthèse,

rophylle, des chloroplastes ;

et absorber du CO2 à la lumière ;

leur croissance est stimulée à la lumière, par les engrais…

des tissus de polypes au microscope

Mesure les échanges gazeux à la lumière des colonies coralliennes,

(Fiche 30) : Réalise un schéma permettant de comprendre les relations entre le polype et les algues et d’expliquer comment les polypes se nourrissent dans

: les déchets du polype localement concentrés fournissent aux algues les éléments minéraux dont elles ont besoin. Le soleil leur procure l’énergie permettant la photosynthèse. Ainsi, les algues approvisionnent les polypes en matière organique, pouvant couvrir la totalité de leurs besoins. Par ailleurs, la photosynthèse consomme du CO2 ce qui favorise

et la construction du squelette. Cette relation à bénéfices réciproques étroit entre deux individus d’espèces différentes. C’est cette

relation qui a permis aux coraux de s’installer dans les eaux claires et pauvres en nutriments des

en s’appuyant sur la couleur des polypes et la présence des la notion de symbiose peut être introduite entre l’algue et le

Polypes Engrais + abri

Matière organique

2012 32

un schéma permettant de comprendre dans

concentrés fournissent aux algues les tant la

photosynthèse. Ainsi, les algues approvisionnent les polypes en matière organique, pouvant ce qui favorise

à bénéfices réciproques . C’est cette

en nutriments des

Fiche 30 : Le paradoxe des coraux


5. Les polypes coralliens, des animaux fragiles

Place dans les programmes

Cycle 3 : Éducation au développement durable

Niveau 6ième

: L’Homme influe sur le peuplement des milieux – Éducation au développement

durable et thème de convergence

Objectifs : Prendre conscience que certains de nos comportements nuisent à notre

environnement ; réinvestir les connaissances acquises, débattre.

Des images représentent un certain nombre de situations (Fiche 31) qui engagent à la réflexion et

à s’impliquer dans la production d’une charte de bonne conduite ou d’une affiche en faveur du

respect des coraux (Doc. 61). Ce thème est plus particulièrement développé dans la partie V. Récifs

coralliens, les enjeux du développement durable.

Pour aller plus loin Vers un geste éco-corallien, Soyons polypes!

http://vieoceane.free.fr/articles/jre/jre1.html

Fiche 31 : Vulnérabilité des coraux face aux activités humaines Doc. 61 : Une affiche pour sensibiliser à la protection des coraux

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