Corrigé SVT - Bac S Polynésie 2016

Corrigé SVT - Bac S Polynésie 2016

Nous mettons à votre disposition le corrigé de SVT du Bac S de Polynésie 2016.

Afin de vous aider dans vos révisions, notre professeur de SVT a rédigé la correction du sujet de SVT Obligatoire du Bac S de Polynésie 2016. Vous y trouverez toutes les réponses aux questions de chacun des exercices, à savoir celui sur le domaine continental et sa dymanique, sur la vie fixée des plantes, et celui sur la diversification du vivant.

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Corrigé SVT - Bac S Polynésie 2016

Le contenu du document

 

PARTIE 1 : LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE

INTRODUCTION

La lithosphère océanique se forme au niveau des dorsales, il y a un phénomène d’accrétion océanique. La plaque lithosphérique océanique va disparaitre sous la plaque lithosphérique continentale lors de la subduction. Au niveau des zones de subduction, on retrouve une forte activité magmatique permettant la formation de croûte continentale.

Comment l’eau arrive-t-elle dans la zone de subduction et quel est son rôle dans la formation des roches de la croûte continentale ?

Nous étudierons, tout d’abord, l’origine de l’eau dans la zone de subduction, puis nous présenterons son rôle dans la formation de la croûte continentale.

 

PRINCIPE DE LA SUBDUCTION ET ORIGINE DE L’EAU

La lithosphère océanique se forme au niveau des dorsales, en vieillissant, cette lithosphère va s’éloigner de la dorsale et la croûte océanique va s’hydrater. Le vieillissement et l’hydratation vont rendre la lithosphère plus dense, lorsqu’elle arrive au niveau d’une lithosphère continentale elle va plonger en dessous car cette dernière est moins dense. C’est ce que l’on nomme la subduction. Lorsque la lithosphère océanique s’enfonce au niveau d’une fosse, la température va augmenter en fonction de la profondeur, cela entrainant une déshydratation de la croûte et une transformation des roches (voir schéma bilan). En surface et près de la fosse on trouve différentes roches métamorphiques comme : des schistes verts, formés par le vieillissement de la croûte, cette roche est riche en minéraux hydratés comme la chlorite ou l’actinote. Entrainés dans la subduction ils vont former des schistes bleus qui ont des minéraux moins hydratés comme le glaucophane puis, encore plus profondément ces derniers forment des éclogites qui contiennent beaucoup de minéraux anhydres comme le grenat ou la jadéite. Lors de l’enfoncement, la température augmente et déshydrate progressivement les minéraux. L’eau perdue va se diffuser dans les péridotites environnantes.

LE ROLE DE L’EAU SUR LA FORMATION DE LA CROUTE CONTINENTALE

L’hydratation de la croûte va entrainer, lors de la subduction, un transfert de l’eau dans les roches adjacentes (la péridotite mantélique). Ce transfert va avoir un impact sur le solidus de la péridotite (voir diagramme), en effet, lorsqu’elle n’est pas hydratée elle va fondre à une température dépassant les 1100°C. En revanche si elle est hydratée elle va fondre pour une température allant de 1000 à 1100°C en fonction de la profondeur à laquelle elle se trouve. Lorsqu’on est en zone de subduction, et donc en présence de péridotite hydratée, le géotherme va croiser la courbe du solidus. En revanche le géotherme ne croisera pas la courbe du solidus des péridotites non hydratées. Cela met en évidence que l’eau présente dans les roches de la zone de subduction va faciliter leur fonte.

 

Conditions expérimentales de fusion partielle de la périodite

Diagramme température-pression dans le manteau 

 

La fonte va produire de la matière, sous forme de magma chaud et moins dense, qui va remonter du manteau lithosphérique jusqu’en surface. Cette remontée peut produire deux types de roches magmatiques (voir schéma bilan): soit des roches plutoniques, soit des roches volcaniques. Pour les roches plutoniques, le magma n’est pas remonté jusqu’en surface et il a refroidit en profondeur en cristallisant, cela confère aux roches une structure grenue. Au niveau des zones de subduction la diorite est l’une des roches plutoniques granitoïdes la plus caractéristique. Les roches n’affleureront en surface qu’après une érosion importante, contrairement aux roches volcaniques qui proviennent d’un magma qui arrive en surface et qui refroidit rapidement. Les roches volcaniques ont une structure microlitique, comme l’andésite ou la rhyolite qui sont caractéristiques des zones de subduction. Au niveau des zones de subduction, le magma, provenant du manteau lithosphérique, forme la nouvelle roche continentale. On parle alors d’accrétion continentale car il s’agit de la formation de nouveaux matériaux continentaux.

 

Schéma de l'hydratation et de la formation de roches

 

Schéma bilan de l’hydratation et de la formation de roches en zone de subduction

 

CONCLUSION

Le vieillissement de la croûte océanique entraine une hydratation de la roche et une augmentation de sa densité. Le métamorphisme du plongement de la croûte océanique sous la croûte continentale s’accompagne d’une libération d’eau, permettant la fusion partielle des péridotites avoisinantes situées sous la croûte continentale. Cette fusion entraine une remontée du magma qui peut soit cristalliser en profondeur et former des roches granitoïdes, soit remonter en surface et donner du volcanisme andésitique ou du volcanisme explosif rhyolitique.

Une fois en surface nous pouvons nous demander ce que vont devenir, en zone de subduction, ces matériaux nouvellement créés.

 

PARTIE 2 : EXERCICE 1 : LA VIE FIXEE DES PLANTES

La famille des palmiers est très diversifiée (environ 3000 espèces), nous allons nous intéresser à deux espèces de palmiers et chercher à identifier les facteurs qui expliquent leur différence de répartition sur Terre.

Sur le document 1 nous pouvons voir que le cocotier (Cocos nucifera) est présent sur de nombreux continents, principalement situé au niveau de l’équateur et de l’hémisphère sud. Le document 2 nous expose la dissémination qu’il a pu subir : tout d’abord la présente de souches ancestrales en Inde, au Sri Lanka et dans l’Asie du Sud-est, ce qui laisse penser que la coco a pu être dispersée par les voies maritimes. Ensuite le rôle de l’Homme dans cette dissémination : en effet, ayant appréciés ce fruit, ils ont décidé de l’exporter en Afrique de l’Ouest, aux Caraïbes et sur la côte Atlantique tropicale. La dissémination de la coco s’est faite de manière naturelle mais également avec l’aide de l’Homme. En revanche le cocotier de mer (Lodoicea maldivica) n’est présent que dans la région des Seychelles, dans l’Océan Indien. A première vue on pourrait émettre l’hypothèse que le cocotier marin aura plus de mal à disperser ses graines pour coloniser de nouveaux territoires car il est sur une île et assez éloigné des continents. Le seul moyen de dispersion possible serait par la mer ou, comme pour le cocotier, l’Homme. Pourquoi dans le cas du cocotier de mer la dispersion ne s’est-elle pas faite ?

Le document 3 nous permet de répondre à cette interrogation : les caractéristiques du fruit du cocotier de mer sont très différentes de celui du cocotier. Tout d’abord les graines des cocotiers de mer ne flotte pas, elles sont très lourdes et ne peuvent flotter que lorsqu’elles sont sèches, mais une fois séchée elles sont stériles donc peut-importe où arrive la graine elle ne poussera pas. Le document permet également de répondre à l’interrogation sur l’intervention de l’Homme dans la dissémination : le fruit du cocotier de mer n’est pas apprécié par l’Homme, la graine est dure et peu gouteuse. Puisque les Hommes n’aimaient pas cette graine il n’y avait pas d’intérêt pour lui de la faire pousser et de l’exporter.

La graine du cocotier de mer étant moins appréciée et n’ayant pas les caractéristiques favorables à une dissémination par la mer (la graine coule puisque trop lourde), elle n’est présente qu’à un endroit. En revanche la graine de cocotier étant entourée d’une enveloppe lui permettant de flotter et étant appréciée par l’Homme, elle a pu être exportée et ainsi coloniser de nouveaux continents.

 

PARTIE 2 : EXERCICE 2 : LA DIVERSIFICATION DU VIVANT

Le tétra mexicain est un poisson d’eau douce où les populations ne vivent pas dans le même milieu : certains poissons vivent dans les eaux de grotte, alors que d’autres vivent dans des eaux de surface. Les poissons vivants dans les grottes sont dépourvus d’œil et de pigments, alors que ceux de surface possèdent des yeux normaux et une couleur prononcée.

Comment expliquer que ces populations soient de la même espèce, et comment une modification des gènes du développement a-t-elle pu entrainer des morphologies différentes ?

Nous allons d’abord justifier l’appartenance des ces populations à une même espèce, ensuite nous ciblerons les différences morphologiques lors des stades de développement. Pour terminer nous mettrons en avant la responsabilité de gènes du développement dans ces modifications.

Nous cherchons tout d’abord à savoir si toutes ces populations de tétra mexicain font parties d’une seule et même espèce. Pour cela il faudrait pouvoir les reproduire entre eux et observer si la descendance obtenue est stérile ou non. Car la définition d’une espèce est qu’un groupe d'individus soit interfécond, avec une descendance fertile, et présentant des caractères communs, ce qui n’est pas le cas ici car les poissons sont phénotypiquement différents. Dans le cas d’une stérilité, nous pourrons dire que les populations sont d’espèces différentes. En revanche si la descendance n’est pas stérile, cela signifie que les populations de tétra sont une seule et même espèce car elles peuvent se reproduire entre elles et obtenir une descendance fertile. Le document 1 présente des croisements fait entre deux populations cavernicoles et entre une population cavernicole et une population de surface. Dans les deux cas, les alevins obtenus sont viables et fertiles, cela prouve que ces populations font bien parties d’une seule et même espèce.

Les populations cavernicoles et de surface sont morphologiques différentes : les poissons de surface sont colorés et possèdent des yeux normaux leur permettant de voir, contrairement aux poissons cavernicoles qui sont totalement dépourvus de pigments, qui ne possèdent pas d’oeil et sont totalement aveugles. Le document 2 nous permet de comparer les différents stades de développement de ces poissons pour essayer de déterminer à quel moment interviennent ces différences. Dans le document 2a, on voit que les tétras de surface et cavernicole sont identiques lorsqu’ils sont âgés de 1 jour. Dès le 3ème jour on observe une différence au niveau de l’œil des alevins de surface : il est pigmenté contrairement aux alevins cavernicoles. Une fois adulte les différences sont flagrantes: le tétra cavernicole est presqu’entièrement transparent, contrairement au tétra de surface. On peut donc dire que les modifications morphologiques ont lieu entre le 1er et le 3ème jour de la vie de l’alevin. Le document 2b confirme cela et cible sur les modifications subit lors du développement de l’œil. On peut voir que l’œil du poisson de surface s’est développé progressivement lors des trois premiers mois, alors que l’œil du poisson cavernicole a arrêté son développement dès le premier jour et à même dégénéré, rendant l’œil absent au 3ème mois.

Cette dégénérescence de l’œil au stade embryonnaire laisse supposer qu’un gène du développement est responsable de cela. Les gènes du développement sont des gènes architectes qui permettent la synthèse de protéines gouvernant l’expression des gènes et le devenir des cellules dans un organisme. Chez le tétra mexicain trois gènes de développement sont bien connus : dlx3b, pax2a et shh. Le document 3 nous précise que les deux premiers gènes s’expriment de façons identiques sur tous les embryons de tétra, on peut donc supposer qu’ils ne sont pas responsables de l’absence d’œil chez les poissons cavernicoles. Le document nous dit que le gène shh est présent sur une zone plus importante pour les alevins cavernicoles, cela laisse supposer que c’est le gène responsable de la dégénérescence de l’œil. L’expérience 2 de ce document permet de tester cette hypothèse, en injectant de l’ARNm du gène shh dans l’œil d’un alevin d’une population de surface. Lors du développement de ce dernier on a pu constater que son œil avait dégénéré et que le poisson était aveugle contrairement aux autres poissons de sa population. Cela met bien en évidence que le gène shh est le gène responsable du développement de l’œil chez les alevins et que s’il s’exprime dans une zone plus large il rend l’œil du poisson non fonctionnel.

Les différentes populations de tétra font bien partie d’une seule et même espèce car elles sont capables de se reproduire entre elles et de donner une descendance fertile. Les poissons cavernicoles n’ayant pas besoin de voir, car ils vivent dans une obscurité permanente, ont surdéveloppé le gène shh les rendant ainsi aveugles puisque leurs yeux ont stoppé leur croissance avant de dégénérer. L’absence des yeux est donc bien due à un gène du développement.

Fin de l'extrait

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