Exercice 2 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Métropole 2 remplacement 2025
Thème : Reproduction de la plante entre vie fixée et mobilité · Tiré du sujet Métropole France 2 remplacement (2025)
Énoncé
EXERCICE 2: Les effets de l'araignée crabe sur la reproduction de la biscutelle commune
[8 points]
De nombreux végétaux et animaux vivent en interaction. Une petite araignée appelée araignée crabe vit fréquemment sur les fleurs de diverses espèces. La biscutelle commune ( Biscutella laevigata) est l'une des plantes sur laquelle vit l'araignée crabe.
QUESTION
Expliquer les effets de l'interaction entre l'araignée crabe et la biscutelle commune sur la reproduction de cette plante à fleurs.
Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données des documents et les connaissances utiles.
Document 1: la fleur de biscutelle commune en interaction avec d'autres êtres vivants
La fleur de biscutelle commune est notamment constituée d'étamines et d'un pistil. Cependant, elle est auto-incompatible, c'est-à-dire que la fécondation des gamètes femelles par les gamètes mâles de la même fleur est impossible.
Plusieurs organismes peuvent être en interaction avec les fleurs de la biscutelle commune. L'abeille s'y pose régulièrement et repart recouverte de pollen (image a). L'araignée crabe peut y vivre de manière durable (image b). La chenille d'un papillon ( Plutella xylostella) peut s'y développer, dévorant diverses parties de la fleur.
Des interactions entre ces animaux peuvent s'observer sur les fleurs de la biscutelle commune (images c et d).
Document 2: effets des araignées crabes sur les dommages infligés à la biscutelle commune par les chenilles de papillon
Les effets des araignées crabes sur la biscutelle commune soumise à une infestation par des chenilles de papillon ( Plutella xylostella) ont été étudiés dans des prairies:
- plusieurs matins de suite, des chenilles ont été déposées sur des fleurs de biscutelle commune (trois chenilles sur chaque fleur), sur lesquelles se trouvait ou non une araignée crabe. Le nombre moyen de chenilles restantes à la fin de la journée sur chaque fleur a été dénombré (figure a);
- des chenilles ont été déposées sur des fleurs de biscutelle commune, sur lesquelles se trouvait ou non une araignée crabe. Au bout de 4 jours, on a mesuré les dommages infligés à la plante, plus précisément le nombre de fleurs et de bourgeons qui ont été mangés par les chenilles (figure b);
- la production de graines par la biscutelle commune a été mesurée dans différentes conditions: avec ou sans araignées, avec ou sans chenilles (figure c).
Au sein d'un graphique, des lettres majuscules différentes indiquent des valeurs significativement différentes.
Source: d'après A.C. Knauer et al. (2018), Nature.
Document 3: attraction des araignées crabes par la biscutelle commune
Les fleurs de biscutelle commune ne sont pas toutes occupées par une araignée crabe. On cherche à déterminer si des substances émises par la fleur pouvaient être responsables de l'attraction des araignées.
Il a été mis en évidence que la fleur de biscutelle commune émettait trois substances odorantes: le β-ocimene, le 2-aminobenzaldehyde et le p-anisaldehyde.
Des essais comportementaux ont été réalisés. Des araignées crabes ont été relâchées et ont pu se diriger vers le compartiment de leur choix:
- dans le premier compartiment, l'une des trois substances odorantes était diffusée;
- dans le deuxième compartiment, une substance sans odeur était diffusée (= témoin).
Le pourcentage d'araignées se dirigeant vers chacun des deux compartiments a été calculé (= choix).
Cela a été réalisé pour chacune des trois substances odorantes.
Document 4: réponse de la fleur de biscutelle à l'infestation par des chenilles
On mesure la production au jour 1 de β-ocimene de deux lots identiques de biscutelles communes. Au jour 2, des chenilles de papillon ( Plutella xylostella) sont déposées sur les fleurs de l'un des deux lots (plantes infestées), l'autre lot est laissé intact (témoin). Au jour 3, on mesure à nouveau la production de β-ocimene par chacun des deux lots.
La différence de production de β-ocimene pour chaque lot entre les jours 3 et 1 a été calculée.
Corrigé
Corrigé proposé par AprenAI (non officiel)
Expliquer les effets de l'interaction entre l'araignée crabe et la biscutelle commune sur la reproduction de cette plante à fleurs.
Réponse : Introduction : La biscutelle commune est une plante à fleurs hermaphrodites (étamines et pistil) mais auto-incompatible. Sa reproduction sexuée exige donc une pollinisation croisée : du pollen d'une autre fleur doit être transporté jusqu'au pistil par un animal pollinisateur (abeille). Après la fécondation, les ovules deviennent des graines et le pistil devient un fruit. L'araignée crabe vit souvent sur ces fleurs. Quels sont les effets de cette interaction sur la reproduction de la plante ? 1. Un effet négatif possible : la prédation des pollinisateurs - Doc 1 : l'abeille visite la fleur et repart couverte de pollen. Elle assure le transport du pollen indispensable à la fécondation croisée. - L'araignée crabe peut capturer des abeilles (image c). En tuant ou en faisant fuir les pollinisateurs, elle pourrait réduire le dépôt de pollen, donc la fécondation et la production de graines. - Doc 2c : sans chenilles, la production de graines passe d'environ 0,59 UA sans araignée à environ 0,53 UA avec araignée. Ce coût est faible. 2. Un effet bénéfique : la protection contre les chenilles herbivores - Doc 1 : la chenille de *Plutella xylostella* dévore diverses parties de la fleur. L'araignée crabe s'en nourrit (image d). - Doc 2a : sur 3 chenilles déposées par fleur, il en reste en moyenne environ 2,0 sans araignée contre environ 0,6 avec araignée. La différence est significative : l'araignée élimine les chenilles par prédation ou en les faisant fuir. - Doc 2b : les dommages (fleurs et bourgeons mangés) passent d'environ 19 sans araignée à environ 9 avec araignée. Ils sont donc divisés par deux environ, de façon significative. - Doc 2c : avec chenilles et sans araignée, la production de graines chute à environ 0,45 UA, car les fleurs (organes reproducteurs) sont détruites. Avec chenilles et araignée, elle remonte significativement à environ 0,53 UA, soit le niveau obtenu avec araignée sans chenille. - En présence de chenilles, le bénéfice apporté par l'araignée (protection des fleurs) dépasse donc le coût lié aux pollinisateurs. 3. Une interaction favorisée par la plante grâce à un signal chimique - Doc 3 : parmi les trois substances odorantes émises par la fleur, seul le β-ocimène attire significativement les araignées (environ 97 % de choix contre environ 3 % pour le témoin). Le 2-aminobenzaldéhyde et le p-anisaldéhyde n'ont pas d'effet significatif (environ 40/60 et 50/50). - Doc 4 : la production de β-ocimène augmente d'environ +48 % chez les plantes infestées par des chenilles, contre environ +4 % chez les témoins (différence significative). - La biscutelle répond donc à l'attaque des chenilles en produisant davantage de β-ocimène, un composé volatil qui attire les araignées crabes, prédatrices des chenilles. C'est une défense indirecte induite. Conclusion : L'interaction entre l'araignée crabe et la biscutelle a deux effets sur la reproduction de la plante : - un léger effet négatif, par la prédation des pollinisateurs, nécessaires à la pollinisation croisée d'une plante auto-incompatible ; - un effet positif important en cas d'infestation, car l'araignée réduit le nombre de chenilles et les dégâts sur les fleurs, ce qui maintient la production de graines. Quand elle est attaquée, la plante attire ses défenseurs en émettant davantage de β-ocimène. Le bilan de l'interaction est globalement favorable à la reproduction de la biscutelle lorsque les chenilles sont présentes.
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