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Christian Le Guillou Octobre 2012. LeLe Sixième Origine de la matière des êtres vivants Le sol abrite des êtres vivants qui, à travers des réseaux alimentaires,

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1 Christian Le Guillou Octobre 2012

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3 LeLe Sixième Origine de la matière des êtres vivants Le sol abrite des êtres vivants qui, à travers des réseaux alimentaires, transforment les restes dorganismes vivants en matière minérale : ce sont des décomposeurs. La matière des organismes vivants se transforme en matière minérale. Le sol est composé : - de microorganismes et restes dorganismes vivants, - de matière minérale provenant de la transformation des restes dorganismes vivants et des roches du sous-sol. Seconde Thème 2 Enjeux planétaires contemporains : énergie, sol Le sol : un patrimoine durable ? Pour satisfaire les besoins alimentaires de lhumanité, lHomme utilise à son profit la photosynthèse. Lagriculture a besoin pour cela de sols cultivables et deau : deux ressources très inégalement réparties à la surface de la planète, fragiles et disponibles en quantités limitées. Elle entre en concurrence avec la biodiversité naturelle. Un sol résulte dune longue interaction entre les roches et la biosphère, conditionnée par la présence deau et la température. Le sol est lent à se former, inégalement réparti à la surface de la planète, facilement dégradé et souvent détourné de sa fonction biologique. Sa gestion est un enjeu majeur pour lhumanité. Première S Thème 2 - Enjeux planétaires contemporains Lexportation de biomasse, la fertilité des sols, la recherche de rendements posent le problème de lapport dintrants dans les cultures (engrais, produits phytosanitaires, etc.). Le coût énergétique et les conséquences environnementales posent le problème des pratiques utilisées. Le choix des techniques culturales vise à concilier la nécessaire production et la gestion durable de lenvironnement. Terminale S Thème 1-A-2 Diversification génétique et diversification des êtres vivants Une diversification des êtres vivants est aussi possible sans modification des génomes : associations (dont symbioses) par exemple.

4 Le sol abrite de nombreux êtres vivants. Ce réseau alimentaire intervient dans la transformation des restes dorganismes vivants en matière minérale. Le sol constitue une interface entre la biosphère, latmosphère et la lithosphère. Les êtres vivants du sol établissent entre eux un réseau alimentaire complexe. Ce sont les décomposeurs qui assurent cette minéralisation de la matière organique. Le sol est composé : - de microorganismes et de restes dorganismes vivants, - de matière minérale provenant de la transformation des restes dorganismes vivants et des roches du sous sol. Un sol résulte dune longue interaction entre les roches et la biosphère, conditionnée par la présence deau et la température. Le sol est lent à se former, inégalement réparti à la surface de la planète, facilement dégradé et souvent détourné de sa fonction biologique. La gestion du sol est un enjeu majeur pour lhumanité. Le sol est cultivé par lHomme. Lexportation de biomasse inhérente à la culture doit être compensée par un apport dintrants (engrais). La fragilité des monocultures aux ravageurs entraîne lutilisation de pesticides. Le coût énergétique et les conséquences environnementales posent le problème des pratiques utilisées. Le choix des techniques culturales vise à concilier la nécessaire production et la gestion durable de lenvironnement. Le sol abrite de nombreuses associations entre êtres vivants despèces différentes qui sont autant de voies de diversification des êtres vivants sans modification des génomes. SIXIÈME SECONDE PREMIÈRE S TERMINALE S SOL, UN SYSTÈME CULTIVÉ SOL, UNE ENTITE VIVANTE DE RECYCLAGE DE LA MATIÈRE SOL, UN SYSTÈME ÉCOLOGIQUE DYNAMIQUE SOL, UN SYSTÈME BIOLOGIQUE CONSTITUÉ DASSOCIATIONS DU VIVANT Pour satisfaire ses besoins alimentaires, lHomme exploite à son profit, avec lagriculture, la photosynthèse; lagriculture nécessite des sols cultivables et de leau : deux ressources très inégalement réparties à la surface de la planète, fragiles et disponibles en quantité limitée. Elle entre en concurrence avec la biodiversité naturelle.

5 SECONDE - Thème 2 Enjeux planétaires contemporains : énergie, sol La présence de restes organiques dans les combustibles fossiles montre quils sont issus dune biomasse. Dans des environnements de haute productivité, une faible proportion de la matière organique échappe à laction des décomposeurs puis se transforme en combustible fossile au cours de son enfouissement. La répartition des gisements de combustibles fossiles montre que transformation et conservation de la matière organique se déroulent dans des circonstances géologiques bien particulières.

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7 Le sol est la partie la plus superficielle des continents (écorce terrestre). Son épaisseur est très mince (de quelques centimètres à quelques mètres), comparée à celle du rayon terrestre. Le sol revêt des aspects très variés en relation avec le climat, la nature de la roche du sous-sol, de la végétation et de son âge. Le sol est un lieu de vie pour de très nombreux organismes vivants, animaux, végétaux, champignons et bactéries, de tailles très variées (macro et micro-organismes). Le sol abrite de nombreuses associations entre êtres vivants despèces différentes (mycorhizes, nodosités). Les espèces du sol développent entre elles des chaînes alimentaires qui sanastomosent en un réseau trophique complexe qui participe au recyclage de la matière organique morte (matière carbonée). Le sol est un réservoir de carbone. Le sol est un réservoir de diversité biologique. Le sol est un réservoir de diversité génétique. Le recyclage de la matière organique (cycle du carbone, …) opéré par le sol consiste en sa transformation sous forme déléments minéraux – minéralisation – que réalisent des décomposeurs parmi lesquels figurent des bactéries et des champignons. Le sol est formé par un ensemble dhorizons qui définit son profil pédologique. Ces horizons résultent de transformations, migrations, déplacements verticaux et latéraux de certains éléments constitutifs, organiques et minéraux. Les transferts attestent lexistence de processus pédologiques dynamiques. Le sol évolue au cours de son histoire et conserve des indices de cette histoire. Les sols cultivables sont très inégalement répartis à la surface de la Terre. Les sols sont lents à se former. Ce sont des entités fragiles, facilement dégradables et souvent détournés de leur fonction biologique. Le sol résulte dune longue interaction entre les roches du sous-sol, la biosphère, conditionnée par la présence deau et la température. SIXIÈME SECONDE PREMIÈRE S TERMINALE S Le sol sert de support aux végétaux qui y trouvent une grande partie de leau et des éléments minéraux dont ils ont besoin. Les sols peuvent être cultivés par lHomme. Lexportation de la biomasse utilisée par lHomme doit être compensée par des apports correspondants. Le choix des techniques culturales vise à concilier la nécessaire production et la gestion durable de lenvironnement.

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9 Pour faciliter lapprentissage des quatre idées-clés des programmes de S.V.T. sur le sol, à savoir : - le sol, système écologique dynamique impliqué dans la transformation et dans le recyclage de la matière (SIXIÈME) - le sol, système écologique dynamique résultant dinteractions entre la lithosphère, la biosphère, lhydrosphère et latmosphère (SECONDE) - le sol, système écologique dynamique détourné par lHomme à des fins de production alimentaire (PREMIÈRE S) - le sol, système écologique dynamique formé dassociations dindividus despèces différentes (TERMINALE S) et les relier entre elles pour avoir du sol une vision synoptique, intégrée et opératoire.

10 transformation et recyclage de la matière interactions entre les différentes enveloppes de la Terre détournement à des fins productives (agrosystème) écosystème fait dassociations entre espèces TERMINALE S PREMIÈRE S SECONDE SIXIÈME SYSTÈME ÉCOLOGIQUE ÉVOLUTIF

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14 sol et anthropisation.swf

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16 Les « révolutions vertes » des cinquante dernières années ont permis à l'agriculture de répondre à une demande croissante en produits agricoles, grâce aux progrès génétiques et à l'apport généralisé d'intrants permettant de lever des contraintes à la croissance des cultures. Ces pratiques n'ont toutefois pas été sans conséquences pour les écosystèmes, mettant en danger leur capacité à fournir leurs services actuels: production de nourriture et d'énergie, purification de l'eau, régulation du climat, etc... L'agriculture se trouve ainsi face à un dilemme: peut-on concilier la satisfaction de besoins en constante augmentation avec la préservation de l'environnement?

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18 Étudier un sol dans lenseignement secondaire en Sciences de la Vie et de la Terre revient donc à rendre compte des conséquences de sa position dinterface entre les différentes enveloppes terrestres (lithosphère, biosphère, atmosphère et hydrosphère) à travers la complexité des interactions dynamiques qui le structurent et qui contrôlent son évolution, des échanges qui sy réalisent et de la fragilité inhérente à son exploitation par lHomme.

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20 Les quatre idées structurantes des programmes de S.V.T. : - transformation et recyclage de la matière organique (SIXIÈME), - interactions entre lithosphère, biosphère, hydrosphère et atmosphère (SECONDE), - système naturel détourné par lHomme à des fins de production agricole (PREMIÈRE S), - associations dindividus despèces différentes (TERMINALE S), qui font du sol un système complexe, dont la description ne relève pas dun seul champ disciplinaire, peuvent être utilement prolongées dans le cadre de laccompagnement personnalisé. Larticulation des deux modalités denseignement, voire dune troisième - les enseignements dexploration scientifiques - ouvre sur la nécessité de constituer une banque de données pédologiques évolutive, à lenrichissement de laquelle les élèves peuvent (devraient) contribuer.

21 LE SOL, SYSTÈME COMPLEXE ENSEIGNEMENTS DISCIPLINAIRES SVT, HISTOIREGÉOGRAPHIE, … ENSEIGNEMENTS DEXPLORATION SECONDE ACCOMPAGNEMENT PERSONNALISÉ SECONDE PREMIÈRE TERMINALE SYSTÈME COMPLEXE (démarche analytique et démarche systémique)

22 LE SOL, ENTITÉ VIVANTE DE RECYCLAGE DE LA MATIÈRE LE SOL, UN SYSTÈME ÉCOLOGIQUE DYNAMIQUE LE SOL, UN SYSTÈME CULTIVÉ LE SOL, UN SYSTÈME BIOLOGIQUE CONSTITUÉ DASSOCIATIONS DU VIVANT Base de données relative à la pédofaune de sols différents (Identification des espèces présentes et dénombrement) Banque dimages sur la biodiversité édaphique Base de données relative à la structure et à la chimie des horizons de différents sols Banque dimages sur la biodiversité édaphique Jeux sérieux sur la conduite dexploitations agricoles à partir de sites INTERNET et dutilitaires Banque dimages sur les associations du vivant au niveau du sol


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