Écosystèmes en Bocal
Créez un écosystème viable pour votre organisme ou vos organismes dans un environnement fermé, sans accès à l’oxygène ou à des facteurs externes tels que la pluie, l’air et la pollution.
Les écosystèmes peuvent être difficiles à analyser en raison de leur taille et de leur complexité. Les scientifiques utilisent un outil expérimental appelé mésocosme pour les aider à analyser les systèmes naturels. Le mésocosme est constitué des ressources et de matières présentes dans l’écosystème que l’on veut étudier. Ces éléments sont déposés dans un récipient transparent et scellé qui permet de les exposer à la lumière du soleil, tout en contrôlant toutes les autres conditions du système. Les écosystèmes sont considérés comme durables ou non si l’organisme est capable de survivre dans le mésocosme.
Tout comme une éclipse permet aux scientifiques d’étudier les variables qui influent sur les conditions météorologiques à grande échelle, un mésocosme sert d’environnement contrôlé qui permet aux scientifiques de comprendre les façons dont des variables données influent sur des écosystèmes et le climat à une échelle plus petite et plus facilement gérable. Dans les deux cas, ces environnements contrôlés offrent des possibilités inestimables de recherche scientifique aux chercheurs et chercheuses qui leur permettent d’explorer les interactions complexes entre les facteurs environnementaux et leur impact sur le système climatique dans son ensemble.
Cette activité est une version abrégée de l’atelier « Explorons les écosystèmes » conçu par le bureau national de Parlons sciences.
Ce dont tu as besoin
- Bocal en verre (ou récipient/bouteille en plastique transparent sans épaulement ni goulot)
- Pellicule plastique et élastique
- Eau
- Sol ou terreau
- Petits cailloux ou pierres
- Organismes au choix
- Plante ou plante succulente (à partir d’une graine ou initialement cultivée) – *les plantes de basilic fonctionnent bien
- Insecte ou organisme (p. ex. vers)
- Mousse
Guide:
Marche à suivre
- Allez dehors et ramassez tous les matériaux dans un parc ou une forêt des environs.
- Ajoutez des pierres et des cailloux au fond du pot. Créez une petite couche pour le drainage.
- Ajoutez une couche de mousse (si vous en trouvez).
- Ajoutez une couche épaisse de terreau d’empotage ou d’autre type de terreau (environ 1/4 du pot).
- Ajoutez vos plantes ou vos graines, ainsi que tout autre organisme que vous avez recueilli.
- Décorez votre mésocosme avec des pierres, des coquillages ou d’autres éléments décoratifs. Veillez à laisser de la place dans le pot pour que la plante puisse créer une atmosphère et se développer.
- Ajoutez de l’eau. La quantité d’eau nécessaire à l’autonomie de votre système est propre à votre mésocosme. Essayez d’en ajouter suffisamment pour imbiber la couche inférieure de cailloux. Si le sol semble sec, vous pouvez ajouter de l’eau.
- Fermez le récipient avec une pellicule plastique et un élastique.
- Laissez le mésocosme dans un endroit ouvert et ensoleillé.
- Observez votre mésocosme pendant quelques semaines. Que devient l’organisme? Votre mésocosme est-il viable?
- Rappel : n’ouvrez pas le couvercle.
Découverte
Les écosystèmes sont constitués de tous les organismes vivants (plantes, animaux, micro-organismes) et non vivants (eau, roches, température, etc.) d’unerégion. Tous les éléments d’un écosystèmesontliésdirectementouindirectement par des processus. Par conséquent, un changement dans un écosystèmepeutavoir des répercussions considérables sur toutes les autrescomposantes de l’écosystème.
Si un mésocosmeestviable pour la vie, la plantedevraitcroître tout enrestantscellée. En effet, les plantessontcapables de créerleur propre nourriture et leur propre oxygène grâce au processus de photosynthèse, à condition que le mésocosmeaitaccès à suffisamment de lumière solaire et de nutriments dans le sol. La présence de bactéries dans le sol permetégalement le recyclage des nutriments. Les signes de croissancecomprennentl’augmentation de la taille de la plante, l’apparition de racines dans le sol et la condensation sur le couvercle. La condensation peut se produire et provoquerune pression sur le film plastique.
Les mésocosmes sont un outil important qui relie les études de terrain à la recherche en laboratoire. Ils permettent aux scientifiques d’étudier les effets de différents facteurs sur un écosystème dans un environnement simulé.
Les mésocosmes peuvent être utiles pour étudier les effets des changements climatiques sur différents écosystèmes. Les changements climatiques désignent les modifications à long terme de la température, des précipitations et des conditions météorologiques de la Terre en raison de l’activité humaine qui libère des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Ces gaz forment une couche invisible qui retient les rayons du soleil et fait que la Terre se réchauffe plus vite qu’elle ne le devrait (réchauffement climatique). Les mésocosmes permettent aux scientifiques de recréer une petite partie d’un écosystème et de modifier différents facteurs (tels que sa composition, la température, la disponibilité des nutriments, etc.) associés aux changements climatiques. La façon dont le mésocosme et les organismes réagissent à ces changements permet aux scientifiques de mieux comprendre les conséquences potentielles des changements climatiques et de faire des projections plus précises.
- Si votre mésocosme est jugé durable, réalisez une autre expérience en modifiant un facteur, tel que la quantité de lumière ou d’eau disponible, la température, ou en ajoutant quelque chose au sol (par exemple du bicarbonate de soude ou du vinaigre pour le pH) pour voir si cette modification a un impact sur l’organisme.
- Faites des recherches sur les différentes tendances climatiques susceptibles d’influer sur votre communauté et adaptez votre mésocosme pour simuler ces changements.
- Comment votre organisme réagit-il aux changements ? Qu’est-ce que cela signifie pour l’avenir?
- Quelles sont les mesures que nous pouvons prendre pour empêcher ces changements de se produire?
- Ressources sur les sciences environnementales (Les STIM expliquées) – page d’information sur les sciences environnementales, avec liens vers différents articles, activités et profils de carrière.
Ecosystem. National Geographic Society. (s.d.). Extrait le 10 février 2023 de https://education.nationalgeographic.org/resource/ecosystem
Fordham D. A. (2015). « Mesocosms Reveal Ecological Surprises from Climate Change », PLoS biology, 13(12), e1002323. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1002323
Que se passe-t-il?
Les écosystèmes sont constitués de tous les organismes vivants (plantes, animaux, micro-organismes) et non vivants (eau, roches, température, etc.) d’unerégion. Tous les éléments d’un écosystèmesontliésdirectementouindirectement par des processus. Par conséquent, un changement dans un écosystèmepeutavoir des répercussions considérables sur toutes les autrescomposantes de l’écosystème.
Si un mésocosmeestviable pour la vie, la plantedevraitcroître tout enrestantscellée. En effet, les plantessontcapables de créerleur propre nourriture et leur propre oxygène grâce au processus de photosynthèse, à condition que le mésocosmeaitaccès à suffisamment de lumière solaire et de nutriments dans le sol. La présence de bactéries dans le sol permetégalement le recyclage des nutriments. Les signes de croissancecomprennentl’augmentation de la taille de la plante, l’apparition de racines dans le sol et la condensation sur le couvercle. La condensation peut se produire et provoquerune pression sur le film plastique.
Pourquoi est-ce important?
Les mésocosmes sont un outil important qui relie les études de terrain à la recherche en laboratoire. Ils permettent aux scientifiques d’étudier les effets de différents facteurs sur un écosystème dans un environnement simulé.
Les mésocosmes peuvent être utiles pour étudier les effets des changements climatiques sur différents écosystèmes. Les changements climatiques désignent les modifications à long terme de la température, des précipitations et des conditions météorologiques de la Terre en raison de l’activité humaine qui libère des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Ces gaz forment une couche invisible qui retient les rayons du soleil et fait que la Terre se réchauffe plus vite qu’elle ne le devrait (réchauffement climatique). Les mésocosmes permettent aux scientifiques de recréer une petite partie d’un écosystème et de modifier différents facteurs (tels que sa composition, la température, la disponibilité des nutriments, etc.) associés aux changements climatiques. La façon dont le mésocosme et les organismes réagissent à ces changements permet aux scientifiques de mieux comprendre les conséquences potentielles des changements climatiques et de faire des projections plus précises.
Pour aller plus loin
- Si votre mésocosme est jugé durable, réalisez une autre expérience en modifiant un facteur, tel que la quantité de lumière ou d’eau disponible, la température, ou en ajoutant quelque chose au sol (par exemple du bicarbonate de soude ou du vinaigre pour le pH) pour voir si cette modification a un impact sur l’organisme.
- Faites des recherches sur les différentes tendances climatiques susceptibles d’influer sur votre communauté et adaptez votre mésocosme pour simuler ces changements.
- Comment votre organisme réagit-il aux changements ? Qu’est-ce que cela signifie pour l’avenir?
- Quelles sont les mesures que nous pouvons prendre pour empêcher ces changements de se produire?
- Ressources sur les sciences environnementales (Les STIM expliquées) – page d’information sur les sciences environnementales, avec liens vers différents articles, activités et profils de carrière.
Ressources
Ecosystem. National Geographic Society. (s.d.). Extrait le 10 février 2023 de https://education.nationalgeographic.org/resource/ecosystem
Fordham D. A. (2015). « Mesocosms Reveal Ecological Surprises from Climate Change », PLoS biology, 13(12), e1002323. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1002323