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Les animaux s'adaptent au froid

Objectif : Comprendre comment survivent les animaux au froid
Cycles d'apprentissage: 2e et 3e cycles du primaire et 1er cycle du secondaire
Compétences du 21e siècle: Résolution de problème
Progression des apprentissages en S et T:
Systèmes et interaction
Interactions entre les organismes vivants et leur milieu

Décrire des caractéristiques physiques qui témoignent de l'adaptation d'un animal à son milieu
Expliquer des adaptations d'animaux et de végétaux permettant d'augmenter leurs chances de survie (ex.: mimétisme, camouflage)

Saisons

Décrire des changements qui surviennent dans son environnement au fil des saisons (température, luminosité, type de précipitations)

Mise en situation

Roberge, Sylvie et Noël, Michel. (2007). La bernache. St-Lambert: Dominique et compagnie.

Le docu-fiction s'ouvre sur L’exploit de Nika, l'histoire d'une bernache qui s'obstine à passer l'hiver dans le grand nord . Ce joli conte place le lecteur en position de bien saisir les défis à relever pour un animal migrateur dans un climat hostile. Bien qu'elle soit blottie à l'abri entre des pierres et qu'elle plonge sa tête sous son aile, Nika n'aura pas le choix de migrer: elle n'a plus rien à se mettre sous le bec! Fort heureusement, la jeune bernache pourra compter sur l'aide de ses amies pour prendre la route vers la sud. Chaud duvet, vol en formation (V), échange de chaleur : l'enfant trouvera une multitude d'indices pour mieux comprendre comment les oiseaux migrateurs s'adaptent au froid. L'ouvrage propose également des images magnifiques (Claude Thivierge), des photos, un texte documentaire bien vulgarisé et un quizz pour les curieux de la nature!

Note didactique

Lire aux élèves le conte L’exploit de Nika dans l’œuvre La bernache.
À la suite de la lecture, inviter les élèves à répondre aux questions suivantes afin de susciter l’émergence des conceptions.

1. Pourquoi crois-tu que Nika ne pouvait pas demeurer dans le Grand Nord et qu’elle devait migrer?
Elle ne pourrait pas passer l’hiver dans le Grand Nord, car les plantes aquatiques dont elle se nourrit sont inaccessibles sous la glace.
2. Comment a-t-elle pu se tenir au chaud dans le froid du Grand Nord? Utilise les mots du texte.
Elle tremble de froid (page 10), ce qui a pour effet de produire de la chaleur en accélérant son métabolisme. Elle se met à l’abri entre deux pierres (page 11) afin d’éviter que le vent accélère le refroidissement de son corps. Elle cache sa tête sous son aile (page 11), ce qui évite de perdre de la précieuse chaleur par évaporation. Enfin, ses amis se regroupent autour d’elle et la serrent contre leur duvet (page 15), ce qui permet d’échanger de la chaleur.
3. Selon toi, pourquoi un manteau de plumes (ou de poils) peut-il te garder au chaud l’hiver?
Les plumes, le duvet et les poils emprisonnent la chaleur de l’animal près de son corps lui évitant ainsi de prendre froid.
4. Si les amis de Nika tardaient à venir la secourir, quelle situation permettrait à la petite bernache d’éviter de prendre froid?
(a) La neige cesse de tomber et le vent froid continue de souffler sur elle.
Le vent froid qui souffle sur elle est un facteur important de déperdition de la chaleur.
(b) La tempête s’intensifie et la recouvre de neige en quelques minutes.
La neige est un bon isolant thermique. Elle protège les animaux contre l‘air glacial qui peut dépasser les -50 °C dans les régions nordiques.
(c) Nika va à l’eau pour essayer de se faire voir de ses amis.
L’eau froide accélère également la déperdition de la chaleur.

Faire un retour avec les élèves en utilisant les repères dans le document de l'enseignant (p. 84 à 86).
Maintenant, amener les élèves à élaborer sur les moyens concrets qu’ils utilisent eux-mêmes pour lutter contre les pertes de chaleur l’hiver :

Porter des vêtements chauds : tuque, mitaines, manteau, foulard, etc.;
Rester actif et bouger afin d’activer la circulation sanguine;
Bien s’alimenter;

4. S’abriter;
5. Se mettre en position fœtale;
6. Mettre les mains sous les aisselles,  etc.

Quelques stratégies d'adaptation au froid

Demander aux élèves de tenter de relier les stratégies qu’ils mettent en pratique avec un comportement animal similaire. Par exemple, l’hiver le plumage et la fourrure s’épaissit, les oiseaux se délectent du suif, les canards plongent leur bec dans leur plumage pour éviter les pertes de chaleur, l’ours se creuse une tanière, etc.
Inviter les élèves à s’interroger sur ce qui empêche la déperdition de la précieuse chaleur des endothermes. Lors de la saison froide, les animaux semblent moins actifs, mais il faut savoir que lutter contre les pertes de chaleur mobilise les ressources du corps. Quels comportements les animaux adoptent-ils pour se protéger du froid? Quelle(s) partie(s) du corps des oiseaux et des mammifères les protègent contre les intempéries?

Note didactique

Présenter la situation suivante aux élèves : ils recevront des bouteilles contenant de l’eau chaude du robinet et devront ralentir la déperdition de chaleur en recourant à une stratégie animale. D’abord, ils devront élaborer leur démarche, rédiger un protocole et noter le matériel dont ils auront besoin.
Les animaux ont développé différents stratégies d’adaptation : morphologiques (qui a trait à la forme et aux structures externes), comportementales ou physiologiques (qui concerne l’interaction entre l’animal et l’environnement : grelotter, par exemple). Bien que quelques stratégies morphologiques et comportementales puissent être mises en évidence expérimentalement, d’autres pourront être découvertes en consultant la littérature jeunesse à la disposition des élèves.

Préparation

Autant de thermomètres à l'alcool que d'élèves
Autant de bouteille d'eau recyclée que d'élèves (pré-percer les bouteilles pour y insérer les thermomètres)
Bouilloire
Fausses fourrures, cuir
Plumes et duvet (à mettre dans un sac Ziploc)
Mousse de sphaigne vendue dans les magasins à rabais (à mettre dans un grand Ziploc)
Élastiques (pour retenir les matériaux isolants)

Question D'élève : Pourquoi les ours dorment-ils l'hiver?

Différentes expériences à tester

La fourrure protège-t-elle les mammifères du froid ?
La peau d’un animal est-elle un écran efficace contre le froid ?
La graisse protège-t-elle les mammifères du froid ?
Une fourrure plus dense protège-t-elle mieux du froid ?
Les longues plumes gardent-elles les oiseaux au chaud ?
Les longues plumes ou le duvet, lequel retient le plus l’air ?
Une fourrure noire capte-t-elle davantage la chaleur du soleil qu’une fourrure blanche ?
Les extrémités non couvertes de plumes ou de poils font-elles perdre de la chaleur ?

La laine mouillée garde-t-elle moins bien la chaleur ?
En se collant, les animaux évitent-ils de prendre froid rapidement ?
La neige est-elle un bon isolant pour protéger un animal contre le froid ?
Un abri naturel protège-t-il efficacement contre le froid ?
Le vent fait-il perdre de la chaleur ?