Biologie-écologie : motricité et herbiers, septembre 2025

Proposition de corrigé — non officielle. Baccalauréat 2025. Baccalauréat général — Métropole — 11 septembre 2025.

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Exercice 1 — Du neurone moteur à la contraction musculaire

Le neurone moteur intègre plusieurs messages

Un neurone moteur reçoit des messages provenant de plusieurs neurones. Aux synapses, les neurotransmetteurs produisent des variations du potentiel de membrane : certaines sont excitatrices, d’autres inhibitrices. Les effets peuvent s’additionner dans l’espace, lorsque plusieurs synapses agissent, et dans le temps, lorsque des messages rapprochés arrivent à une même synapse.

Si la résultante atteint le seuil au niveau de la zone de déclenchement, un potentiel d’action apparaît. Une stimulation ne provoque donc pas nécessairement une contraction : elle doit conduire à une activité suffisante du neurone moteur. Les potentiels d’action se propagent le long de son axone sans diminution de leur amplitude. L’intensité du message est notamment codée par leur fréquence, et non par des potentiels d’action individuellement plus grands.

La jonction neuromusculaire transforme le message

À l’arrivée du potentiel d’action dans la terminaison du neurone moteur, l’ouverture de canaux calciques provoque une entrée de Ca²⁺. Cette entrée déclenche l’exocytose de vésicules d’acétylcholine. Le neurotransmetteur diffuse dans la fente synaptique et se fixe sur les récepteurs de la fibre musculaire. La dépolarisation de la membrane musculaire peut déclencher un potentiel d’action musculaire.

L’acétylcholine est ensuite dégradée, ce qui permet de limiter l’action du message et de préparer une nouvelle transmission. Le neurone moteur n’entre pas directement en contact avec les filaments contractiles : une transmission chimique sépare son activité de celle de la fibre.

Le calcium permet le raccourcissement des sarcomères

Le potentiel d’action se propage sur la membrane de la fibre et dans les tubules transverses. Il provoque la libération de calcium par le réticulum sarcoplasmique. Le calcium se fixe à la troponine ; le déplacement de la tropomyosine libère les sites permettant l’interaction entre actine et myosine.

Les têtes de myosine établissent puis rompent successivement des liaisons avec l’actine. L’ATP permet leur détachement et fournit, après hydrolyse, l’énergie nécessaire au cycle. Les filaments glissent les uns par rapport aux autres : ils ne raccourcissent pas, tandis que le sarcomère se raccourcit. La répétition de ces cycles produit la contraction de la fibre.

Lorsque le message cesse, le calcium est repris dans le réticulum, processus qui consomme également de l’énergie. Les sites d’interaction sont de nouveau masqués et la fibre peut se relâcher. À l’échelle du muscle, la force dépend notamment de la fréquence d’activation et du nombre d’unités motrices recrutées.

Chaîne fonctionnelle : intégration des messages → potentiels d’action du neurone moteur → libération d’acétylcholine → potentiel d’action musculaire → libération de Ca²⁺ → interaction actine-myosine alimentée par l’ATP → contraction.

Exercice 2 — Argumentaire pour protéger loutres et herbiers

Protéger une relation écologique, pas seulement deux espèces séparées

Les herbiers de zostères sont constitués de plantes à fleurs enracinées, et non d’algues. Leur multiplication végétative par les rhizomes peut former des peuplements clonaux. La reproduction sexuée, avec pollen, fécondation et graines, apporte au contraire de nouvelles combinaisons génétiques.

Les loutres qui recherchent des palourdes creusent le sédiment. Les photographies du document 3 montrent des fosses et un herbier plus ouvert dans les zones où elles sont établies. Cette perturbation locale peut sembler défavorable si l’on regarde uniquement les pousses arrachées. Elle peut cependant ouvrir des espaces où des graines germent, limitant la domination de quelques clones.

Le document 4 apporte deux résultats à distinguer. Pour environ trente échantillons, le nombre d’allèles est le plus élevé en Z3, où les loutres sont établies depuis vingt à trente ans, autour de 48 ; il est proche de 38 en Z1 et de 32 en Z2. Z2 ne présente donc pas une valeur intermédiaire sur ce premier indicateur. En revanche, l’indice de diversité génétique du graphique 4B augmente d’environ 0,89 en Z1 à 0,92 en Z2, puis à 1 en Z3. Nombre d’allèles et indice de diversité ne sont pas interchangeables.

L’ensemble est compatible avec un effet favorable à long terme des perturbations produites par les loutres sur la diversité des zostères. Cette diversité peut augmenter les possibilités de réponse à des changements de milieu. Les comparaisons de zones ne démontrent toutefois pas que la présence des loutres explique seule toutes les différences : les conditions locales et l’histoire des populations comptent aussi.

Les herbiers rendent plusieurs services au littoral

Le document 5A montre des fonctions d’habitat et de reproduction : les jeunes araignées de mer utilisent les herbiers, tandis que des seiches et des limaces de mer pondent sur les feuilles. Le tableau 5B confirme une différence importante avec un fond nu : 142 espèces contre 23, 18 444 individus/m² contre 1 965, et une biomasse de 127,7 contre 16,9 g de poids sec/m². Il s’agit des sites comparés dans cette étude, pas de valeurs universelles pour tout herbier.

Le document 5C associe les herbiers à un enfouissement estimé de 27,4 millions de tonnes de carbone par an, soit environ 11 % du total présenté, pour 300 000 km². Ce stockage dépend de la conservation du milieu et des sédiments. Il ne faut pas le confondre avec une absorption instantanée garantie par chaque plante.

Enfin, le schéma 5D relie les feuilles au ralentissement des courants et les racines à la rétention des particules. La sédimentation favorisée contribue à stabiliser les fonds. Un herbier sain peut donc bénéficier à la biodiversité, au stockage du carbone et au fonctionnement physique du littoral.

Des mesures conjointes et adaptées au territoire

Les décideurs peuvent limiter les ancrages destructeurs, les travaux et les rejets susceptibles d’altérer les herbiers, puis suivre leur surface, leur état et leur diversité. Dans les régions où la loutre de mer est naturellement présente, protéger ses habitats et réduire les perturbations humaines permet de préserver la relation étudiée. Le dossier porte sur une espèce du Pacifique Nord : il ne justifie pas une introduction de loutres de mer sur n’importe quel littoral, notamment en Bretagne.

Le suivi devrait associer données sur les herbiers, présence des loutres, reproduction sexuée et usages locaux. La protection conjointe se défend parce qu’elle conserve des interactions qui entretiennent la diversité et des services utiles. Elle doit rester fondée sur l’écologie réelle du territoire et sur des résultats suivis dans le temps.