Les besoins en dioxygène
Comprendre pourquoi la quantité de dioxygène disponible influence la vie.
Introduction
Pourquoi les poissons d’un aquarium viennent-ils respirer à la surface quand l’eau est trop chaude ? Pourquoi a-t-on du mal à respirer en haute montagne ? Tous les animaux ont besoin de dioxygène, mais la quantité disponible et la quantité nécessaire varient selon les situations.
L'essentiel à retenir
L’air contient environ 21 % de dioxygène ; l’eau en contient beaucoup moins, sous forme dissoute.
La quantité de dioxygène dissous dans l’eau diminue quand la température augmente ou quand l’eau est polluée.
Les besoins en dioxygène d’un organisme augmentent avec son activité.
Explication
L’air que nous respirons est un mélange de gaz : environ 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et de petites quantités d’autres gaz, dont le dioxyde de carbone. Un litre d’air contient donc environ 210 mL de dioxygène. Un litre d’eau, en revanche, n’en contient que quelques millilitres dissous. Les animaux aquatiques vivent donc dans un milieu bien plus pauvre en dioxygène.
La quantité de dioxygène dissous dans l’eau dépend de plusieurs facteurs. Elle est plus élevée dans une eau froide que dans une eau chaude : c’est pourquoi les truites vivent dans les torrents de montagne. Elle est aussi plus élevée dans une eau agitée, qui se mélange à l’air, que dans une eau stagnante. Enfin, la pollution par des matières organiques fait baisser le dioxygène, car les bactéries qui décomposent ces déchets en consomment beaucoup.
Ainsi, chaque espèce vit dans les milieux où elle trouve assez de dioxygène. Une rivière très polluée peut voir disparaître ses poissons. À l’inverse, la présence de certaines larves d’insectes exigeantes, comme les éphémères, indique une eau de bonne qualité : on les utilise comme indicateurs biologiques.
Les besoins en dioxygène dépendent aussi de l’activité. Quand on court, les muscles consomment beaucoup plus de dioxygène : le rythme respiratoire et le rythme cardiaque augmentent pour en apporter davantage. Au repos, un adulte respire environ 15 fois par minute ; lors d’un effort intense, ce rythme peut dépasser 40 fois par minute.
En altitude, l’air est moins dense : chaque inspiration apporte moins de dioxygène. Les alpinistes doivent s’acclimater progressivement, et certains utilisent des bouteilles d’oxygène au sommet de l’Everest.
Exemples
L’air : 21 % de dioxygène.
Une eau à 5 °C contient près de deux fois plus de dioxygène dissous qu’une eau à 30 °C.
Dans un aquarium, une pompe à air augmente le dioxygène dissous.
Après une course, le rythme respiratoire passe de 15 à plus de 40 mouvements par minute.
Les larves d’éphémères indiquent une rivière bien oxygénée.
Méthode
1. Je repère le milieu : air ou eau.
2. Je compare la quantité de dioxygène disponible.
3. J’identifie les facteurs qui la modifient : température, agitation, pollution.
4. Je relie l’activité de l’organisme à ses besoins.
5. Je lis un graphique en indiquant la grandeur en abscisse et en ordonnée.
Attention
Une eau limpide n’est pas forcément riche en dioxygène ! Une eau chaude et stagnante peut être transparente mais pauvre en dioxygène. Pour connaître la qualité d’une rivière, il faut mesurer le dioxygène dissous ou observer les êtres vivants qui y vivent.
Résumé de la notion
L’air contient 21 % de dioxygène, l’eau beaucoup moins sous forme dissoute. Le dioxygène dissous diminue quand l’eau se réchauffe ou est polluée. Les besoins en dioxygène augmentent avec l’activité, ce qui accélère la respiration.
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