s'il vous plait aidez moi....jai du mal a comprendre les documents je ne sais pas quoi en resumer a fin de le mettre dansma synthse......
Rédiger une synthèse de documents
L'objectif de cet exercice est de rédiger une synt
hèse de documents afin d'exposer les
différents phénomènes physiques à l'origine de la c
ouleur des animaux.
Le texte rédigé (de 25 à 30 lignes) devra être clai
r et structuré et reposera sur les informations
issues des documents proposés.
DOCUMENT 1.
Les couleurs des animaux
Les pigments contenus dans les tissus des animaux e
t les productions de ces tissus (poils,
plumes ou écailles) sont à l'origine des couleurs.
Mais il existe aussi, bien que plus rarement,
des causes physiques (diffusion, diffraction, inter
férences).
Les pigments
On retrouve dans le règne animal une grande partie
des pigments du règne végétal :
caroténoïdes, mélanines, flavonoïdes, quinones. Il
faut y ajouter la famille des
ptérines
,
donnant des couleurs allant du jaune au rouge, que
l'on trouve notamment en grande variété
dans les ailes des papillons. La couleur des poils
des mammifères est due aux mélanines
produites par les mélanocytes lors de la croissance
. Dans certains cas, la production se fait
selon une répartition spatiale précise (plumes d'oi
seaux, ailes de papillons).
Les mélanines et les ptérines sont synthétisés par
les animaux, alors que les caroténoïdes sont
d'origine alimentaire, car seuls les végétaux peuve
nt les fabriquer. Une fois ingérés par les
animaux, ces pigments sont transformés chimiquement
: leurs couleurs rouge, orangé, jaune
ou crème dépendent de leur structure chimique, et d
e la façon dont ils sont associés aux
constituants cellulaires. Les flamants roses doiven
t leur couleur aux petites crevettes dont ils
sont friands, sinon ils seraient blancs. En effet,
ces crevettes se nourrissent d'algues
produisant un caroténoïde. Pour rendre les canaris
plus jaunes (et les bébés plus dorés !), il
suffit de leur donner de la nourriture à base de ca
rotène. Le même principe est utilisé pour
rendre la chair des saumons d'élevage plus colorée,
et donc plus proche de celle des saumons
sauvages.
Diffusion de la lumière
Examinons maintenant les diverses causes physiques
de la couleur des animaux. En premier
lieu, la diffusion de la lumière, et plus préciséme
nt la diffusion Rayleigh, produit une couleur
bleutée. On explique ainsi les reflets bleutés de l
a peau des poissons par l'existence de
microcristaux de guanine recouvrant la surface. De
même, la diffusion de la lumière par les
barbes de certaines plumes d'oiseau (perruches par
exemple) conduit à une apparence bleu-
clair, mais le bleu devient plus foncé en présence
de mélanine noire.
Les couleurs résultant de l'absorption par les pigm
ents peuvent se superposer à la couleur
bleue issue de la diffusion. Dans le cas de pigment
s jaunes, la superposition avec la couleur
bleue due à la diffusion donne une apparence verte.
Par exemple, la peau des lézards et des
batraciens est verte, car elle contient des pigment
s jaunes et elle est recouverte de
microparticules qui diffusent la lumière. La couleu
r verte de certaines plumes d'oiseaux ont la
même origine (perruches ondulées, perroquets, etc.)
.
Interférences et diffraction
Dans certains cas, la couleur varie selon l'angle d
'observation. Les interférences de couche
mince, ou les interférences résultant de la diffrac
tion sont responsables de cet effet.
• Interférences de couche mince
L'iridescence des ailes de mouches, de libellules e
t de certains papillons provient d'une
couche mince recouvrant ces ailes et produisant des
couleurs interférentielles. Dans le cas des
papillons, les ailes contiennent des écailles de fo
nd et des écailles de recouvrement, disposées
à la façon d'un toit de tuile. La structure de ces
écailles et les pigments qu'elles contiennent
jouent un rôle dans la couleur observée. Par exempl
e, les papillons de la famille des
Uraniidae
possèdent des écailles de fond contenant des pigme
nts et des écailles de
recouvrement ayant une structure en multicouche.
• Diffraction et interférences résultant de microst
ructures périodiques
Les plumes de certains oiseaux et les écailles des
ailes de certains papillons, observées au
microscope électronique à balayage, révèlent des mi
crostructures périodiques. Les plumes de
paon sont réputées pour leurs couleurs vives qui pr
oviennent non seulement des pigments
mais aussi des microlamelles parallèles situées dan
s les microbarbules. Ces microlamelles
diffractent la lumière, d'où les variations de coul
eurs selon l'angle d'observation.
Les ailes des papillons du type
Morpho menelaus
se distinguent de celles des
Uraniidae
par la
nature de leurs écailles : les écailles de recouvre
ment sont transparentes, et les écailles de fond
sont constituées d'un empilement de lamelles de chi
tine maintenues à distance constante ; ces
lamelles forment ainsi un réseau de diffraction par
réflexion. Il est facile de montrer que la
couleur bleue n'est pas d'origine pigmentaire : ell
e disparaît quand on plonge les ailes dans un
liquide dont l'indice de réfraction est proche de c
elui de la chitine (1,5 environ).
Les pigeons et les canards nous sont tellement fami
liers que nous n'y prêtons guère attention.
Leur cou présente pourtant de belles couleurs irisé
es dues à la diffraction de la lumière par les
plumes.
D'après le site internet
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doschim/decouv/coule
urs/loupe_couleurs_animaux.html
Pour en savoir plus : B. Valeur,
La couleur dans tous ses éclats
, Belin, 2011
(Prix « Le goût des sciences 2011 »)
DOCUMENT 2.
Les couleurs structurales des animaux
Si les animaux doivent pour la plupart leur couleur
à des pigments qu'ils produisent ou qu'ils
ingèrent, bien d'autres couleurs résultent de phéno
mènes physiques : interférences lumineuses
et, dans certains cas, diffraction de la lumière.
Ces couleurs structurales apparaissent lorsqu'il ex
iste chez l'animal une structure périodique
avec une périodicité spatiale de l'ordre de grandeu
r des longueurs d'onde de la lumière :
chaque élément de la structure renvoie alors séparé
ment une onde lumineuse, et les ondes
issues des divers éléments interfèrent en produisan
t des couleurs interférentielles, dont la
caractéristique est de varier selon l'angle d'obser
vation : les scarabées et les papillons
Morpho en sont des exemples bien connus.
Commençons par les structures en multicouches qui o
ffrent une périodicité spatiale à une
dimension. La lumière, en pénétrant successivement
dans les diverses couches - dont
l'épaisseur est de l'ordre de la longueur d'onde de
la lumière - subit des réflexions partielles
sur les interfaces. Une partie des rayons réfléchis
émerge de la surface et interfèrent,
produisant des couleurs interférentielles. C'est ai
nsi que les couleurs irisées de la nacre
résultent de la superposition de couches alternativ
ement minérales et organiques que le
mollusque produit au cours de sa croissance. La cou
leur de la cuticule des scarabées et des
mouches vertes s'explique de la même façon.
Les couleurs irisées des plumes de paon
(Figure 1)
et des ailes de certains papillons comme le
fameux papillon Morpho
(Figure 2)
résultent de la diffraction et des interférences p
ar des
structures périodiques à deux dimensions formant un
réseau, dit
réseau de diffraction
. Chaque
élément de ce réseau diffracte la lumière et les on
des diffractées par les divers éléments
interfèrent entre elles.
(a)
(b)
(c)
Fig.1.
Les couleurs des plumes de paon varient en fonction
de l'angle d'observation
(a, b et c)
. Ces couleurs disparaissent lorsqu'on observe les
plumes à l'envers et par
transparence.
4
Fig. 2.
L'iridescence des ailes des papillons de type Morph
o est due aux écailles
du papillon qui présentent des stries formant une s
tructure périodique à deux dimensions.
© Bernard Valeur
D'après le site internet
http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/physique/d/
couleur_1396/c3/221/p11/
Pour en savoir plus : B. Valeur,
La couleur dans tous ses éclats
, Belin, 2011
(Prix « Le goût des sciences 2011 »)
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