Activités Sous zéro
Niveau : de la maternelle à la 6e année
Disciplines : études sociales, langue, mathématiques, sciences
Aptitudes : analyse, application, communication, comparaison,
description, discussion, établissement de correspondance,
inférence, lecture, mesurage, recherche, remue- méninges,
résolution de problèmes, travail en petit groupe
Durée : de deux à trois périodes de 45 minutes
Importance du groupe : de 20 à 30 élèves
Cadre : à l'extérieur et à l'intérieur Liens au programme-cadre
: 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5c
Vocabulaire clé : adaptations, chionophile, diète, graisse
du tissu sous-cutané, jarres, kamiks, parka, pelage, pléistocène,
sous-poil duveteux
Objectif
Les élèves devraient pouvoir :
1) Établir une liste de certaines adaptations
de l'ours blanc au climat arctique;
2) Créer un vêtement d'hiver pour eux fondé
sur ce qu'ils ont appris au sujet des ours blancs;
3) Comprendre et expliquer le processus
biologique permettant de conserver sa chaleur.
Activité
Les élèves font des recherches et déterminent les vêtements
d'hiver qui conviennent le mieux à l'être humain.
Contexte
Les ours blancs, appelés aussi ours polaires, vivent dans
le milieu Arctique depuis qu'ils se sont développés à partir
des grizzlis côtiers vers la fin de l'ère pléistocène, il
y a environ 200 000 ans. Au cours de cette évolution, les
ours blancs ont développé des adaptations anatomiques, physiologiques
et comportementales à la vie sur les terres gelées. Les
espèces comme les ours polaires, qui se sont adaptés particulièrement
à la survie en hiver, sont appelées chionophiles, ce qui
signifie en latin des espèces qui aiment l'hiver.
L'ours blanc est très bien habillé pour l'hiver, grâce
à ses trois « manteaux ». Le premier est une fourrure imperméable
composée de poils huileux appelés jarres. Ces poils semblent
être de couleur blanche ou jaune crème, mais en réalité
ils sont transparents et creux. Leur couleur est la réflexion
de la lumière visible. Ces poils reflètent la chaleur rayonnante
du soleil sur la peau noire de l'ours. Le second est composé
de sous-poils duveteux très épais qui recouvrent de près
la peau de l'animal comme de longs sous-vêtements. Sous
la peau noire se trouve le troisième manteau, une épaisse
couche isolante de graisse sous-cutanée qui conserve la
chaleur de ses organes vitaux.
L'ours polaire a beaucoup d'autres adaptations pratiques.
Ses oreilles et sa queue sont relativement petites, donc
moins exposées aux engelures. Ses larges pattes silencieuses,
aux orteils palmés, chaussées de fourrure épaisse, lui permettent
de chasser ses proies en silence « à l'affût », de demeurer
au chaud, de marcher sur la neige et de nager. Pour éviter
d'avoir froid, l'ours blanc s'ébroue vigoureusement dès
qu'il sort de l'eau.
En hiver, sa nourriture principale est le phoque, en particulier
le phoque annelé. Souvent, l'ours blanc ne mange pas la
viande de sa proie et dévore seulement la graisse riche
en énergie. (Des espèces comme les renards arctiques et
les corbeaux qui suivent les ours mangent les restes !)
(Mammals of the Canadian Wild.) Les ours blancs peuvent
digérer la graisse et les protéines avec beaucoup d'efficacité.
Selon le niveau d'activité, la température et le fait qu'ils
mangent ou qu'ils ont faim, leur rythme métabolique fluctue
énormément. Les femelles jeûnent pendant huit mois durant
l'hiver lorsqu'elles sont gestantes et mettent bas ! Elles
s'y préparent en mangeant du phoque à satiété du mois d'avril
jusqu'au début de juillet, augmentant leur graisse corporelle
de 50 % ou plus. (National Geographic, Jan. 1998, "Polar
Bears".).
Il peut faire trop chaud durant l'été dans l'Arctique pour
ces ours bien isolés ! On a découvert des tanières où les
ours blancs ont creusé des fosses profondes dans le pergélisol
pour se rafraîchir. On croit que les ours polaires se servent
de ces tanières depuis des centaines d'années.
Traditionnellement, les Inuit ont utilisé l'ours blanc
à leur avantage. Les peaux ont servi à faire des mitaines,
des kamiks ou bottes et des pantalons. Parfois, des bottillons
de protection étaient fabriqués de sorte que la fourrure
soit à l'extérieur, afin d'assourdir le bruit de leurs pas
lorsqu'ils chassent le phoque. L'huile du pelage ou de la
fourrure est utilisée pour lubrifier les patins des traîneaux
afin qu'ils glissent plus facilement sur la neige. Même
de nos jours, nous pouvons apprendre beaucoup des animaux
en ce qui concerne les façons de s'habiller et de se déplacer
dans le froid et la neige.
Le corps humain possède ses propres techniques de survie.
À mesure que la température diminue, l'objectif principal
du corps est de conserver au chaud les principaux organes,
le cerveau, le coeur et les poumons. Les vaisseaux sanguins
à la surface de la peau se contractent pour conserver le
sang chaud à l'intérieur du corps. C'est pourquoi le froid
se fait sentir sur les pieds et les mains, tandis que le
sang chaud s'en éloigne. Le corps perd 40 % de sa chaleur
par les extrémités — la tête, les mains et les pieds.
Comme un poêle à bois qui doit être alimenté de combustible,
votre corps a besoin de combustible pour conserver sa chaleur.
Toutefois, au lieu de brûler du bois, il brûle de la nourriture
et des réserves de gras. En hiver, vous devez manger plus
d'aliments riches en énergie qu'en été. Le corps peut aussi
produire de la chaleur en grelottant. Cela fait bouger les
muscles et aide à les réchauffer. Et bien sûr, plus vous
bougez, plus vous vous réchauffez.
Saviez-vous que lorsque vous portez un chapeau, vous aidez
vos pieds à conserver leur chaleur ? C'est parce que si
votre tête est découverte, plus de sang se dirige vers votre
tête pour garder votre cerveau au chaud. Dès que vous gardez
votre tête bien au chaud, le sang peut circuler vers des
endroits moins essentiels, comme vos pieds.
C'est une bonne idée de porter des bottes suffisamment
grandes pour vous permettre d'enfiler une seconde paire
de bas. En outre, les bottes qui ne sont pas serrées permettent
au sang de mieux circuler.
Vous avez peut-être remarqué que les mitaines sont plus
chaudes que les gants. Les doigts restent plus chauds s'ils
peuvent se serrer les uns contre les autres. Aussi, les
mitaines retiennent de l'air et offrent une meilleure isolation.
L'idéal, c'est de porter des mitaines superposées, la couche
extérieure protège de l'eau ou du vent et la mitaine intérieure
en tissu douillet garde les doigts bien au chaud.
Superposez aussi vos vêtements. Cela crée des poches d'air
qui retiennent l'air chaud près du corps. Comme le pelage
de l'ours blanc, vous devriez avoir une couche isolante
près de la peau et une couche extérieure à l'épreuve du
vent et de l'eau.
Matériel nécessaire
Ciseaux; grandes feuilles de papier brun ou de couleur;
crayons; crayons à dessiner; échantillons de différentes
fourrures (facultatif); images de divers animaux à fourrure;
caleçons-combinaisons; thermomètres; bottes; bottes intérieures;
mukluks; parkas; kamiks; mitaines; tuques; écharpes; chandail
léger; maillot de corps; guide de l'Ambulance Saint-Jean,
des Guides et des Scouts pour des suggestions sur l'équipement
d'hiver; veste de nylon; images d'aliments des divers groupes
alimentaires (pour une des variantes).
Marche à suivre
1) Examinez différents genres de poils utilisant l'ours
blanc ou la caribou à titre d'exemple. Expliquez comment
les jarres ou poils extérieurs sont longs, à l'épreuve de
l'eau, grossiers et creux (cette dernière caractéristique
est visible au microscope en tranchant un poil de caribou
en diagonale). Puis, discutez du sous-poil duveteux très
épais près de la peau (comme un tampon d'ouate). Cette couche
emprisonne de l'air pour offrir une meilleure isolation.
2) Examinez les poils et les autres caractéristiques physiques
qui aident l'ours polaire à survivre. Par exemple, en examinant
des images ou des fourrures, discutez des parties de l'ours
blanc qui sont recouvertes de poils et de l'utilité de ces
poils dans le climat arctique. Discutez également comment
les larges pattes de l'ours l'aident à marcher sur la neige.
3) Discutez pourquoi les ours blancs ont besoin d'une couche
de graisse, souvent de 3 à 10 cm d'épaisseur.
4) Faites une séance de remue-méninges pour discuter des
genres de vêtements dont nous avons besoin pour nous garder
bien au chaud quand il fait très froid. Divisez les élèves
en groupes de quatre et attribuez à chaque groupe une partie
du corps qu'ils doivent habiller : la tête, les pieds, le
corps ou les mains. Accordez aux groupes le temps nécessaire
pour planifier quels vêtements ils devront apporter le lendemain.
5) Le jour suivant, tracez le contour d'un volontaire couché
sur la grande feuille de papier brun. Ensuite, découpez
le long de la ligne tracée, puis demandez à chaque groupe
de placer les vêtements les plus appropriés sur le dessin.
Discutez des choix de vêtements.
6) Le lendemain, demandez aux élèves de s'habiller pour
le plein air en se fondant sur ce qu'ils ont appris jusqu'à
présent. Une fois à l'extérieur, demandez à des élèves de
se tenir debout sans bouger pendant 15 minutes et d'observer
comment leur corps réagit. En même temps, les autres élèves
peuvent se déplacer sans arrêter. Au bout de 15 minutes,
demandez aux élèves des deux groupes de mesurer la température
de leur peau protégée par les vêtements ainsi qu'aux endroits
qui sont exposés à l'air. De retour en classe, discutez
des réactions du corps pour chaque groupe. Demandez aux
élèves s'ils feraient des modifications à leurs choix de
vêtements, et pour quelles raisons ?
Variantes
Pour la maternelle à la 3e année :
1) Faites une liste de vêtements d'hiver — chandails, habits
de neige, tuques, etc.
2) Demandez aux élèves d'établir la correspondance entre
chaque mot et le vêtement pertinent.
3) Demandez aux élèves d'établir la correspondance entre
chaque vêtement et la partie du corps pertinente.
4) Nommez des aliments nutritifs à haute énergie que mangent
les ours blancs et les êtres humains.
Pour la 4e à la 6e année :
1) Demandez aux élèves de faire des recherches concernant
une variété de fibres vestimentaires et leur efficacité
dans un climat froid.
2) Demandez aux élèves de faire des recherches et d'établir
une liste d'aliments nutritifs à haute énergie. Ensuite,
demandez-leur de planifier un menu et de préparer un déjeuner
d'hiver à haute énergie pour eux-mêmes ou pour une autre
classe.
Autres possibilités
1) Vérifiez la rétention de chaleur d'objets blancs
et d'objets noirs.
2) Vérifiez le coton, la laine et les tissus synthétiques
pour déterminer lequel demeure le plus chaud lorsqu'il est
mouillé.
3) Invitez un aîné, un chasseur ou un membre du personnel
d'un musée afin de montrer aux élèves des vêtements d'hiver
traditionnels.
Évaluation
1) Les élèves démontreront ce qu'ils ont appris en s'habillant
convenablement durant les temps froids.
2) Décrivez au moins quatre façons dont l'ours blanc s'est
adapté afin de survivre en hiver.
Atout-faune