Expériences

 E

 Dans notre second axe, nous nous intéressons à la forme fracatale de la fougére:

. ACTIVITE 1 : la forme fractale se retrouve-t-elle dans la fougère ? 

                                                   
                         
                                         Cette observation montre qu'il ya le principe d'autosimilarité au sein de la fougère.
                                                                   Par conséquent, la fougère est de forme fractale.

. Activité 2 : la forme fractale favorise-t-elle la photosynthèse ?
En quoi la forme fractale apporte-t-elle un avantage biologique a la fougére ?

1. Matériel et méthodes

nous avons utilisé:

- 1 fougére ;

- 1 scalpel ;

- 1 lampe ;

- des sondes à O2 (et CO2 ;)

- des boîtes fermées hermétiquement dans lesquelles mettre les morceaux de fougére ;

- le logiciel WinOrphy (Expérimentation Assistée par Ordinateur) ;

-de l'eau distillée.

-Une balance

   

Nous avons procédé ainsi :

- Couper des parties de la fougére de masse totale 0,30g et les déposer dans la boîte avec les sondes à O2 . Eclairer avec la lampe, mettre un fond d'eau sans mouiller les sondes.

Pour mieux comprendre l'expérience : 

       

- A l’aide du logiciel ExAO, mesurer la quantité d’O2 émise par la feuille durant environ 10 minutes.

- Couper la “partie fractale” des morceaux de la fougére au scalpel de manière à avoir une masse égale a 0,30g

- Mesurer la nouvelle quantité d’O2  de la fougére sans partie fractale.

    
         

2. Résultats

Nous attendons que le chou fractal rejette une grande quantité d’ O2 (et absorbe beaucoup de CO2). La fougére  coupée doit rejeter également de l’ O2 et absorber du CO2, mais en quantités bien moindres.

Nous obtenons les résultats présentés ci-dessous :

Après expérience, nous voyons que nos résultats concordent avec les résultats attendus. En effet, la concentration de dioxygène augmente de 70% en 20 minutes lorsque les parties de fougére sous “forme fractale” sont présents. En revanche, la concentration de dioxygène augmente "seulement" de 40% en 20 minutes lorsque les feuilles de fougére sans “forme fractale” effectuent la photosynthèse.

Graphique pour la fougère à forme fractale (arrêt au bout de 500 sec.) 
y=0.0072x + 5.19 et 69.5 % de hausse. 


 

Graphique pour la fougère à forme non fractale (arrêt au bout de 500 sec.)     y=0.00604x+7.28 et 40.1 % de hausse. 




3. Interprétation

Le fait que le taux d’O2 augmente et que le taux de CO2 diminue est dû à la photosynthèse, décrite précédemment, effectuée par les morceaux de fougére.

A masse égale (0,30g) , l’activité photosynthétique de la fougère fractale est de loin plus élevée (environ 2 fois plus forte), donc la forme fractale semble présenter un avantage pour la fougère qui en est doté.

4. Conclusion

La forme fractale apporte donc un avantage biologique a la fougére par rapport à une autre de masse égale, car si elle rejette plus de dioxygène, cela signifie qu'un plus grand nombre de réaction de photosynthèse ont lieu et donc qu'il y a une plus grande quantité de nutriments synthétisés.

On peut supposer que :

- La forme fractale augmente le nombre de stomates par cellule.

- La forme fractale augmente la surface externe et donc d’échange avec l’extérieur.


ACTIVITE 3 : étude des stomates sur les extrémités des frondes de fougère fractale

Nous analysons au microscope optique la face externe des frondes de fougère:

                              


Résultats:

Observations  de stomates sur l'extrémité d'une feuille de fougère fractale au microscope optique x 400