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Chacun sa place |
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Renseignements divers |
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Projet :
Chacun sa place |
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Réalisé
par :
Hugo Villeneuve |
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Type de projet :
Expérimentation |
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Catégorie :
Sciences de la vie |
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Classe :
Intermédiaire |
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Âge du participant
:
14 ans |
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École :
Séminaire de Chicoutimi |
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Professeur :
Carol Tremblay |
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A remporté :
Une médaille de bronze
pour un projet en sciences
de la vie |
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Projet présenté à l'Expo-sciences
Bell, finale régionale du Saguenay-Lac-Saint-Jean 1998.
Sélectionné pour la Super Expo-sciences Bell, finale québécoise
1998 (Montréal).
Sélectionné pour l'Expo-sciences pancanadienne de Timmins
1998 où il a remporté :
Une médaille de bronze pour un projet en sciences de la vie, Intermédiaire.
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Introduction |
Un arrangement architectural mathématique
d'une très grande complexité, formé par chacune des
parties de la plante : est-ce possible? De quelle manière cette
disposition se crée-t-elle? Pourquoi cette situation se produit-elle?
Voici toutes les questions qui ont piqué ma curiosité et
qui m'ont incité à présenter un projet sur la phyllotaxie
des végétaux.
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Développement |
J'ai divisé mes recherches en deux parties
distinctes :
Partie 1. Explication et observation de la phyllotaxie des végétaux.
Partie 2. Expérimentation du phénomène sur divers
végétaux et parties de la plante.
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Partie 1. |
La phyllotaxie (du grec phullon : feuille et taxis
: disposition) se définit comme étant la disposition des
feuilles, ou autres parties de la plante, par rapport à un apex
comme la tige. Cette science, connexe à la botanique, est encore
mal connue. Mais son origine remonte à plusieurs siècles
alors que Léonard de Vinci et Kepler, pour ne nommer que ceux-là,
avaient remarqué une disposition des composantes végétales
répondant à une structure mathématique.
Récemment, certains physiciens français ont réalisé
des expériences afin de trouver une explication plausible à
cette disposition si impressionnante.
Cet arrangement suit trois facteurs principaux :
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1. La disposition des parties du végétal en spirales, dans le sens horaire et anti-horaire. |
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2. Le nombre de spirales (parastiches) positives, en rapport avec celles qui sont négatives, correspond à deux nombres consécutifs dans la suite de Fibonacci. (La suite de Fibonacci est une suite mathématique dont la règle est que chaque nombre est la somme des deux précédents). |
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3. L'angle de divergence, entre chacune des parties qui ont poussé consécutivement, correspond à 137,5 degrés, soit l'angle d'or (une constante mathématique). |
Tout cet arrangement est préétabli, non pas dans les inscriptions
génétiques de la plante, mais bien dans leur dynamique de
croissance.
Chaque fois qu'un primordium (jeune bourgeon) naît, il pousse de
façon à être le plus éloigné possible
de tous les autres primordium. Et l'angle qui apparaît (137,5 degrés)
correspond à l'angle d'or.
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Partie 2. |
Pour résoudre ma problématique initiale,
qui était de découvrir de quelle manière la phyllotaxie
agit sur tous les végétaux, j'ai conçu et réalisé
quelques expériences.
Expérience
1 :
Expérimentation de cette disposition sur les feuilles d'une plante.
Pour ce faire, j'ai choisi la violette africaine, car c'est une plante
où l'on peut bien voir et identifier les spirales végétales.
Premièrement, j'ai photographié la plante du dessus (c'est-à-dire
à vol d'oiseau). Ensuite j'ai procédé à l'identification
de chacune des spirales, ainsi que de l'angle de divergence entre les
feuilles qui ont poussé consécutivement.
Expérience
2 :
Disposition des « écailles » de cônes de conifères.
J'ai réalisé cette expérience avec trois cônes
de conifères différents et de grosseurs variées,
en les photographiant du haut des airs. Ensuite, j'ai reproduit chaque
parastiche (spirale) sur une feuille acétate. Cette feuille m'a
permis (en suivant chacun des facteurs identifiés précédemment)
d'identifier et d'observer que la phyllotaxie se trouve également
du côté des cônes de conifères.
Expérience
3 :
Calcul de l'angle de divergence sur des pétales de fleurs.
Avec des fleurs de violette africaine, j'ai pu très bien voir chaque
angle de divergence apparaissant entre les pétales qui poussent
consécutivement et les reproduire sur acétate. J'ai pu aussi
mesurer un angle d'environ 140 degrés, ce qui tend énormément
vers le nombre (ou angle) d'or de 137,5 degrés.
Expérience
4 :
Est-ce que les germes de tubercules de pommes de terre suivent aussi
cet arrangement?
Pour réaliser cette expérience, j'ai tracé sur la
pelure des pommes de terre les spirales que forment les germes en poussant.
On peut très bien voir qu'il y a bel et bien des parastiches qui
se forment. Le nombre de ceux-ci dans le sens et dans le contresens des
aiguilles d'une montre correspond bien à deux nombres consécutifs
de la suite de Fibonacci. J'en conclus que même les germes (bourgeons)
sur les tubercules de pommes de terre se disposent d'une façon
structurée qui suit les règles de la phyllotaxie végétale.
Expérience
5 :
Est-ce que les éléments physiques se disposent de cette
même façon dans notre environnement?
Suite aux expériences réalisées précédemment,
je me suis demandé si les éléments physiques se disposant
dans notre environnement, suivaient aussi ces arrangements? J'ai donc
conçu une expérience où l'on pourrait peut-être
observer cette disposition, en déposant des billes dans un verre.
Résultat : j'ai constaté que les billes se disposaient en
spirales positives et négatives.
Expérience
6 :
Calcul de la phyllotaxie sur une plante observée à
différents stades de croissance.
Cette expérience m'a fait découvrir que la phyllotaxie s'applique
à tous les stades de croissance de la plante et qu'elle progresse
au fur et à mesure que la plante croît.
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Conclusion |
Cette recherche expérimentale, sur la disposition
phyllotaxique des plantes, m'a permis de découvrir que les mathématiques
sont bien présentes, non seulement dans notre vie, mais aussi dans
la botanique.
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© 2002, Conseil de développement du loisir scientifique
(CDLS). Ce document est distribué par le Conseil de
développement du loisir scientifique.
Visitez le www.cdls.qc.ca
pour obtenir de plus amples renseignements. |
Les opinions exprimées
dans ce texte sont celles des auteurs et ne reflètent
pas nécessairement le point de vue de Merck Frosst ou de
ses employés. |
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