La pomme de pin

(Spécial Covid-19)

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  •  Présentation

Peut-être vous êtes-vous déjà surpris à prendre le temps  d'observer la nature, c’est souvent très surprenant et magnifique. Cet exercice se propose de vous surprendre avec une simple pomme de pin.

La prochaine fois que vous verrez une pomme de pin, vous la regarderez avec un autre œil...

 

La pomme de pin est le fruit, ou plutôt le cône du pin.

Elle est formée d'écailles, dures et épaisses, faite de bois.

Chaque écaille abrite deux graines, munies de petites ailes : ce sont les pignons de pin. La pomme de pin met quatre ans à murir. Au début, elle est verte, et fermée par de la résine. Quand elle est mûre et sèche, les écailles s'ouvrent, et libèrent les graines.

Les écureuils, et d'autres animaux se nourrissent des graines de pin : pour cela, ils rongent les pommes de pin, et en arrachent les écailles, ne laissant qu'une sorte de trognon...

En botanique, le cône est la structure de regroupement des organes reproducteurs chez les conifères.

La « pomme de pin » est l'exemple typique du cône. La forme générale est celle d'un strobile : un axe court autour duquel des écailles insérées en spirale abritent à leur base les organes sexués.

Le nom dérive du latin conus, lui-même issu du grec κνος (kônos), et désignait la pomme de cyprès. Certains botanistes réservent le terme de « cône » aux structures femelles à écailles ligneuses, mais par extension il est parfois employé pour désigner toutes les « inflorescences » et « fructifications » des conifères même si l'organisation initiale en strobile n'est plus visible. Il est aussi quelquefois utilisé pour désigner les structures de reproduction de Gymnospermes plus archaïques comme les Cycadacées, voire celles de Lycophytes fossiles.

  •  Les fractales

Quelques exemples :

Des graines de tournesol

Le chou Romanesco

Une fleur de Camélia

Des écailles de pomme de pin

Une fougère

Une fractale mathématique

Les fractales sont des structures caractérisées par la répétition à l'infini d'une figure ou d'une structure de base dans un rapport de réduction constant. Le mot "fractale" vient du latin "fractus" qui signifie "brisé". En effet, un fractal est un objet géométrique «infiniment morcelé» dont des détails sont observables à une échelle arbitrairement choisie. En zoomant sur une partie de la figure, on peut retrouver toute la figure, on dit qu’elle est auto similaire.

Un des intérêts majeurs de la fractalisation dans le vinant est que dans un volume fini, la surface finale du vivant fractalisé est considérablement augmentée par rapport à celle de l'objet initial.

Un des intérêts de la fractalisation dans le vivant est d'augmenter considérablement les surfaces d'échanges avec le milieu extérieur ce qui est un point important pour la pomme de pin. Dans notre cas, le milieu d'échange est l'air.

  •  Le nombre d'or

    Mais en plus la pomme de pin possède une structure géométrique étonnante la spirale d’or (déduite du nombre d’or).

     Pour construire une spirale d’or, on construit un rectangle d’or dans lequel on construit un grand carré de côté la largeur du rectangle. On réitère l’opération dans le rectangle restant qui est un rectangle d’or et ainsi de suite, Puis, on construit des quarts de cercle dans les carrés. La valeur du nombre d’or est

Quelques exemples

La pomme de pin

La fougère

Une fleur de Lys Calla

Une fractale mathématique

Un nautile

Une coupe de nautile

  •  Expérimentation virtuelle

Il est amusant de constater le comportement d'une pomme de pin trempée dans l'eau, elle se ferme. Mais lorsqu'on la laisse sécher, elle s'ouvre de nouveau. Ce système est donc réversible. Mais il prend du temps, mais bon comme nous sommes confinés pour un bon moment, nous avons du temps...

Une pomme de pin immergée dans de l'eau froide met environ 4 heures pour se fermer complètement, et il lui faudra environ 24 heures pour se rouvrir complètement après immersion.

Si vous en avez la possibilité, munis de votre attestation de sortie, allez ramasser une pomme de pin et essayez l'expérience. Rien qu'en la passant une minute sous l'eau du robinet, la fermeture se déclenche immédiatement.

     Voici la visualisation de l'expérience menée avec un verre mesureur conique. D'abord la pomme de pin ne rentre pas, puis, petit à petit, elle se ferme et descend progressivement au fond le verre.

La pomme de pin est sèche.

Il est 12h26

La pomme de pin humidifiée se referme, et son diamètre se réduit. Il est 13h17.

Le phénomène se poursuit, la pomme de pin poursuit sa fermeture et sa descente. Il est 14h07.

  •  Travail à effectuer

Description de l'écaille :

Ecaille côté intérieur Ecaille côté extérieur

Ecaille sur tranche

Gauche extérieur

Droite intérieur

On souhaite comprendre comment le pin s’organise pour permettre à la pomme de pin de s’ouvrir à maturation.

Pour ce, vous devez observer les différentes photos proposées ci-dessus sur la fermeture d'une pomme de pin humide avec leur évolution temporelle. En fonction de l'évolution de ce phénomène, vous devrez émettre les hypothèses qui permettront d'expliquer ce mécanisme naturel mis en jeu par le pin pour obtenir l'ouverture d’une pomme de pin.

Vous ferez un schéma de l'écaille pour illustrer vos hypothèses.

Vous donnerez un exemple d'utilisation par l'homme de ce principe.