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Les adaptations du monde vivant au milieu désertique
Aspects éthologiques et morphologiques développés par certains organismes face au manque d’eau
Exposé présenté par Baptiste Bataille
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Plan de l’exposé:
• Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
• Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
• Organismes vivants et adaptations développées
• Flore
• Faune
• Conclusions
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Plan de l’exposé:
• Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
• Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
• Organismes vivants et adaptations développées
• Flore
• Faune
• Conclusions
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Plan de l’exposé:
• Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
• Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
• Organismes vivants et adaptations développées
• Flore
• Faune
• Conclusions
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Plan de l’exposé:
• Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
• Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
• Organismes vivants et adaptations développées
• Flore
• Faune
• Conclusions
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Plan de l’exposé:
• Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
• Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
• Organismes vivants et adaptations développées
• Flore
• Faune
• Conclusions
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Plan de l’exposé:
• Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
• Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
• Organismes vivants et adaptations développées
• Flore
• Faune
• Conclusions
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Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
« Planète bleue »
(7/10 immergés)
paradoxe
1/7 des terres émergées (pôles non-compris !!!)
= déserts
Soit près de 13. 10 6 Km2
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Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
Autre paradoxe…
ce dont il est démuni!
eau
terres arables
végétation
faune
populations humaines
Un désert est défini par…
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Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
Parent « Dictionnaire des sciences de l’environnement »
Régions du globe aux précipitations très faibles (<100mm/an) et caractérisées par une faible densité des organismes vivants et par une pauvreté floristique et faunistique.
Campbell « Biology »:
Biomes terrestres se caractérisant par des précipitations faibles (<250mm/an)
Petit Robert:
Régions très peu habitées dont les précipitations sont inférieures à l’évaporation.
Biomes: écosystèmes terrestres ou aquatiques caractéristiques de grandes zones géographiques qui sont soumises à un climat particulier
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Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
Parent « Dictionnaire des sciences de l’environnement »
Régions du globe aux précipitations très faibles (<100mm/an) et caractérisées par une faible densité des organismes vivants et par une pauvreté floristique et faunistique.
Campbell « Biology »:
Biomes terrestres se caractérisant par des précipitations faibles (<250mm/an)
Petit Robert:
Régions très peu habitée dont les précipitations sont inférieures à l’évaporation.
Biomes: écosystèmes terrestres ou aquatiques caractéristiques de grandes zones géographiques qui sont soumises à un climat particulier
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Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
Parent « Dictionnaire des sciences de l’environnement »
Régions du globe aux précipitations très faibles (<100mm/an) et caractérisées par une faible densité des organismes vivants et par une pauvreté floristique et faunistique.
Campbell « Biology »:
Biomes terrestres se caractérisant par des précipitations faibles (<250mm/an)
Petit Robert:
Régions très peu habitées dont les précipitations sont inférieures à l’évaporation.
Biomes: écosystèmes terrestres ou aquatiques caractéristiques de grandes zones géographiques qui sont soumises à un climat particulier
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Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
T°air/1m sol > 40°C ombre
T°air/sol > 76°C
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Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
Au sein des déserts (pôles exclus)
2 types de zones (intensité de sécheresse):
• les zones hyperarides:
• absence de précipitations pdt plusieurs années
• HRair < 20% voir 10%
(exemple: ATACAMA (chili) 30 ans sans averse!!!)
• les zones arides:
• précipitations chaque années
mais tjs < 250mm, irrégularité pb majeur, parfois en une seule journée
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Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
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Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
Comment se créent les déserts?
Combinaison de 4 facteurs:
• 2 zones de HP autour de l’équateur
• courants marins froids le long des côtes
• relief
• éloignement de la côte
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Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
Comment se créent les déserts?
Combinaison de 4 facteurs:
• 2 zones de HP autour de l’équateur
• courants marins froids le long des côtes
• relief
• éloignement de la côte
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Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
Comment se créent les déserts?
Combinaison de 4 facteurs:
• 2 zones de HP autour de l’équateur
• courants marins froids le long des côtes
• relief
• éloignement de la côte
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Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
Comment se créent les déserts?
Combinaison de 4 facteurs:
• 2 zones de HP autour de l’équateur
• courants marins froids le long des côtes
• relief
• éloignement de la côte
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Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
Comment se créent les déserts?
Combinaison de 4 facteurs:
• 2 zones de HP autour de l’équateur
• courants marins froids le long des côtes
• relief
• éloignement de la côte
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Organismes vivants et adaptations développées :
la Flore
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Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Il existe 3 types principaux de Plantes désertiques :
1 - Les plantes annuelles,
ne vivent qu'une saison => doit produire assez de graines fécondes pour perpétuer l'espèce. graines dormantes : ne germent que lorsque le taux d'humidité est assez élevé pour favoriser une croissance rapide ( de la fin de l'hiver à la fin du printemps ).
ex. : Lis du désert Coqueret Onagre Asclépiade Lupin
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2 - Les Cactées ( plantes grasses )
Les Cactées : survivent aux longues périodes de sécheresse en emmagasinant de l'eau dans leurs tissus spongieux
épines protègent la réserve d'eau et de nourriture de la plante et abritent le Cactus contre les rayons directs du soleil. Elles réduisent aussi les courants d'air superficiels qui causent l'évaporation de l'eau.
Ex. : Peyote Oponce Mamillaire Yucca
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
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3 - Les Arbustes et Arbres.
La plupart des Plantes vivaces du désert = petits arbustes ligneux qui perdent leurs feuilles au cours de la saison sèche.
par ex, Chez l'Ocotillo, feuillaison 2 fois par an correspondant aux 2 périodes annuelles de pluie ( printemps et automne ).
Ex. : Mesquite Palo verde Sauge Acacia Hibiscus Créosotier Jojoba
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
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Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Les stratégies d’adaptation des végétaux à la sécheresse
Deux contraintes principales:
• rareté des précipitations
• évapotranspiration (pertes physiques dûes à évaporation combinées à transpiration des êtres vivants)
Végétation observable dans désert mais aussi dans climat humide avec accés difficile à eau
(ex: végétation épiphytiques => sur troncs)
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Différentes stratégies:
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
• limiter vie active à courtes période qd eau disponible
• stocker eau qd disponible et utiliser suivant besoins
• réduire pertes par évapotranspiration
• utiliser eau sous toutes ses formes (liquide ou gazeuse)
• aller chercher eau où elle se trouve
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1. Plantes à organes aériens éphémères
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
1ère stratégie: limite vie active à une période de l’année
Végétaux dit « temporaires » ou « éphémérophytes »Cycle identique aux plantes annuelles des régions humides
(germination des graines, développement végétatif, floraison et
fructification)
mais durée fortement raccourcie (qlq semaines voir qlq
jours!!) souvent accompagné de phénomène de « nanisme »
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2. Plantes poïkilohydres
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Habituellement, végétaux fanés = morts
Ici, via processus de « réhydratation variable » (poïkilohydres),
végétaux capables de reviviscence (aspect normal et
fonctions vitales) qd présence d’eau et ce, même après dessication prolongée…(ex: mousses et lichens dans nos régions, dans désert, plantes à fleurs…)
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3. Plantes grasses ou succulentes
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Adaptation la mieux connue face à sécheresse
2ème stratégie: stocker d’importantes quantités d’eau dans tissus spécialisés (feuilles, tiges…)Certaines Cactacées => deux ans sans eau,
consomment 70% de leurs réserves hydriques…
(ex: Gd cierges américains, > 10m, tiges renferment > 3.000L !!!)
Autres stockent dans feuilles: Crassulacées, Aizoacées,…
Voir adaptation particulière: dvlpmt de tiges à durée de vie limitée: plantes à caudex succulents
Certaines Cactées, telles que Cereus qui fleurit la nuit, ont des fleurs qui s'ouvrent la nuit, généralement blanches et très odoriférantes.
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4. Sclérophylles, …
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
3éme stratégie: réduire pertes par évapotranspiration évapotranspiration essentiellement par feuille
Solution?
Sclérophyllie: feuilles persistantes, coriaces, rigides, svt épineuses à cuticule épaisse et stomates enfoncés dans cavités sous-foliaires => limiter transpiration, maintenir rigidité (même lors d’un déficit hydrique accrus)(ex: chêne vert en méditerranée)
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Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
4. … Microphylles et Aphylles
Solution (suite)?
Microphyllie: réduction de surface foliaire via « microfeuilles » ou présence d’aiguilles, d’écailles => limiter surface d’échange(ex: Ericacées (Bruyères) et Ericoïdes (morphologiquement proches des Bruyères), tamaris…
Aphyllie: cas extrême = absence de feuilles, photosynthèse via la tige riche en chlorophylle(ex: Genêt à balais (chez nous sur versan mosan, pelouse calcaire…))
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Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Dispositifs physiologiques limitant la transpiration chez les végétaux
Plusieurs adaptations se manifestent:
La plus efficiente = mouvement d’ouverture et fermeture des stomates en fonction de Hv, T° et HR
(ex: plantes fixent CO2 durant la nuit (stomates ouverts: T° ) et
photosynthétisent durant la journée(T° , stomates fermés)
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Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Dispositifs physiologiques limitant la transpiration chez les végétaux
Plusieurs adaptations se manifestent:
Autre méthode = variation de la pression osmotique dans les feuilles
qd élévation PO, évapotranspiration diminue => au plus fort de journée, concentration ionique augmente…
(ex: salicornes…)
pression osmotique: concentration ionique dans les cellules
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Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Absorption de l’eau (liquide)
Racines = organes d’absorption habituels
Extension horizontale proche surface du sol où apports réduits
Extension verticale qd nappes phréatiques profondes (ss dunaires)(ex: plantes de qlq cm avec racines de plusieurs
mètres…)
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Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Absorption de l’eau (vapeur/rosée)
Apport d’eau parfois uniquement sous forme rosée/brouillards
bcp de cryptogames (lichens) = absorption directe via surface de l’organisme (gde richesse en
lichens dans déserts côtiers ex: Namibie)
Plantes a fleurs: dispositifs remarquables « racines à velamen »
racines aériennes à épiderme épais jouant rôle d’éponge
(ex: Broméliacées, important groupe d’épiphytes désertiques)
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Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Phénomènes des convergences morphologiquesS’adapter à la sécheresse ou périr: dilemme
avec solutions mais en nombres limités…
Apparition de convergences morphologiques entre familles végétales très diverses ayant adopté stratégies semblables!!!(au même titre qu’un dauphin ressemble + à un requin qu’à un chien, même si tout autrement niveau parenté…)
plantes succulentes: parallélisme entre Cactacée américaine, euphorbe succulente africaine et Didiéracée malgache…
appellation: Cactiformes…
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Organismes vivants et adaptations développées :
la Faune
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Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
• Insectes
• Araignées, Scorpions et Solifuges
• Reptiles (lézards et serpents)
• Oiseaux
• Mammifères
• Hommes
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Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
1. Les insectes
Bâtis pour survie:
cuticule (chitine) imperméable => pas pertes d’eau par évaporation
respiration discontinue via stigmates => s’ouvre qd certaine qtt de CO2
Passent maximum de tps sous surface du sol
Si insectes volants, activité nocturne, 2 raisons:
-> vol génère augmentation T°
-> journée, air trop sec et fluide => faible résistance => moins « porteur »
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Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
1. Les insectes (suite)
Exemples:
Ténébrion du désert du Namib
Collecte rosée matinale sur abdomen (muni de « poils »)
Position => eau coule vers bouche
Fourmi à miel
Collecte nectar lors pluies
Emmagasine sucre (10mois…)
Reserve pour colonie
Friandise recherchée…
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Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
2. Araignée et scorpions et solifuge
Araignées: présentes dans tous les déserts, population fonction de la population proie
peu de toîles, svt sous le sol et chasse à vue (taille parfois élevée)
mimétisme parfait…
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Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
2. Araignées, scorpions et solifuge (suite)
Scorpions: créature la plus résistante du désert
résistance aux fortes T° et taux de perte d’eau le + bas de tous animaux du désert
Taille de 2 cm à 12cm, totalement nocturne, journée sous sol, cavité,…
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2. Araignées, scorpions et solifuge (suite)
Solifuge (scorpion du vent): créature la mieux adaptée au désert
Apparenté aux scorpions et aux araignées
ne vit que dans région les plus dénudées du désert
Chasse la nuit en courant.
Court si vite que œil humain ne peut le suivre…
Régime très varié: reptiles, oiseaux, insectes…
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3. Les reptiles
Vertébrés les plus nombreux ds déserts (nombre et diversité spécifique)
De qlq cm à 1,5m, carnivores (insectes, reptiles, mammifères, oiseaux..)
Sang froid (poïkilotherme vs homéotherme)
Couleur décisive dans périodes d’activités:
• Claires: journée
• Sombres: aube et crépuscule
Cas particulier: Agame changeant ou PhrynosomeChange de couleur en fct de la journée
=> avantage évolutif
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3. Les reptiles (suite)
Les lézards, varans:
Formes, couleurs, tailles variables:
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3. Les reptiles (suite)
Les geckos et scinques:
Deux techniques différentes de déplacement:
Gecko: franges de poils sur pattes et doigts ou pattes palmées (…)
déplacements plus rapides sur sol meubleScinque: corps arrondi, pattes réduites (voir atrophiées)
nage littéralement dans et sur le sable
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3. Les reptiles (suite)
Les serpents:
Contrairement idées reçues, peu de serpents dans désert
Activités variables:
diurnes, enfouis sous surface avec tête dépassant, embusqués…
nocturne, chasse active, recherche permanente
Adaptation particulière:Crotale cornuDéplacements latéraux,
avantage sur sol mou,
corps = levier
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Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
4. Les oiseaux
Oiseaux => avantages liés à aptitude au vol:
Corps conçu pour opérer a T° + élévée (sac aériens, respiration à sens unique)
Plumes servent d’isolant thermique
Possibilité de faire gdes distances en peu de tps pour eau
Cas particuliers:
Ganga unibande ou tétras des sablesPlumes du ventre hydrophiles
Moyen de transport d’eau pour jeunes pulli
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4. Les oiseaux (suite)
« Roadrunner » ou CourviteAdapté aux déplacements et chasse à vue sur le sol
Espèce saharienne
Espèce américaine
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4. Les mammifères
Vertébrés (homéothermes)
Généralement, de petites tailles (rongeurs phytophages)
Manque de nourriture plus problématique que manque d’eau
Adaptations:
Conditionnement de l’air: nocturne, vie dans terrier avec entrée fermée
Donc HR augmente, T° cst, perte en eau diminue
Besoin en eau fraiche:
Aptitude à prélever l’eau de la nourriture et à transformer Hydrate de carbone (graisse) en eau
Pelage => isolant thermique
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4. Les mammifères (suite)
Adaptations particulières:
Gerboise ou rat-kangourouNocturne, pattes larges et longues (sauts sur sol meuble)
Reins très performants
Ne boit pas
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4. Les mammifères (suite)
Adaptations particulières:
Fennec ou renard du désertNocturne, petite taille, vit dans terrier, chasse à ouïe,
Oreilles = gd surface de thermorégulation
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Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
4. Les mammifères (suite)
Adaptations particulières:
Camélidés
Gazelles
Pelage adapté
Deux doigts palmés (déplacements)
Bosses graisseuses => eau
Pelage clair, diminution de 150 à 30 inspirations/minute
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4. Les hommes…
Homme pas adapté au désert :
sans eau, T°= 50°c => mort endéans 24 à 48h
mais, ttes gdes zones désertiques peuplées (depuis préhistoire…)
Différences entre populations = techniques d’adaptation
Peau pigmentée = avantage face aux U.V.
Le corps humain peut effectuer qlq « corrections » physiologiques mais ne possède pas de mécanisme empêchant la perte d’eau
Hors, besoin journalier en milieu désertique = 9 litres
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Peuplades primitives :
Recherche perpetuelle d’eau => nomadisme (chasse et cueillette)
2 populations suivent encore ce mode de vie et seuls êtres humains « adaptés » au désert:
4. Les hommes (suite)
Bindibus (aborigènes australiens)
Suivent le mouvement des pluies
Condition: région giboyeuse et « fertiles »
Adaptation morphologique:
Nez plat et large => respiration facilitée en milieu sec et poussiéreux
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Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
Peuplades primitives :
Boschimans (kalahari)
Divisés en troupes qui règnent sur territoire de chasse défini
Adaptation morphologique:
Les boschimans ont perdu couche de graisse sous-cutanée
stockent leur graisse dans fesses => corps plus vite rafraichi
4. Les hommes (suite)
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Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
4. Les hommes (suite)
Caravanes du désert :
Nomadisme accompagné de fonction de transport de biens et de personnes
Autrefois, caravanes avec dromadaires = rôle de premier plan ds réseau commercial mondialTouaregs:
Gd commercants (sel, auparavant => esclaves…)
suivent distances +courtes entre 2 oasis (centre de commerce)
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Conclusions
Désert: milieu sans vie par définition..
Cependant, diversité spécifique élevée tant au niveau des vertébrés que des invertébrés
Vie nocturne…
Dans désert, la selection naturelle agit sur les organismes de manière radicale et transforme celui-ci en théâtre d’adaptations bien particulières
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Parler du désert, ne serait-ce pas, d'abord, se
taire, comme lui, et lui rendre hommage non de
nos vains bavardages mais de notre silence ?
[Théodore Monod]