L évolution dans les programmes

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1 L évolution dans les programmes Préparation de la conférence «Évolution» «Nothing make sense except in the light of evolution» Theosodius Dobzhansky

2 Définir «Évolution» - Apparition de nouveaux types d organismes à partir d êtres vivants préexistants par accumulation de mutations sur de très longues périodes. (Dictionnaire S.V.T) - «Ensemble de modifications dans la composition des populations (ou des niveaux d'organisation supérieurs) et qui sont transmissibles à la descendance L'évolution biologique peut être expliquée grâce à un petit nombre de mécanismes, qui sont communs à tous les êtres vivants.» (Rapport Jury Agrégation externe) - Transformation des espèces suite à des modifications de l information génétique permettant l apparition de nouveaux caractères héréditaires et triés par sélection naturelle. (Niveau 3 ème )

3 Quelques notions clefs groupe : tout ensemble d organismes vivants ou fossiles - partageant des attributs communs exclusifs = taxons de la classification phylogénétique (ensembles d organismes partageant une même innovation) (homologie) homologie : état de 2 structures qui chez des espèces différentes, conservent la même organisation, les mêmes connexions, et qui proviennent d une même structure embryonnaire. phylogénie=phylogenèse : reconstitution de l histoire évolutive de différentes lignées depuis leur divergence à partir d un AC. classification phylogénétique : classification basée sur la parenté évolutive entre différents groupes d êtres vivants. état d un caractère : dépend du référentiel du caractère - état ancestral, primitif, plésiomorphe - état dérivé, apomorphe

4 «Évolution» et cohérence verticale Cycle 3 : L unité et la diversité du vivant - Présentation de la biodiversité : recherche de différences entre espèces vivantes. - Présentation de l unité du vivant : recherche de points communs entre espèces vivantes. - Présentation de la classification du vivant : interprétation de ressemblances et différences en termes de parenté.

5 «Évolution» et cohérence verticale 6 ème : «Diversité parentés et unité des organismes vivants» 1 ère étape de la classification par ensembles emboîtés La cellule, attribut commun à tous les êtres vivants 5 ème : «Évolution des paysages» Fossiles des roches sédimentaires, archives des paysages anciens Fossiles au même niveau dans les groupes emboîtés «Respiration et occupation des milieux» Unité de la fonction de respiration 4 ème : «L activité interne du globe» tectonique des plaques «Reproduction sexuée et maintien des espèces dans les milieux»

6 «Évolution» et cohérence verticale 3 ème : «Diversité et unité des êtres humains» gène, porteur d une information génétique, à l origine des caractères transmission dans une population grâce à la reproduction sexuée «Évolution des êtres vivants et histoire de la Terre» premier niveau d explication de la classification scientifique - 1 er niveau de formulation de la théorie de l évolution des organismes vivants au cours des temps géologiques présentée sous la forme d un arbre unique, - Aperçu de la théorie expliquant ces faits : Variation aléatoire due aux mécanismes de l hérédité Sélection par le milieu des formes les plus adaptées, - Explication au niveau génétique - Rôle des crises de la biodiversité et leurs causes supposées, - Fondement de la classification scientifique actuelle sur la théorie de l évolution.

7 «Évolution» et cohérence verticale Intentions du programme de 3 ème - Construire la notion d évolution des organismes vivants, à l origine de la biodiversité, par une réflexion fondée sur la convergence de faits scientifiques, - Établir que la classification scientifique actuelle (classification phylogénétique) est une représentation des parentés entre les organismes vivants résultant de l évolution, - Évoquer la sélection par l'environnement de formes adaptées sans en étudier les mécanismes (lien évolution de la vie évolution de la Terre).

8 «Évolution» et cohérence verticale Pour résumer Objectifs de la classe de 6 ème : Découvrir et utiliser la classification actuellement retenue par les scientifiques qui traduit les relations de parenté entre les êtres vivants, l histoire évolutive : - identifier des êtres vivants rencontrés en utilisant une clé dichotomique, - les classer selon les critères de la classification évolutive, - établir leur unité au niveau structurel. sans aller jusqu à l interprétation de cette classification en terme d évolution Objectifs de la classe de 5 ème : L étude de fossiles réalisée dans la partie «évolution des paysages» prépare l approche de la notion d évolution

9 «Évolution» et cohérence verticale Objectifs de la classe de 3 ème Traiter de l évolution : - quand la classification s est enrichie durant toutes les années de collège, - pour permettre d aboutir à une explication, en intégrant les données de la partie «diversité et unité», - pour profiter d un esprit critique des élèves plus développé à ce niveau, - pour établir un lien plus proche avec le lycée dès la classe de seconde.

10 «Évolution» et cohérence verticale 2de : «Cellule, ADN et unité du vivant» Unité des plans d organisation chez les Vertébrés Unité des métabolismes, de l organisation cellulaire Notion d'origine commune des espèces. 1 ère S : «Génotype, phénotype» génétique Unité de l expression et de la transmission du programme 1 ère ES et L «Place de l Homme dans l évolution» La parenté entre les êtres vivants est le fruit d'une longue histoire jalonnée d'innovations génétiques, issues de restructurations des génomes Mécanismes de l évolution Tle S : «Parenté entre êtres vivants actuels et fossiles - Phylogenèse Evolution» Recherche de la parenté entre espèces (phylogenèse) «Stabilité et variabilité des génomes et évolution» Innovation génétique, méiose Relations entre mécanismes de l évolution et génétique.

11 Quelques ressources LA RECHERCHE - Les dossiers LR n 17 - Novembre 2004 L histoire de la vie. Les grandes étapes de l évolution. LA RECHERCHE - Les dossiers LR n 24 - Août-Octobre2006 L histoire de la Terre. 4,5 milliards d années d évolution. BRAHIC et al. (1999) : Sciences de la Terre et de l'univers. Vuibert LETHIERS (1998) : Évolution de la biosphère et évènements géologiques. Gordon & Breach BRONDEX : Évolution, synthèse des faits et théories ELMI & BABIN (1994) : Histoire de la Terre. Masson GALL Jean-Claude : Paléoécologie : Environnement et paysages disparus. L évolution : recueil d articles Pour la science - Belin LECOINTRE LE GUYADER : classification phylogénétique du vivant LECOINTRE : Comprendre et enseigner la classification du vivant LECOINTRE : Comprendre et enseigner l évolution ( à paraître ) L HISTOIRE : Dieu contre Darwin

12 Revenons sur le passage de la classification par groupes emboîtés à des arbres de parenté. Exemple tiré d une formation dans l Académie Orléans-Tours

13 Évolution des êtres vivants et histoire de la Terre Une représentation en groupes emboîtés : Niveau 6 ème Campagnol Rat musqué Poils Mamelles Mammifères 4 membres Tetrapodes Squelette interne osseux Poule d eau Canard colvert Plumes Oiseaux Carpe Poisson-chat Nageoires avec rayons Actinoptérygiens Osteichtyens Libellule Moustique Squelette externe Arthropodes Bouche Métazoaires

14 Évolution des êtres vivants et histoire de la Terre De la représentation en groupes emboîtés à un arbre d apparentement : retrouver les filiations supposées Campagnol Rat musqué Poils Mamelles Mammifères 4 membres Squelette interne osseux Poule d eau Canard colvert Plumes Oiseaux Tetrapodes Carpe Poisson-chat Nageoires avec rayons Actinoptérygiens Osteichtyens Libellule Moustique Squelette externe Arthropodes Bouche Métazoaires

15 Évolution des êtres vivants et histoire de la Terre De la représentation en groupes emboîtés à un arbre d apparentement : retrouver un ancêtre commun hypothétique ancêtre commun hypothétique Campagnol Rat musqué Poils Mamelles Mammifères 4 membres Tetrapodes Squelette interne osseux Poule d eau Canard colvert Plumes Oiseaux Carpe Poisson-chat Nageoires avec rayons Actinoptérygiens Osteichtyens Libellule Moustique Squelette externe Arthropodes Bouche Métazoaires

16 Évolution des êtres vivants et histoire de la Terre De la représentation en groupes emboîtés à un arbre d apparentement : identifier les innovations : Niveau Tle S Campagnol Rat musqué Poule d eau Canard colvert Carpe Poisson-chat Libellule Moustique poils mamelles plumes 4 membres nageoires avec rayons 6 pattes squelette interne osseux squelette externe yeux bouche

17 Évolution des êtres vivants et histoire de la Terre Tous les êtres vivants actuels dont l Homme sont au même niveau d évolution. La notion de fossile vivant n a pas de réalité Campagnol Rat musqué Homme Mammouth Pipistrelle Poule d eau Canard colvert Archéoptéryx Deinonichus Carpe Poisson-chat Libellule Moustique aile bréchet poils plumes mamelles 4 membres fourchette gésier nageoires avec rayons 6 pattes squelette interne osseux squelette externe yeux bouche