Partie : Evolution des êtres vivants

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1 Partie : Evolution des êtres vivants Comment l évolution des êtres vivants permet-elle d expliquer la biodiversité et les parentés des êtres vivants? Chapitre : Les espèces se renouvellent. Le collège d Aups se trouve à proximité d une réserve géologique dont le patrimoine est reconnu par l Unesco. Il n est pas rare de trouver des empreintes d organismes aujourd hui disparu : les fossiles. Ils sont les témoins d une vie passée et permettent de reconstituer les milieux de vie et la biodiversité passée. A partir de l étude de fossiles d organismes marins, nous allons reconstituer une partie de l histoire de la vie marine.

2 Activité 1 : Le renouvellement de la vie dans les océans. L étude des fossiles d organismes marins révèle l existence d une vie passée sous de multiples formes depuis plus de 600 millions d années. Elle a permis la reconstitution de milieux de vie anciens. Mer du Cambrien En 1909, un gisement important de fossiles est découvert dans les schistes de Burgess (Canada). Ces roches datent du cambrien (-540 à -500 MA). Ce gisement a permis de reconstituer le milieu de vie ci-dessous : Mer du Crétacé Les roches sédimentaires formées lors du crétacé (-140 à - 65 MA) renferme également de nombreux fossiles qui ont permis la reconstitution du milieu de vie ci-dessous : Mer actuelle CONSIGNE 1. En comparant les reconstitutions des mers à 3 époques différentes, montre que les grands groupes d êtres vivants se sont renouvelés au cours du temps. Aide : les groupes sont indiqués entre parenthèses (ex : Arthropodes). Tu peux présenter tes résultats dans un tableau en indiquant les groupes qui ont disparu, ceux qui se sont maintenus et ceux qui sont apparus au cours du temps. 2. En prenant l exemple d un groupe de ton choix, montre que les espèces à l intérieur même d un groupe se renouvellent également.

3 CORRECTION 1. Groupes disparus : non classé, proche Vertébré. Groupe maintenu : Arthropode. Groupes apparus : Céphalopodes, Vertébrés. 2. Au sein même d un groupe les espèces se renouvellent. Par exemple chez les Arthropodes vivaient les espèces Marella et Trilobite au Cambrien, remplacés par la crevette et le crabe présents au Crétacé auquel s ajoutera la langouste présente dans les mers actuelles. Bilan : L exploitation des fossiles permet d identifier les premiers êtres vivants sur Terre et de reconstituer l histoire de la vie. On constate alors que depuis l apparition de la vie sur Terre (environ -3.9 milliards d années), la vie s est diversifiée : de nombreuses espèces sont apparues. En effet, au cours des temps géologiques, de nombreux groupes sont apparus, se sont diversifiés et ont pu régresser voire disparaître. Au sein même d un groupe, les espèces changent. Cette succession des espèces et des groupes au cours du temps s appelle l évolution. Fossile : reste ou empreinte d êtres vivants conservés dans la roche. Evolution : ensemble des changements subis au cours des temps géologiques par les êtres vivants ayant eu pour résultat l apparition de formes nouvelles.

4 Acquis : La vie est apparue sur Terre il y a 3,9 milliards d années et s est depuis diversifiée. En effet, au cours des temps écologiques, les espèces et les groupes d êtres vivants se sont renouvelés : c est l évolution. Quelles sont les modalités de l évolution des êtres vivants au cours des temps géologiques? Activité 2 : Le renouvellement irrégulier des êtres vivants au cours des temps géologiques. La date de -65 millions d années est restée célèbre dans les archives de la Terre. En effet, on estime que 50% des espèces subissent une extinction autour de cette date. Ces disparitions sont brutales, elles ont lieu en quelques centaines de milliers d années. C est une véritable crise biologique appelée aussi crise de la biodiversité. Tous les milieux sont touchés. Dans le domaine continental, de nombreuses espèces disparaissent. Dans le domaine marin, les ammonoïdés, de nombreux brachiopodes, de nombreux foraminifères et bien d autres espèces disparaissent. Après la crise, les groupes survivants vont occuper les milieux laissés vide par les nombreuses extinctions. Certains de ces groupes vont se développer très rapidement : de nombreuses espèces dans ces groupes apparaissent. Le renouvellement des espèces subit alors une véritable explosion. 1. Identifie les groupes d espèces qui ont disparu au cours de la crise crétacé-tertiaire. Brachiopodes, Ammonoïdés, Foraminifères, Reptiles aquatiques, Dinosaures et Ptérosaures. 2. A partir du graphique de ton choix, décris l histoire évolutive d un groupe ayant disparu (fournir les dates d apparition et d extinction ainsi que les phases de régression et diversification). Histoire évolutive des dinosaures. Apparition en -235MA puis phase de diversification jusqu en -200 et régression jusqu en -190MA. Diversification importante jusqu en -65MA date de l extinction. 3. Identifie les groupes d espèces qui ont subi une explosion évolutive (augmentation de la diversité des groupes). Oiseaux et Mammifères. 4. Formule une hypothèse pouvant expliquer que la disparition d un groupe soit suivie de l explosion évolutive d autres groupes. La disparition d un groupe est suivie de l eplosion évolutive d autres groupes qui profitent des territoires laissés libres et des ressources alimentaires inexploitées.

5 A l aide des réponses précédentes et du document ci-contre : 5. Conclus en indiquant comment les espèces et les groupes d êtres vivants se renouvellent au cours du temps. L évolution des êtres vivants est irrégulière. Elle est marquée par des crises de la biodiversité suivie par des périodes d explosion évolutive avec diversification rapide des espèces. 6. Précise comment les scientifiques ont découpé les ères géologiques de l histoire de la Terre. Le découpage des ères géologiques correspond aux grandes crises biologiques survenues sur Terre. Bilan : L évolution des espèces est irrégulière. En effet, lors de crise de la biodiversité, des extinctions brutales et nombreuses ont lieu. Elles sont suivies par des périodes de diversification rapide des groupes, au cours d événements appelés «explosions» évolutives. Le découpage des ères géologiques correspond aux grands événements biologiques et géologiques survenus sur Terre. Crise de la biodiversité : Période de disparition massive et brève de nombreuses espèces. Explosion évolutive : période de diversification rapide des espèces. Eres géologiques : plus grande unité de découpage des temps géologiques.

6 Chapitre : Evolution et parenté entre les espèces. Acquis : Etablir les parentés en fonction des caractères partagés. Classification en groupes emboîtés. L étude des fossiles a permis d identifier les premières formes de vie (cyanobactéries fossiles des stromatolithes de + de 3 milliards d années) et a montré l évolution (renouvellement) permanente des espèces au cours des temps géologiques Comment l évolution explique-t-elle les parentés entre les êtres vivants? Activité 3 : L évolution des Vertébrés. Nous avons pu établir des parentés chez les vertébrés en étudiant leur squelette ainsi que le plan d organisation du membre antérieur. A l aide du logiciel Phylogène, nous allons tenter de comprendre d où viennent ces parentés entre les différents groupes de Vertébrés (poissons, amphibiens, reptiles, oiseaux et mammifères). 1. D après ton résultat, montre que l arbre de parenté porte les mêmes informations que les groupes emboîtés. Les boîtes peuvent être redessinées sur l arbre de parenté (même emboîtement) ce qui signifie qu il porte les mêmes informations. 2. Indique, sur ton arbre imprimé, les innovations évolutives (nouveaux caractères) apparues progressivement chez les Vertébrés. Aide : avec la souris clique sur les branches et nœuds de l arbre de parenté pour obtenir des informations. 3. A l aide de la planche des fossiles, dispose sur l arbre les ancêtres communs et indique leur âge sur l axe du temps. 4. Montre, en prenant l exemple des Amniotes, qu un groupe nouveau présente un ou des caractères nouveaux mais conserve l organisation des groupes qui l ont précédé (caractères anciens conservés). Nouveau caractère : l amnios. Caractères anciens conservés : Crâne et vertèbres + doigts.

7 5. Conclus en indiquant comment on établit et explique les parentés entre les différents groupes de Vertébrés. Les parentés sont établis en fonction des caractères partagés par les êtres vivants (ex : crâne et vertèbres partagés par tous les Vertébrés). Ces parentés s expliquent par l évolution de ces êtres vivants à partir d un même ancêtre commun (le premier qui a possédé un crâne et des vertèbres). Bilan : Les parentés entre les êtres vivants s établissent en fonction des caractères partagés. Ces parentés peuvent se représenter sous forme de groupes emboîtés ou bien sous forme d un arbre de parenté. Ces parentés s expliquent par l évolution à partir d un même ancêtre commun. En effet, les êtres vivants d un même groupe (ex : Vertébrés) qui partagent un même caractère (ex : crâne, vertèbres) possèdent un même ancêtre commun chez qui cette innovation évolutive était apparue. Dans le passé, il a transmis ce caractère à tous ses descendants. Parenté : lien unissant des êtres vivants partageant un ancêtre commun.

8 Caractères individuels Activité 4 : L être humain s inscrit dans le processus d évolution. Les parentés entre les êtres vivants s expliquent par l évolution à partir d un ancêtre commun. Comment l être humain s inscrit-il dans le processus d évolution? L Homme partage des caractères en commun avec d autres organismes actuels mais également fossile. Il est ainsi placé dans le groupe des Vertébrés Mammifères. Quelle place l Homme occupe-t-il dans ce groupe? 1. Complète l arbre de parenté ci-dessus avec les six espèces étudiées et replace les innovations évolutives. 2. A partir du document 1 p.104, précise sur l arbre la date d apparition du groupe des «grands singes»(hominidés) puis indique la date de séparation des deux lignées à l origine de l Homme actuel et du chimpanzé. Après avoir établi les caractères de l Homme en commun avec les autres Primates, nous allons rechercher les caractères propres à l Homme. Comparons-le avec son plus proche parent : le Chimpanzé. 3. A partir des documents 1, 2 et 3 p , complète le tableau comparatif de ces deux hominidés. Etre humain Chimpanzé Points communs Forme du crâne. Ressemblances génétiques (99%). 13 paires de K de forme identiques. Nombre de K Type de mâchoire En U En V Volume crânien Très important Plus réduit Face Réduite Allongée (museau) Col du fémur Allongé (bipédie exclusive) Réduit (bipédie partielle) Larynx Position basse chez l adulte (langage élaboré) Position haute (cris somaires)

9 Depuis l origine de la lignée humaine, les espèces humaines se sont succédées et renouvelées par évolution. Voyons quels sont les innovations évolutives concernant certains caractères humains. 4. A partir du document 2 p.105, décris l évolution du crâne au cours de l évolution de l espèce humaine. Au cours de l évolution de la lignée humaine, le volume du crâne augmente avec un enroulement vers l arrière, la face se redresse (menton marqué, front aplati, disparition proéminence arcade sourcilière). Bilan : L être humain (Homo sapiens) est un Vertébré Mammifère Primate classé dans le groupe des «grands singes» (Hominidés) : il partage des caractères communs avec eux. L être humain résulte de l évolution à partir d un ancêtre commun partagé avec les chimpanzés (plus proche parent). Des innovations évolutives comme la bipédie exclusive, le volume crânien très important... caractérisent la lignée humaine. Homo sapiens est aujourd hui le dernier représentant du groupe des humains (toutes les autres espèces humaines ont disparu).

10 FICHE DE REVISION Evaluation SVT n 3 A la fin du chapitre je sais : Je compare les informations de milieux de vie anciens pour mettre en évidence le renouvellement des êtres vivants au cours des temps géologiques. Je lis les informations de différents graphiques pour définir les modalités de l évolution des êtres vivants. Je sais lire, commenter et compléter un arbre de parenté. J explique comment sont établies et d où viennent les parentés entre espèces. J exploite des documents pour montrer que l être humain s inscrit dans le processus de l évolution. LEXIQUE : Fossile : reste ou empreinte d êtres vivants conservés dans la roche. Evolution : ensemble des changements subis au cours des temps géologiques par les êtres vivants ayant eu pour résultat l apparition de formes nouvelles. Crise de la biodiversité : Période de disparition massive et brève de nombreuses espèces. Explosion évolutive : période de diversification rapide des espèces. Eres géologiques : plus grande unité de découpage des temps géologiques. Parenté : lien unissant des êtres vivants partageant un ancêtre commun.

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