L évolution dans les programmes Préparation de la conférence «Évolution» «Nothing make sense except in the light of evolution» Theosodius Dobzhansky
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 )
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
«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.
«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»
«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.
«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).
«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
«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.
«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.
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 ) http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/accueil.html L HISTOIRE : Dieu contre Darwin
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
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
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
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
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
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