Il était une fois la vie sur Terre "Je voudrais voir le monde dans un grain de sable, Et le paradis dans une fleur sauvage, Tenir l infini dans la paume de ma main, Et voir l'éternité durer une heure." -William Blake Compétences Distinguer le temps long de l évolution des espèces de celui de l histoire récente de l espèce humaine. À partir de quelques espèces comprendre la succession de certaines espèces à l échelle des temps géologiques Reconnaitre la cellule comme caractère commun à tous les organismes vivants Utiliser différents critères pour classer les êtres vivants Utiliser une clé de détermination pour nommer un être vivant 1
1 Un voyage aux origines de la Terre et de la vie Et si la Terre et l univers s était formé en un an voici le calendrier des principaux évènements tels qu ils s y sont déroulés depuis le Bing-bang. 1 an représenterait 15 milliards d'années, âge estimé du Big Bang Big Bang et naissance de l univers EVENEMENTS 1 janvier à 0h DATES Naissance de la lune et de la Terre, boule en fusion Formation des océans grâce à l eau apportée par les comètes puis des continents qui émergent Plus anciennes traces de vie (bactéries et stromatolithes) Oxygène dans l atmosphère Premiers êtres complexes dans l eau (algues, vers, méduses) Premiers coquillages et crustacés Premiers poissons Premières plantes terrestres Premiers amphibiens terrestres et insectes volants Apparition des dinosaures Apparition des mammifères Apparition des oiseaux Apparition des fleurs et des fruits Séparation des continents actuels Premiers primates Fin des dinosaures Australopithèques Aujourd hui 13 au 15 septembre du 16 au 21 septembre 26 septembre 10 novembre 10 décembre 18 décembre 19 décembre 20 décembre 22 décembre 25 décembre 26 décembre 27 décembre 28 décembre 29 décembre 30 décembre 31 décembre 31 décembre à minuit Et dans le futur Vaporisation de la Terre (le Soleil devient géante rouge) Mort du soleil début mai prochain vers le 10 mai prochain 2
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2 Evolution de la biodiversité au cours des temps géologiques Comment a-t-on pu reconstituer la faune et la flore de ces 2 époques?.. Relever le nom de deux groupes, présents encore aujourd hui, et existant depuis 530 millions d années... Quels sont les groupes qui sont apparus entre les 2 époques?.. La découverte de fossiles d espèces aujourd hui disparues montre que la vie n a pas toujours existé sous sa forme actuelle. La comparaison de la vie dans les mers à deux périodes différentes montre que divers groupes d êtres vivants se sont succédés au cours de l histoire de la Terre. Depuis plus de trois milliards d années, des groupes d organismes vivants sont apparus, se sont développés, modifiés, et ont pu disparaitre. 5
Une nouvelle étude du WWF (le Fonds mondial pour la nature) répertorie 441 nouvelles espèces découvertes au sein de la forêt amazonienne. Au total, 1 mammifère, 18 oiseaux, 22 reptiles, 58 amphibiens, 84 poissons et 258 plantes ont été décrits pour la toute première fois. La plupart de ces nouvelles espèces ne se rencontrent que dans la forêt amazonienne, ce qui les rend particulièrement sensibles à la déforestation. Selon le WWF, l activité humaine "détruit l'équivalent de trois terrains de football par minute en Amazonie". A peine découvert, le piranha végétarien peut ainsi déjà être classé parmi les espèces menacées. Ce sont principalement les constructions de barrages et les chantiers de mines qui mettent en danger son habitat. L Amazonie est la plus grande forêt tropicale du monde. Elle s étend sur 5,5 millions de kilomètres carrés, situés sur neuf pays : Le Brésil, la Bolivie, le Pérou, l'équateur, la Colombie, le Venezuela, le Guyana, le Suriname et la Guyane française. Selon un récent recensement, la forêt amazonienne compte aujourd'hui pas moins de 390 milliards d'arbres de 16.000 espèces différentes. Emmanuel Perrin, MaxiSciences, le 25 octobre 2013. Tometes camunani, un piranha végétarien De quelle région du monde parle l article de MaxiSciences? Connait-on tous les êtres vivants qui peuplent cette région? Pourquoi faut-il protéger cette forêt? Selon l'institut International pour l'exploration des Espèces, environ 18000 espèces sont découvertes par les scientifiques chaque année. La plupart sont des insectes, grâce à leur grande diversité. Les nouvelles espèces de mammifères, par contre, sont plus rares. A ce jour, un peu moins de 2 millions d'espèces vivantes ont été identifiées. Il resterait environ 11 millions de espèces qui n'ont pas encore été répertoriées par les scientifiques. Cette grande variété des espèces vivantes forme la biodiversité. 6
3 Comment et pourquoi un animal a-t-il évolué, pour devenir ce qu il est aujourd hui? L ancêtre du renard (Vulpes alopecoides) Les premiers carnivores, les créodontes apparaissent entre 40 et 60 millions d années. Ils disparaissent et cèdent la place aux miacoïdes. Ceux-ci évolueront en félidés et canidés. Les canidés continuent d évoluer L ancêtre du renard, le plus ancien connu à ce jour, date d environ 500 000 ans : c est Vulpes alopecoides. Aujourd hui, on compte 14 espèces de renards (vulpes) dans le monde. Le renard roux (Vulpes vulpes) Appelé aussi renard commun, c est un canidé de taille moyenne très répandu (Europe, Amérique du Nord, Afrique du Nord et Australie). Son pelage est roux marqué de blanc sous le ventre et la gorge. Son museau est pointu, ses oreilles sont dressées et sa queue touffue. Il mange de tout (rongeurs, insectes, fruits ) ce qui lui permet de s adapter à différents territoires (y compris dans les villes) et à différentes saisons. C est un animal qui possède une grande faculté d adaptation, c est pourquoi il est aussi répandu à travers le monde. Le fennec (Vulpes zerda) Appelé aussi renard des sables du Sahara, le fennec est la plus petite espèce de canidés au monde. Il pèse 1,7 kg environ pour une longueur de 20 à 40 cm. Ses longues oreilles lui permettent d entendre le moindre bruit de ses proies (souris, oiseaux, lézards, poissons de sable, insectes ) mais aussi de réguler sa température. Le dessous de ses pattes, couvert de poils, lui permet de se protéger de la chaleur du sable. Le fennec creuse très bien et peut ainsi se mettre à l abri pendant le jour. Son organisme lui permet de vivre avec un minimum d eau. Le renard arctique (Vulpes lagopus) Appelé aussi renard polaire, il peut résister à des températures de moins 70 degrés grâce à son épaisse fourrure. Sa couleur, blanche en hiver, lui permet de se camoufler sur la neige. Il pèse environ 5 kg et mesure entre 50 cm et 1 m. Ses oreilles sont petites et son museau court (cela limite les échanges thermiques). En été, son pelage est brun foncé. Son ouïe très fine lui permet de chasser lemmings, lièvres polaires, oiseaux... Il se nourrit aussi de cadavres (phoques, rennes) ou d œufs. Son organisme lui permet de garder une température relativement élevée dans ses pattes. Il possède sur le corps une bonne réserve de graisse qui lui tient chaud. Il utilise sa longue queue comme une couverture. 7
Les dauphins présentent l originalité d avoir pour ancêtre un mammifère terrestre, un ongulé (animal qui marche toujours sur l extrémité de ses doigts, terminés par des ongles très épais, les sabots). Les descendants de cet ancêtre se sont progressivement adaptés à la vie aquatique donnant, dans un premier temps, des animaux amphibies (qui vivent sur la terre et dans l eau), puis des animaux parfaitement équipés pour une vie strictement aquatique. Il a fallu plus de 50 millions d années pour que l ancêtre terrestre s adapte à la vie marine et ressemble, enfin, à un dauphin. De tous les mammifères, les mammifères marins ont incontestablement évolué de la façon la plus spectaculaire : leur tête s est allongée, leurs narines ont migré sur le sommet du crâne pour pouvoir respirer à la surface tout en maintenant la tête sous l eau, leurs membres postérieurs ont disparu, leurs pattes avant se sont transformées en nageoires pectorales et leur queue s est développée pour devenir la nageoire caudale.. Les espèces vivantes que l on trouve aujourd hui sur notre planète se sont adaptées à leur habitat et à leur environnement. Cette adaptation s est faite très lentement, tout au long de l évolution de leurs ancêtres. Certains êtres vivants, qui n ont pas pu s adapter, ont disparu : on parle alors d extinction d une espèce. D autres, au contraire, ont pu évoluer pour survivre. Cette lente évolution des êtres vivants se poursuit encore aujourd hui. Adaptation : transformation d une espèce pour répondre aux changements dans son milieu et lui permettre de survivre. Biodiversité : ensemble des espèces animales et végétales qui existent sur Terre. Évolution : en biologie, c est la modification, au fil du temps, de certains êtres vivants. Extinction : disparition totale d une espèce vivante. 8
Thème 3 le vivant 4 Qu est-ce qu un fossile? Trilobite (moule en creux et moulage interne) de 545 à 250 millions d années Limule de 450 millions d années à nos jours Abeille dans de l ambre de 24 millions d années à nos jours Requin (dent) Tyrannausorus rex (crâne) de 70 à 65 millions d années de 400 millions d années à 5000 ans Traces de dinosaures carnivores 125 à 145 millions d années L ammonite est un animal marin qui vivait à l ère secondaire. Quand elle meurt, son corps tombe au fond de la mer. Au fil du temps, la couche de sédiments devient de plus en plus épaisse au-dessus de la coquille et sous la pression les sédiments en profondeur se transforme en roche. Les parties molles disparaissent. La coquille est ensevelie et remplie de sable, de boues apportées par la mer, les sédiments. 9
Les roches contiennent parfois des fossiles. Un fossile est un reste ou une trace d'être vivant. Il se forme par étapes successives : L'animal mort se dépose au fond de l'eau. Les parties molles disparaissent. Les sédiments recouvrent l'animal. Les matériaux se transforment en roche Je trie les fossiles en utilisant une clé de détermination Observe les fossiles présents sur les tables. Colle l illustration du fossile sur la page suivante en écrivant son nom. 1. Le fossile a une coquille en deux parties. La coquille est en deux parties symétriques, en forme d ailes, ornées de stries Spirifère La coquille est en deux parties lisses ou ornée de dessins Bivalve La coquille est rugueuse, comme celle d une huitre ; la grande partie est recourbée en forme de crochet Gryphée 2. Le fossile ressemble à un coquillage enroulé. La coquille est aplatie montrant des cloisons en relief Ammonite La coquille est aplatie et lisse Nautile La coquille est un cône, pointu à son extrémité Gastéropode La coquille est un cône très long, pointu avec une surface striée Turitelle 3. Le fossile a la forme allongée d une balle, sans strie Belemnite 4. Le fossile a une forme arrondie portant un dessin à cinq branches Oursins 5. Le fossile est une dent. dent de requin 6. Le fossile a une forme de cloporte Trilobites 10
COLLECTION Thème 3 le vivant Collection d animaux à découper COLLECTION 11
Les oiseaux descendent-ils des dinosaures? Colorie en bleu les éléments communs à Anchiornis huxleyi et au pigeon qui permettent de classer Anchiornis huxleyi dans le groupe des oiseaux. Colorie en rouge les éléments strictement communs à Anchiornis huxleyi et à l Heterodontosaurus qui permettent de classer Anchiornis huxleyi dans le groupe des dinosaures bipèdes. main avec doigts soudés aile couverte de plumes bec bassin long queue courte bassin étroit sternum longue queue corps couvert d écailles mâchoire avec dents main avec doigts griffus longue queue bassin étroit mâchoire avec dents main avec doigts griffus aile couverte de plumes 12
squelette d os corps couvert de plumes corps couvert d écailles queue très longue bassin étroit machoire avec des dents mains avec des doigts bec sternum Anchiornis Panphagia Pigeon Les êtres vivants peuvent être très différents les uns des autres mais on peut les regrouper en fonction de caractères qu ils ont en commun. On peut classer les êtres vivants en plusieurs groupes. Pour cela, on observe leur anatomie pour relever ce qu ils possèdent, par exemple : des écailles des os, des plumes... Des êtres vivants peuvent être classés dans un même groupe s ils ont des caractères communs. Les êtres vivants qui partagent des caractères ont un ancêtre commun : c est ce qu on appelle le lien de parenté. Plus des espèces partagent de caractères, plus elles sont proches. On peut ainsi établir la classification du vivant. L Anchiornis et le Panphagia ont en commun une longue queue et une mâchoire avec des dents. L Anchiornis et le pigeon ont en commun un corps recouvert de plumes. Les caractères nouveaux apparus avec le groupe des oiseaux sont : la disparition des dents, le raccourcissement de la queue, l apparition des plumes. Il existe donc bien une parenté entre les oiseaux actuels et les dinosaures qui prouvent que ce sont des groupes qui se sont succédé ; les oiseaux les plus anciennement connus possèdent des caractères de dinosaures. 13
EVALUATION Thème 3 le vivant Je place les évènements majeurs de l histoire de la Vie et de la Terre sur une frise chronologique Je trouve des liens de parenté pour comprendre et expliquer l'évolution des espèces J ai compris, à travers quelques exemples, le principe de l évolution des espèces vivantes. NOM... 1. Complète la frise historique avec 4 évènements importants de l histoire de la Terre. 2. Observe ces dessins et explique ce qu ils montrent....... 14
3. Ecris un petit texte en utilisant les mots suivants : histoire Terre espèces ont évolué ont disparu inconnues de l Homme....... 4. Observe ces trois animaux et complète le tableau des caractères. archéoptéryx Eomaia 4 membres 2 membres transformés en ailes corps couvert de poils corps couvert de plumes bec oreilles bien visibles La chauvesouris est-elle plus proche de l archéoptéryx, un oiseau ou d Eomaia un mammifère? Justifie ta réponse en utilisant les informations données par le tableau. chauvesouris 15
5. Je comprends l évolution des éléphants Peau couverte de longs poils Couche de graisse sous les poils pour isoler du froid Oreilles petites Vivait dans les régions froides Trompe longue Oreilles petites Vit dans les forêts humides Trompe longue Grandes oreilles que l éléphant agite sans cesse pour refroidir son sang Vit dans des milieux secs et chauds de nos jours Quel est le plus ancien ancêtre des éléphants actuels?. Le mammouth est-il un ancêtre des éléphants actuels? oui non De quelle espèce d éléphant le mammouth est-il le plus proche? l éléphant d Asie l éléphant d Afrique Qu est-ce qui différencie l éléphant d Asie de l éléphant d Afrique?. Pourquoi l éléphant d Asie a-t-il évolué différemment de l éléphant d Afrique? 16