Mécanismes évolution 2nde 2020

Activité: Comprendre les mécanismes permettant l'évolution de la biodiversité

Capacités travaillées

• Histoire des siences
• Modéliser numériquement
• Argumenter un fait scientifique à partir d'un modèle
• Saisir des informations
• Raisonner

1ère étape: Quelques rappels sur les liens de parenté entre tous les êtres-vivants

2ème étape: Un peu d'Histoire des Sciences:Sur les traces de l'évolution

3ème étape: Les mécanismes expliquant l'évolution de la biodiversité

1ère étape: Quelques rappels sur les liens de parenté...

Petite précision : dans cet arbre, seules quelques espèces sont représentées.

Tous les oiseaux du monde sur un seul arbre !

On voit dans cet arbre que les autruches sont les oiseaux qui ont divergé le plus tôt des autres, ce qui est peu surprenant; mais aussi que les poules et autre canards sont aussi un groupe bien distinct. Plus amusant, on voit que le flamant rose est assez proche de la colombe et du pigeon, plus qu’il ne l’est par exemple du pélican.

Arbre de parenté des Oiseaux

Arbre de parenté des Mammifères

Chats, chiens...

Nous

Le cochon

La vache

Arbre de parenté des insectes

Branche des "animaux"

Arbre de parenté des Eucaryotes

Branche des "végétaux"

--> Comment sont construits ces arbres?

Ils sont construits à partir de tableaux permettant de visualiser les caractères communs de différents organismes.

arbre de parenté correspondant

Tableau de caractères de différents êtres-vivants

On regroupe ensuite les espèces en fonction des caractères communs qu'elles partagent. Plus 2 espèces ont des caractères en communs, plus elles sont proches. A chaque embranchement, on visualise les ancêtres communs.

Arbre de parenté de quelques êtres-vivants

tableau de caraCTère correspondant

Est-ce que j'ai compris?....

A partir de tous ces arbres, les scientifiques en ont déduit UN arbre du vivant regroupant l’ensemble des êtres vivants . Il résulte de ce travail de recherche la supposition d’un ancêtre commun universel à tous les êtres vivants nommé LUCA (Last Universal Common Ancestor).

Le grand arbre de la vie

Autre représentation...

Après LUCA, on distingue 3 grands groupes : les eucaryotes auquel nous appartenons, les bactéries et les archées. LUCA possédait donc les caractéristiques communes à ces trois groupes, c'est-à-dire qu'il devait être constitué d'une seule cellule contenant du matériel génétique. C'est à partir de lui que l'évolution conduit à la diversité des êtres-vivants que nous connaissons aujourd'hui. LUCA n'est certainement pas le premier être-vivant à être apparu sur Terre : il a dû coexister avec d'autres micro-organismes qui, eux, n'ont pas laissé de descendants. Document: l’arbre du vivant actuel

Les liens de parenté établis entre des êtres-vivants mènent à une représentation, celle de l'arbre de la vie, sorte de buisson rond avec, à l'extrémité des branches, les espèces actuelles et au milieu LUCA, l'ancêtre commun à toutes les espèces.

Autre représentation...

Est-ce que j'ai compris?....

Aller sur le site suivant: LAETOLI PRODUCTION et suivez les indications ci-dessous.

1- Cliquer sur ELEVE

Monnet3SVT

2- Rentrer les mêmes identifiant et mot de passe:

Monnet3SVT

3- Cliquer sur "Mes Médias"

4- Cliquer sur "Le grand arbre de la vie" et le visionner.

Pour aller plus loin...

...les 3 domaines du vivant expliqué sous la forme d'un manga.

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2ème étape: Un peu d'Histoire des Siences : Sur les traces de l'évolution de la biodiversité

De l'Antiquité jusqu'au début du XVIII ème.

Suite...

Antiquité - Moyen-Age - Début du XVIIIème

Depuis la fin de l’Antiquité et pendant tout le Moyen Âge, les seules réponses autorisées aux interrogations sur l’origine de la vie sont celles enracinées dans les textes bibliques. Ceux-ci ne laissent aucune place au concept d’évolution : le dogme selon lequel les êtres vivants ont tous été créés par Dieu lors de la Genèse et n’ont subi depuis aucune transformation est fortement enraciné dans la pensée occidentale. Certains érudits se posent néanmoins la question de l’origine des fossiles :

D’où peuvent venir ces restes d’animaux, qui de toute évidence n’existent plus ?

Là encore, la Bible impose son explication : il s’agit tout simplement des vestiges des animaux noyés lors du Déluge !

L'Arche de Noé sur le Mont Ararat, de Simon de Myle (1570)

Le fixisme: Georges Cuvier

C’est alors que de nouveau la question s’impose et c'est le paléontologue (étude des fossiles) et Zoologiste français Georges Cuvier qui répond:

Fin XVIIIème - début XIXème: Jean-Baptiste Lamarck, la vie se transforme ! :

Comprendre la théorie de Lamarck

Au milieu du XIXème: Charles Darwin, la théorie de l'évolution.

C’est alors que Darwin, le jeune naturaliste anglais, part pour un voyage autour du monde pendant cinq ans.

Darwin à la fin de sa vie.

Portrait de Charles Darwin juste avant son exploration (1831)à bord du Beagle.

Aujourd'hui: la théorie de l'évolution est admise par l'ensemble de la communauté scientifique mais...

La théorie de l'évolution est admise par l'ensemble de la communauté scientifique. Loin d'être gravé dans le marbre, le darwinisme s'adapte en permanence aux nouvelles découvertes scientifiques. S'imposant toujours plus comme un cadre fiable... et évolutif.Jusqu'au XIXème siècle, le créationnisme est la conception dominante; ses fondements sont religieux ( création divine ). L'âge de la Terre est fixé à 6000 ans sur des bases bibliques. Cette théorie est encore défendue par des fondamentalistes actifs aux USA et est enseignée dans les écoles de certains états.

Oui mais la théorie de l'évolution ce n'est qu'une théorie??

Qu'est-ce-que le créationnisme??

Façon d'enseigner l'évolution dans certaines écoles aux USA...

Comprendre ce que signifie le mot théorie en Sciences...

(remarque: le message secret transmis à la fin ne vous sera pas utile)

Est-ce que j'ai compris?....

Je préfère refaire le tour les notions!

Est-ce que j'ai compris?....

(remarque: le code secret transmis à la fin ne vous sera pas utile)

oups je vais revoir quelques notions

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3ème étape: Quels sont les mécanismes de l'évolution des populations?

Partie A: La sélection naturelle à travers l'exemple de la phalène du bouleau

L'exemple de la phalène du bouleau

La phalène du boulot est un papillon nocture qui se repause sur les troncs d'arbres notamment de bouleau la journée. Il existe des phalènes claires et des phalènes sombres.

Source: https://planet-vie.ens.fr/thematiques/genetique/mutation-reparation/la-mutation-a-l-origine-du-melanisme-industriel-de-la

Constat: Comparaison des populations de phalènes en 1830 et en 1950 (Typica = forme claire / Carbonaria = forme sombre). Remarque: Depuis 1960, des efforts ont été fait pour limiter la pollution. On a constaté que la forme Typica réaugmentait aux dépend de la forme Carbonaria.

--> Votre travail: -modéliser numériquement l'évolution du pourcentage de phalènes clairs et sombres au cours du temps (avant 1850, à partir de 1850 et après 1960) afin d'obtenir les résultats de la modélisation sous la forme d'un graphique, - Vous pourrez ensuite décrire et interpréter les résultats (une capture d'écran de votre graphique est attendue) pour expliquer les évolutions de populations constatées dans le réel. Une définition de sélection naturelle est attendue. --> Ce travail sera ramassé par votre professeur

Avant de commencer la modélisation: Je regarde des copies d'écran du logiciel avant de commencer pour comprendre la marche à suivre.

Ensuite, j'ai bien compris que c'est un "jeu sérieux" car il va me permettre de modéliser une situation réelle. J'ai pris connaissance du déroulement du jeu: Je peux jouer!

cliquer

cliquer

jeu sérieux : « les phalènes » de Philippe Cosentino, prof de SVT à Nice.

Pour aller plus loin: Jouons! ...clique sur l'image!

Pour continuer à aller plus loin...

Pour aller encore plus loin...

La théorie de l’évolution en BD sous la forme d'un manga

Cliquer sur l'image...

https://pellichi.fr/levolution-partie-1/

Pour aller encore plus loin...

Si ça vous a plu, la notion d'espèce sous forme de manga...

Cliquer sur l'image...

https://pellichi.fr/levolution-partie-1/

Pour aller toujours plus loin...

Partie B: La dérive génétique à travers l'exemple du dugong de Nouvelle Calédonie.

Le dugong (Dugong dugon) est un mammifère marin présent dans le Pacifique et l'océan Indien. C'est une espèce menacée d'extinction. En Nouvelle-Calédonie, la chasse du dugong est interdite depuis 1963 car c'est une espèce emblématique dont les effectifs sont faibles (environ 1000 individus).

Constat: Diversité génétique de plusieurs popuplations de dugong

Des séquences d'ADN ont été analysées dans différentes populations, isolées les unes des autres. Plus l'indice de diversité génétique est grand, plus la population présente une grande diversité.

--> Votre travail: - Modéliser numériquement l'effet de la dérive génétique sur la fréquence d'un allèle dans une population (des captures d'écrans sont attendues).- Vous pourrez ensuite, à partir de vos modélisations, expliquer la faible diversité génétique de la population de dugong de Nouvelle-Calédonie en lien avec la dérive génétique. Question bonus: Pour éviter la disparition de certaines espèces marines, de nombreux pays créent des aires marines protégées. Aujourd'hui, on privilégie de plus en plus des réserves marines de très grande taille, plutôt que plusieurs petites réserves. --> Expliquez l'intérêt d'une réserve marine de grande taille pour préserver les espèces en donnant des arguments (3 arguments minimum). --> Votre travail sera ramassé par votre professeur

Vers la modélisation

Avant de commencer la modélisation: Je prends connaissance des consignes et des paramètres de modéilsation

Ensuite, j'ai bien compris que je vais modéliser une situation réelle. Je peux modéliser!

cliquer

cliquer

Animation : « la dérive génétique» de Philippe Cosentino, prof de SVT à Nice.

Modélisation 1

Modélisation 2

Pour aller plus loin: allez sur le site : "Laetoli Production" et suivez la démarche ci-dessous:

1- Cliquer sur "ELEVE"

2- Rentrer les mêmes identifiant et mot de passe:

Lamballe2nde

Lamballe2nde

3- Cliquer sur "Mes Médias"

4- Découvrer les films "La théorie de l'évolution" et "Le grand arbre de la vie" ou jouer avec les applications pour illustrer des mécanismes: Variations, sélection sexuelle, prédation

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