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Niveau Cycle 4

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Classer des vertébrés en cycle 4 dans la Galerie d’Anatomie Comparée et de Paléontologie

(Suggestion d’activité libre dirigée par l’enseignant)

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Auteurs : Nicolas Chazot et Donald Davesne (Doctorants, MNHN)
Adaptation pédagogique : Olivier Enderlin, Sophie Mouge, Sophie Pons, Jean-Claude Vasseur (Enseignants SVT) 

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Télécharger le dossier zip de cette activité

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.L’activité s'insère dans le programme de SVT de cycle 4 (Collège. Classification en groupes emboîtés ; arbre phylogénétique.)

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Les objectifs généraux consistent à :

  • faire observer des caractères partagés sur les taxons choisis
  • établir des parentés en construisant des groupes emboités
  • positionnement des ancêtres communs sur l’arbre et reconstitution de leur portrait-robot

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Dans la galerie d’Anatomie Comparée et de Paléontologie du MNHN de Paris, sont donc proposées les activités suivantes :

  • Une observation de pièces anatomiques (6 caractères) de différents vertébrés (5 taxons actuels et 2 taxons fossiles)
  • La construction de la matrice taxons/caractères correspondante
  • Le passage de la matrice à des groupes emboités puis éventuellement à l’arbre phylogénétique correspondant
  • Une proposition de lecture de l'arbre phylogénétique correspondant

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Les 3 étapes proposées sont les suivantes :

  1. Visite de la galerie d’Anatomie Comparée et de Paléontologie 
  2. Remplir la matrice taxons/caractères (version corrigée) 
  3. Etablissement de liens de parenté par la construction de groupes emboités
  4. Analyse de la matrice à travers l’observation critique d’un arbre phylogénétique

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1- Visite de la galerie d’Anatomie Comparée et de Paléontologie

Lors de la visite de la galerie, 7 squelettes choisis peuvent être observés : Flétan, Limule, Homme, Tétras, Coelancanthe, Carnotaurus, Cynthiacetus.

Les 6 caractères à observer sont : symétrie bilatérale, squelette osseux interne avec des vertèbres, membres pairs terminés par des doigts, membre antérieur monobasal, mandibule percée d'une fenêtre, plusieurs types de dents.

La définition de ces caractères est rappelée dans ce document à télécharger : définition des caractères.

Il est conseillé de rappeler la définition de ces caractères aux élèves préalablement (par exemple, sur un des squelettes).

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La matrice taxon-caractère peut alors être complétée par les élèves, au cours de cette visite (partie 2).

Si vous effectuez cette activité à distance, sans venir au Muséum, vous pouvez vous référer uniquement aux fiches détaillées de chaque taxon, sur lesquelles figurent des photos des différents caractères à observer.

Pour effectuer la visite de la galerie : 

Télécharger le plan du parcours

Télécharger les fiches détaillées de chaque taxon

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2- Matrice taxons/caractères à remplir (version corrigée)

A partir des observations faites pendant la visite virtuelle, l'élève complète la matrice taxons/caractères, en codant la présence des caractères. Voici la matrice corrigé.

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Il est important d'insister sur le fait que l’élève ne complète la matrice qu’à partir de la seule observation des squelettes et qu’en cas d’indécision, il complète la case par un point d'interrogation.

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3- Etablissement des liens de parenté par la construction de groupes emboîtés :

La matrice permet de construire des "groupes emboîtés" en rassemblant les taxons partageant les mêmes caractères. Les regroupements ne se font que sur la base des observations réalisées.

Remarque : ce type d'activité a déjà pu être proposé aux élèves, dans le cadre du programme de 3ème.

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4- Analyse de la matrice à travers l’observation critique d’un arbre phylogénétique

A partir des ensembles emboités définis précédemment il est possible de passer à l’arbre de parentés : 

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Cet arbre de parentés (phylogénétique) permet de visualiser les différents niveaux d’apparentements entre organismes, mais également les ancêtres communs ou encore les innovations évolutives :

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Cet arbre peut alors être analysé avec les élèves. Voici quelques pistes d'analyse :

  • Comprendre par un exemple comment se lit un arbre (qui est plus proche de qui et pourquoi?). Les noeuds peuvent "pivoter autour de leur axe" sans changer le sens de l'arbre. Le degré de parenté est déterminé par le nombre de noeuds en commun.
  • Placer les innovations évolutives sur l’arbre. Ceci peut permettre d’aborder l’évolution des caractères (leur ordre d’apparition), la description des ancêtres communs hypothétiques (« portrait-robot »).
  • Placer les milieux de vie (aquatique/terrestre). Ceci peut permettre de souligner la position du Coelacanthe, mais aussi la notion de convergence des formes pour une même fonction (Flétan/Coelacanthe/Cynthiacetus).
  • Position des fossiles dans la phylogénie. L'espèce fossile n'est pas un ancêtre des espèces actuelles, elle n'est pas non plus "moins évoluée". Les espèces fossiles sont classées exactement de la même façon que les espèces actuelles.
  • Nommer quelques ensembles emboités. Ceci permet d’établir une classification phylogénétique. Un groupe rassemble l’ancêtre commun et toute sa descendance. Il est conseillé de proposer aux élèves de placer des groupes qu'ils connaissent (Mammifères, Vertébrés…). Il existe un groupe qui regroupe l'ensemble des être vivants, ce qui implique que l'ensemble du vivant partage un ancêtre commun. Certains groupes n'auront pas un ancêtre commun exclusif, ils ne seront pas monophylétiques (exemple des "poissons" : Coelacanthe et Flétan).

Voici l'arbre avec les différents groupes monophylétiques visibles :

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Pour l'exploitation en classe de cette activité, l'enseignant peut utiliser le dossier complet (.zip) téléchargeable en haut de cette page. Une version avec les consignes pour la classe est également disponible ici.
Cette activité peut être animée librement par l'enseignant, à l'occasion d'une visite libre à la Galerie d'Anatomie comparée et de Paléontologie.
Pour préparer au mieux votre visite (libre) : http://www.mnhn.fr 
Cette activité est aussi proposée in situ par le Muséum, dans le cadre des RDV de la science ; elle est animée par un chercheur spécialiste et formé à l’accueil des élèves.

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Last modified: Monday, 14 October 2019, 3:43 PM