Diversité, parentés et unité des êtres vivants , Niveau 6ème
Parentés - évolution des organismes vivants, Niveau 3ème

.

Classer en cycle 3 et cycle 4 dans le Jardin des Plantes

(Collection végétale)

.

.

Auteurs : Xavier Aubriot (Doctorat, MNHN), Sébastien Turpin et Sophie Pons (Enseignants SVT)

Relecture : Jean-Yves Dubuisson (Professeur, UPMC), Dario De Franceschi,
Jacques Bardat et Thomas Haevermans (Maîtres de conférence, MNHN)

Téléchargez les documents au format pdf

.

.

Cette activité propose de réaliser la classification de quelques spécimens sous la forme de groupes emboîtés. Elle s’appuie sur la partie transversale du programme de Sciences de la vie et de la Terre en classe de 6ème, intitulée « diversité, parentés et unité des êtres vivants » et en particulier :
« La diversité des espèces est à la base de la biodiversité. (…) Les organismes vivants sont classés en groupes emboîtés définis uniquement à partir des attributs qu’ils possèdent en commun. Ces attributs définis par les scientifiques permettent de situer des organismes vivants dans la classification actuelle. »

.

Cette activité peut aussi, dans le cadre du programme de 3ème en Sciences de la vie et de la Terre, illustrer la partie intitulée : « Evolution des organismes vivants et histoire de la Terre »
« Les espèces (…) apparaissent et disparaissent (…). Leur comparaison conduit à imaginer entre elles une parenté qui s’explique par l’évolution. (…). Une espèce nouvelle présente des caractères ancestraux et aussi des caractères nouveaux par rapport à une espèce antérieure dont elle serait issue. Capacités déclinées dans une situation d’apprentissage : Observer, recenser et organiser des informations afin d’établir une relation de parenté entre les espèces. »

.

Cette activité a plusieurs objectifs :

  • aborder l’évolution au travers d’exemples botaniques
  • renouer classification et observation
  • faire des ensembles argumentés et non pas nommés à priori
  • faire observer des caractères supposés homologues (remarque : le choix a été fait dans cette activité d'employer le terme de 'caractère' , comme recommandé dans le programme de 3ème ; cependant en 6ème, on parlera plutôt d'attribut)
  • visualiser sur un arbre phylogénétique les relations de parenté entre taxons et l’histoire évolutive des caractères

.

Les spécimens d’études (ou taxons) ont été sélectionné en fonction d’un certain nombre de caractères, et pour des besoins pédagogiques. Ils peuvent être observés sur le site du Jardin des Plantes au Muséum national d’Histoire naturelle (le plan fourni permet de repérer leur localisation). L’observation directe de ces taxons permet d’établir les groupes emboîtés. Pour une classe de 3ème, il est possible de développer l'activité, en situant les innovations (ici morphologiques) sur l’arbre correspondant.

.

ATTENTION : certains des caractères impliqués ne peuvent pas être observés directement (ex : système racinaire). D'une manière générale, l’observation des caractères est fortement dépendante de la saison (feuilles, fleurs, fruits…). Il conviendra donc, le cas échéant, de remplacer l’observation in situ par les illustrations fournies avec ce document (photographies des plantes vivantes, scans de planches d’herbier, dessins…) et/ou de choisir le moment judicieux pour la sortie sur le terrain (idéalement fin du printemps et été).

.

Le travail suggéré porte sur la partie classificatoire :

  • observation des 7 taxons pré-sélectionnés et repérage de leurs caractères (6 caractères choisis)
  • regroupement des taxons en fonction des caractères qu’ils partagent (et non de ceux qu’ils ne possèdent pas)
  • établissement des liens de parenté par la constitution de groupes «emboîtés»
  • transformation de cette information sous la forme d’un arbre situant les taxons et les innovations

.

4 étapes sont proposées :

1- Plan de la visite dans le Jardin des Plantes
2- Matrice taxons/caractères à remplir (version corrigée)
3- Etablissement des liens de parenté par la construction de groupes emboités
4- Etude des liens de parenté à travers l'arbre correspondant (pour la classe de 3ème)

.

1- Plan de la visite dans le Jardin des Plantes

Le plan ci dessous permet de faire la visite du Jardin des Plantes et de remplir au fur et à mesure la matrice taxons/caractères.
Les termes utilisés et notamment les caractères doivent être définis préalablement : fleur, fruit, graine, racine, nervure, cône, chlorophylle.

.

Plan_petit

 .

Chaque numéro correspond à un taxon à observer. Le bananier peut être observé à deux endroits (donc le numéro 4 apparait deux fois) : dans l'école de botanique et dans les Grandes Serres (serre 1). De même le pin Laricio peut être observé à deux endroits (donc le numéro 5 apparait deux fois) : dans l'école de botanique et dans le parterre qui longe l'allée principale face au jardin alpin.

Pour chaque taxon, téléchargez ci-dessous les illustrations (photos, dessins) et compléments permettant l'observation des caractères :

  1. Robinier faux-acacia
  2. Polypode vulgaire
  3. Lys
  4. Bananier
  5. Pin Laricio
  6. Mousse (Grimmia pulvinata)
  7. Cèdre du Liban

.

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

On coche la case correspondante dans la matrice seulement lorsqu’un caractère est présent. Il est important de se limiter aux observations. S’il existe un doute, le « ? » peut être utilisé.

tableau_complet_vegetal

.

3- Etablissement des liens de parenté par la construction de groupes emboités

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

Groupes_Jardins_et_carac_DEF
.

4- Etude des liens de parenté à travers l'arbre correspondant (pour la classe de 3ème)

L'information portée par les groupes emboités peut être transformée sous la forme d'un arbre :

.

Arbre_Jardins_et_gpes_DEF

.

Il est ensuite possible de situer les innovations :

 

Arbre_Jardins_et_gpes

ou encore :

Arbre_Jardins_et_noms_des_groupes

.

Remarques préalables : Le positionnement d'une innovation (ici disque coloré) au sein de la branche correspondante est aléatoire (pas de notion de temps sur la branche). Il est possible de situer les groupes visibles et de dégager la notion d'ancêtre hypothétique commun. Un groupe rassemble l'ancêtre hypothétique et tous ses descendants : ce groupe est dit monophylétique. Un tel groupe est caractérisé par une innovation.

.

Analyse de l’arbre :
Il est possible de situer les groupes monophylétiques sur l’arbre de parenté.
Par exemple
le robinier, le bananier et le lys sont caractérisés par l’innovation « présence de fleurs et fruits » : ils forment, avec leur ancêtre hypothétique commun, un groupe monophylétique (nommé groupe des Angiospermes – c'est-à-dire littéralement « graines dans un récipient »).
Le caractère "nervures parallèles" permet de rassembler dans un même groupe le lys et le bananier (groupe des Monocotylédones).

D'autre part un travail sur les ancêtres hypothétiques communs peut être proposé. Par exemple l'ancêtre du polypode et du robinier devait posséder des racines et une couleur verte. Le robinier possède des caractères "nouveaux" : des graines, des fleurs et des fruits.

Last modified: Wednesday, 26 June 2019, 11:47 AM