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Niveau 3ème 

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Classer des fossiles du Muséum 

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Histoire évolutive d'une lignée fossile : les Ammonites 

Les Mollusques céphalopodes rassemblent des espèces fossiles et des espèces actuelles comme les pieuvres, les calmars, les seiches et le nautile. Tous possèdent une tête entourée d’une couronne de tentacules, chacune ornée de ventouses. Les ammonites forment un sous-groupe entièrement fossile de Céphalopodes. Leurs coquilles enroulées sont très abondantes dans les roches sédimentaires de 400 à 65 millions d’années.

Le but ici est de montrer qu’une reconstitution simple d’une petite partie de l’histoire évolutive de quelques espèces fossiles peut être réalisée au moyen d’une étude de la répartition des états de caractères facilement observables sur les fossiles. Il s’agit de montrer simplement : l’évolution des formes, l’apparition de caractères nouveaux, l’apparition de nouveaux groupes et les extinctions de groupes au sein d’une lignée. Les différentes données et documents peuvent être utilisés pour illustrer les points suivants du B.O..

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B.O. spécial n°6 du 28 aout 2008 (classe de troisième, évolution des organismes et Histoire de la Terre):
Observer, recenser et organiser des informations afin de :
  • établir le renouvellement des groupes et des espèces au cours des temps géologiques.
  • observer, recenser et organiser des informations afin d’étayer la théorie de l’évolution
  • observer, recenser et organiser des informations afin d’établir une relation de parenté entre les espèces


Depuis des siècles, les géologues retrouvent de nombreux spécimens d’ammonites dans différents types de terrains sédimentaires d’âge compris entre 400 et 65 millions d’années.

Les spécimens dégagés et récoltés sont ensuite conservés dans les collections des muséums dans le but d’être identifiés et classés.

Certains cas de fossilisations exceptionnelles ont permis de montrer que la coquille enroulée des ammonites est externe (l’animal vivant pouvait se réfugier dans la loge terminale). En revanche, l’os de seiche est interne.

Reconstitution d'une ammonite de son vivant

 

Une seiche de son vivant

Os de seiche isolé

Position de l'os de seiche dans l'animal 

Quatre espèces d’ammonites ont été choisies dans les collections du MNHN de Paris : Arietites , Lissoceras, Hamites et Scaphites. La seiche ci-dessus servira de point de comparaison.

Arietites

Lissoceras

Hamites 

Scaphites 

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Choix de caractères visibles sur les fossiles 

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  1. Coquille enroulée 
  2. Sutures en forme de feuille (elles correspondent aux limites entre loges et sont quelques fois ornées de tubercules)
  3. Coquille aux tours non jointifs

Détail de la coquille d'ArietitesLes sutures sont les lignes sur la coquille 


Matrice taxons/caractères 

Seiche  Arietites Lissoceras Hamites Scaphites
Coquille enroulée absent présent présent présent présent
Sutures en forme de feuille absent présent présent absent absent
Coquille aux tours non tous jointifs absent absent  absent  présent présent

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Proposition d'activité: construction d'un arbre de relations de parenté entre espèces 

=> Y placer les innovations évolutives 

Arbre représentant les relations de parenté entre les quatre espèces d'ammonites choisies pour cette activité et la seiche 

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L'âge des terrains dans lesquels ont été retrouvés les fossiles peut être donné a posteriori

Répartition chronologique
Arietites connu de -196 Ma à - 190 Ma
Lissoceras connu de -171 Ma à – 167 Ma
Hamites connu de -171 Ma à – 167 Ma
Scaphites connu de -72 Ma à -65 Ma

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Les plus anciennes seiches sont connues à -150 Ma

Représentation possible sur une ligne de temps 

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Après 65 Ma : les archives sédimentaires ne contiennent plus aucune ammonite. Lors de la crise Crétacé/Tertiaire, il y a disparition totale des ammonites.

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Conclusions 

Cette activité permet de montrer plusieurs items du programme de 3ème. Au sein d’une même lignée, il y a eu au fil du temps : 

  1. Une apparition de caractères nouveaux. Les quatre fossiles diffèrent de la seiche par la présence d’une coquille enroulée. Arietites et Lissoceras se distinguent des autres espèces par l’apparition d’un caractère nouveau : la présence de sutures en forme de feuille sur la coquille. De même, Hamites et Scaphites ont une coquille partiellement déroulée.
  2. Une évolution des formes. Les formes les plus récentes présentent des caractéristiques différentes des formes antérieures, tout en conservant des caractères communs partagés : ceci montre un lien de parenté.
  3. Une apparition de nouveaux groupesArietites, Lissoceras, Hamites et Scaphites appartiennent au groupe des Ammonites. A l’intérieur de celui-ci, Arietites et Lissoceras appartiennent au sous-ordre des Ammonitina, Hamiteset Scaphites appartiennent au sous-ordre Ancyloceratina ou ammonites hétéromorphes. Chacun de ces deux derniers groupes est apparu après le groupe des Ammonites.
  4. Des extinctions de groupes. L’histoire évolutive de ce groupe a été ponctuée par des extinctions (Arietites à - 190 Ma, Hamites à - 96 Ma …). Le groupe entier des Ammonites a disparu il y a 65 Ma, lors de la crise Crétacé/Tertiaire, alors que les seiches existent encore actuellement.

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Histoire évolutive d'une lignée fossile : les Vertébrés continentaux mésozoïques 

Les Vertébrés tétrapodes ont laissé d’abondants squelettes et traces dans les roches sédimentaires de 245 à 65 millions d’années.

Le but ici est de montrer qu’une reconstitution simple d’une petite partie de l’histoire évolutive de quelques espèces fossiles peut être réalisée au moyen d’une étude de la répartition des états de caractères facilement observables sur les fossiles. Il s’agit de montrer simplement : l’évolution des formes, l’apparition de caractères nouveaux, l’apparition de nouveaux groupes et les extinctions de groupes au sein d’une lignée. Les différentes données et documents peuvent être utilisés pour illustrer les points suivants du B.O..

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B.O. spécial n°6 du 28 aout 2008 (classe de troisième, évolution des organismes et Histoire de la Terre):
Observer, recenser et organiser des informations afin de :
  • établir le renouvellement des groupes et des espèces au cours des temps géologiques.
  • observer, recenser et organiser des informations afin d’étayer la théorie de l’évolution
  • observer, recenser et organiser des informations afin d’établir une relation de parenté entre les espèces

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Quatre espèces fossiles visibles dans la Galerie de Paléontologie du MNHN de Paris ont été choisies : Sarcosuchus, Diplodocus, Allosaurus, Compsognathus.

Diplodocus 

Allosaurus

Compsognathus

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Sarcosuchus est un crocodile fossile, et est utilisé comme élément de comparaison. Son squelette pourra être utilement comparé à celui d’un crocodile actuel présent dans la Galerie d’Anatomie Comparée.

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Choix de caractères visibles sur les fossiles 

  1. Long cou 
  2. Membres parasagittaux
  3. 2 membres porteurs seulement

Membres transversaux chez Sarcosuchus

Membres parasagittaux chez Diplodocus, Allosaurus et Compsognathus


Matrice taxons/caractères 

Sarcosuchus Diplodocus Allosaurus Compsognathus
Long cou absent  présent  présent  présent 
Membres parasagittaux absent  présent  présent  présent 
2 membres porteurs seulement absent  absent  présent  présent 

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Des membres parasagittaux ou membres verticaux, en piliers, sont parallèles au plan de symétrie du corps (voir figure ci-dessus), disposition reconstituée par les formes des os.

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Proposition d'activité: construction d'un arbre de relations de parenté entre espèces 

=> Y placer les innovations évolutives 

Arbre représentant les relations de parenté entre les quatre espèces de vertébrés continentaux choisies pour cette activité

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L'âge des terrains dans lesquels ont été retrouvés les fossiles peut être donné a posteriori:

Répartition chronologique
Sarcosuchus connu de -135 Ma à - 96 Ma
Diplodocus connu de -150 Ma à – 145 Ma
Allosaurus connu de -153 Ma à -135 Ma
Compsognathus connu de -155 Ma à -150 Ma

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Représentation possible sur une ligne de temps

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Conclusions 

Cette activité permet de montrer plusieurs items du programme de 3ème. Au sein d’une même lignée, il y a eu au fil du temps : 

  1. Une apparition de caractères nouveaux. Diplodocus, Allosaurus et Compsognathus se distinguent de Sarcosuchus par l’apparition de caractères nouveaux : la présence d’un long cou et des membres parasagittaux. De même, Allosarus et Compsognathus sont différents en ce qu’ils possèdent deux membres porteurs et deux seulement. 
  2. Une évolution des formes. Les formes les plus récentes présentent des caractéristiques différentes des formes antérieures, tout en conservant des caractères communs partagés, ceci montre un lien de parenté.
  3. Une apparition de nouveaux groupesDiplodocus, Allosaurus et Compsognathus appartiennent au groupe des Dinosaures. A l’intérieur de celui-ci, Allosaurus et Compsognathus appartiennent à au groupe des Théropodes.
  4. Des extinctions de groupes. L’histoire évolutive de ce groupe a été ponctuée par des extinctions (Compsognathusà – 150 Ma, Diplodocusà -145 Ma, Allosaurusà -135 Ma, Sarcosuchus à – 96 Ma). Le groupe entier des Dinosaures a disparu il y a -65 Ma, alors que les crocodiles sont toujours présents dans la nature actuelle.

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Histoire évolutive d'une lignée fossile : les Vertébrés aquatiques paléozoïques 

Les roches sédimentaires de 500 à 300 millions d’années ont délivré des restes abondants de vertébrés aquatiques n’ayant pas leurs équivalents dans la nature actuelle.

Le but ici est de montrer qu’une reconstitution simple d’une petite partie de l’histoire évolutive de ces espèces fossiles peut être réalisée au moyen d’une étude de la répartition des états de caractères facilement observables sur les fossiles. Il s’agit de montrer simplement : l’évolution des formes, l’apparition de caractères nouveaux, l’apparition de nouveaux groupes et les extinctions de groupes au sein d’une lignée.

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B.O. 19 avril 2007 et 28 août 2008 : programme de troisième : Evolution des organismes vivants et histoire de la terre 
« les espèces apparaissent et disparaissent au cours des temps géologiques. Leur comparaison conduit à imaginer entre elles une parenté, qui s’explique par l’évolution.
« Observer, recenser et organiser des informations afin d’établir une relation de parenté entre les espèces. »
Exemple d’activité : Comparaison de quelques fossiles d’une lignée pour identifier leurs ressemblances et leurs différences.

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5 espèces fossiles visibles dans la Galerie de Paléontologie du MNHN à Paris ont été choisies : Sacabambaspis, Cephalaspis, Dunkleosteus, Bothriolepis et Diplacanthus.

Sacabambaspis

Cephalaspis

Dunkleosteus

Bothriolepsis

Diplacanthus

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Choix de caractères visibles sur les fossiles 

  1. Présence de nageoires
  2. Présence de nageoires paires
  3. Présence de mâchoires
  4. Partie antérieure du corps recouverte par des plaques articulées

Ces reconstitutions sont fondées sur l'étude de l'anatomie de ces animaux © B. Chanet - MNHN

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Matrice taxons/caractères 

Sacabambaspis Cephalaspis Diplacanthus Dunkleosteus Bothriolepis
Présence de nageoires Oui Oui Oui Oui Oui
Présence de nageoires paires Oui Oui Oui Oui
Présence de mâchoires Oui Oui Oui
Présence de plaques articulées sur la partie antérieure du corps  Oui Oui

Proposition d'activité: construction d'un arbre de relations de parenté entre espèces 

=> Y placer les innovations évolutives

Arbre représentant les relations de parenté entre les cinq espèces de vertébrés aquatiques choisies pour cette activité

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De cette activité, peut être construite une classification avec indication des noms scientifiques de groupes :

Tous ces animaux peuvent regroupés au sein du groupe des Vertébrés. Dunkleosteus, Bothriolepis et Diplacanthus appartiennent au groupe des Vertébrés Gnathostomes, ou vertébrés à mâchoires. A l’intérieur de celui-ci, Dunkleosteus et Bothriolepis appartiennent à au groupe des Placodermes, Diplacanthus au groupe des Acanthodiens, chacun apparu après le groupe des Vertébrés Gnathostomes.

Ensuite, l’âge des terrains dans lesquels ont été retrouvés les fossiles peut être donné aux élèves a posteriori pour combattre l’idée que les fossiles se seraient succédés au cours des temps géologiques :

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Répartition chronologique
Sacabambaspis connu de -470 Ma à - 450 Ma
Cephalaspis connu de -390 Ma à – 370 Ma
Diplacanthus connu de -377 Ma à -370 Ma
Dunkleosteus connu de -365 Ma à -360 Ma
Bothriolepis connu de -376 Ma à -360 Ma

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Représentation possible sur une ligne de temps

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Conclusions 

Cette activité permet de montrer plusieurs items du programme de 3ème. Au sein d’une même lignée, il y a eu au fil du temps : 

  1. Une apparition de caractères nouveauxCephalaspis, Dunkleosteus, Bothriolepis et Diplacanthus se distinguent de Sacabambapsis par l’apparition d’un caractère nouveau : la présence de nageoires paires. De même, Dunkleosteus, Bothriolepis et Diplacanthus sont différents en ce qu’ils possèdent des mâchoires. Dunkleosteus et Bothriolepis diffèrent à leur tour des autres espèces par la présence de plaques articulées recouvrant la partie antérieure du corps.
  2. Une évolution des formes. Les formes les plus récentes présentent des caractéristiques différentes des formes antérieures, tout en conservant des caractères communs partagés, ceci montre un lien de parenté.
  3. Une apparition de nouveaux groupes. L’apparition successive des Vertébrés, des Vertébrés à mâchoires, des Placodermes et des Acanthodiens est montrée au moyen de cette activité
  4. Des extinctions de groupes. L’histoire évolutive de ce groupe a été ponctuée par des extinctions (Cephalaspis et Diplacanthus à -370 Ma, Bothriolepis à -360 Ma …) et le groupe entier des Placodermes a disparu il y a 355 Ma.

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Last modified: Wednesday, 25 April 2018, 3:55 PM