L'objectif de cette séquence est "- Classer les organismes, exploiter les liens de parenté pour comprendre et expliquer l'évolution des organismes. C’est là le moteur principal. Aucune construction scientifique ne se fait sans postulats. International students may attend a top class Higher Education second cycle degree course ... but also Short specialization degree course) or third cycle degree course (Doctoral level degree course). En effet, pour un échantillon d’espèces il existe trois types de ressemblances. Par exemple, la classe des « reptiles » n’existe que parce qu’on a cru détecter une discontinuité d’organisation entre des amniotes poïkilothermes (« à sang froid » : tortues, lézards, crocodiles…) et des amniotes à sang chaud (mammifères et oiseaux). En sciences, la justification du mot « poissons » dans un cahier des charges écologique est loin d’être évidente. Pour La Science. Ce cahier des charges –parler des origines- n’a pas changé. A deux espèces, cela n’a pas de sens. %���� Comme partout en sciences, la pertinence des postulats ne relève que de la fiabilité des connaissances extérieures à l’expérience, lesquelles doivent être assumées par le chercheur. Elle ne dit rien sur le monde, et donc ne créé ni ne justifie aucun groupe, aucun concept. On va mettre dans un ensemble des êtres vivants non pas par ce qu’ils font, non pas par la façon dont nous les utilisons, mais par leur communauté d’origine. Utiliser un concept dans le registre erroné conduira à des erreurs. On ne choisit d’ailleurs pas n’importe quel vin avec un plateau de fruits de mer. Une manière de démarrer l’emboîtement est de demander aux classificateurs ce que les animaux ont tous. Il n’y a que des individus. Ces convergences évolutives sont dues au fait qu’une bonne partie des contraintes physiques que subissent les espèces sont les mêmes partout. Il dira si les structures supposées homologues sont bel et bien héritées d’un ancêtre commun hypothétique (homologie secondaire, ou homologie confirmée), ou bien si elles sont apparues plusieurs fois indépendamment. Or, on ne parle pas de l’escargot ou du ver de terre quand on dit qu’ils n’ont pas de vertèbres. Les _____ ils ont des plumes, 2 pattes et 2 ailes, respirent par des poumons (dans l'air) et la femelle pond des œufs. C’est le caractère 6. Nous pouvons proposer : 1. On peut replacer ensuite les arguments sur les branches de l’arbre (Figure 10). Google enregistre le mot « poissons » pour des sites culinaires et de nombreux sites d’astrologie. Plus l’ensemble est inclusif et plus la branche correspondante est profonde. En fait, dans tout arbre phylogénétique, chaque segment de branche interne correspond à un groupe nommé qui englobe tout ce qui est en aval de cette branche (voir figure 1, mais surtout Lecointre et Le Guyader, 2001). Derrière les ensembles emboîtés, il y a la transformation passée des animaux au cours de leur généalogie. Selon une définition vieille de 150 ans, sont homologues des structures qui, prises chez des organismes différents, entretiennent avec les structures voisines les mêmes connexions et les mêmes relations topologiques, et ceci quelles que soient leur forme et leur fonction. Exemple : les oiseaux. Toutes ces étapes sont remplacées par un tableau à double entrée, donné à remplir, et qui permet de gagner du temps (Figure 8). Si l’un des postulats est faux, le résultat a peu de chances d’être vrai, mais alors ce n’est pas la procédure qui est en cause. On reproche parfois aux scientifiques de compliquer la classification, de faire des classifications « pas pratiques». Entre temps, on a multiplié le cahier des charges de la classification « naturelle ». Deux groupes-frères ont le même rang. On atteint la fin de l’exercice en épuisant la liste des attributs-arguments qui avait été dressée. 6. Processus d’individualisation des lignées évolutives. Si nous sommes capables de construire des phylogénies et de suivre cette règle, tous les groupes ainsi créés seront monophylétiques, et la classification qui en découlera sera réellement phylogénétique, comme l’avait souhaité Darwin. 4 0 obj [; et al] La préparation d’une telle séance demande donc beaucoup de travail documentaire en amont, pour doser la difficulté provenant des arguments potentiellement contradictoires entre eux, et vérifier que ceux qui ont le plus de chances d’émerger de la classe soient réellement des arguments conduisant à une classification phylogénétique. Ainsi, on continuera à dire « poissons », « fruits de mer » dans une cuisine ou chez le poissonnier, et on dira « actinoptérygiens », « deutérostomiens » dans un laboratoire de zoologie ou de systématique. Par exemple, au sein de ceux qui présentent quatre pattes, il y a le sous-groupe de ceux qui ont des poils. L’embryologie peut donc également conduire à formuler des hypothèses d’homologie primaire. L’homologie secondaire, c’est l’homologie par ascendance commune, confirmée par l’arbre. Un arbre donné possède une certaine quantité d’homoplasies, ou ressemblances non héritées d’un ancêtre commun. Il faudrait amener toute suite une longue liste d’exceptions, c’est-à-dire de vertébrés aquatiques qu’on ne met pas dans les poissons : cétacés, phoques, morses, otaries, loutres, siréniens, manchots, pingouins, cormorans, crocodile marin, serpent marin (Laticauda), tortues marines, ichtyosaures, sauroptérygiens, mosasaures, etc. Pour Hennig, ce n’est pas la bonne manière de procéder. Celui des deux états qui donne naissance à l’autre est donc l’état primitif, celui qui en découle est l’état dérivé. « Fruits de mer » est un concept très sophistiqué. Au besoin, cet exercice va amener les enfants à reformuler leurs arguments lorsqu’ils se trompent de critère, pour les ramener à l’anatomie (c’est-à-dire ce que les animaux ont). Restez au courant de l’actualité de Planet-Vie en vous abonnant à notre lettre d'information. L’arbre retenu est celui qui est le plus parcimonieux. 6B, arbre b) on va tenter de placer l’endroit dans l’arbre où le caractère 3 change d’état, c’est-à-dire passe d’une mandibule à plusieurs os (état « 0 » trouvé chez la truite) à une mandibule constituée du seul os dentaire (état « 1 »). Une bonne clé doit faire aboutir au plus vite au bon nom d’espèce, sans erreur. Il renvoie à un registre culinaire, et à un registre mythologique. Par exemple, les canidés (chien, loup, renard, fennec, etc.) Nous avions fait le pari (« homologie primaire ») que la mandibule faite du seul os dentaire et les mamelles avaient été acquises d’un ancêtre commun. Cette étape est déjà contrôlée dans le secondaire puisque le tableau utilise d’emblée le bon vocabulaire. La clé de détermination a pour vocation d’être pratique. Pour les premiers cycles, elle peut être un … L’étape suivante consistera à reproduire le même exercice sur un échantillon de composition contrôlée à classer. Passer, en matière de classification, de l’essentialisme au nominalisme : Observer une collection contrôlée d’espèces, voire les dessiner, Faire des ensembles en les argumentant sur la base d’attributs partagés, Comprendre que les noms qui viennent ensuite dessus sont des conventions créées par des scientifiques, Pouvoir classer n’importe quel échantillon de terrain, Connaître la liste exhaustive des groupes de la classification, Décrire les espèces : établir le niveau de description et faire émerger le vocabulaire anatomique, Faire émerger des critères de classification pour, finalement, classer sur ce qu’ils ont, Provoquer un débat où les observations faites et les savoirs seront confrontés, Faire émerger la causalité sous-jacente au partage de ce qu’ils ont. Dans ce cas, une couleur différente par ensemble et sa branche correspondante aidera à resituer visuellement les branches. 02.04.19 avant d’être tétrapodes (il y a 380 m.a. on peut tenter de fournir un animal nouveau et de le rattacher à d’autres qu’on aura préalablement décrit. Pour fabriquer la clé de détermination, le concepteur a procédé par tris successifs, qu’il a organisés en une série précise de décisions à prendre. (CE2-CM1-CM2) - Pokedex : la classification … Le cahier des charges modernes des classifications en sciences naturelles est de rendre compte des origines de ce qui existe. Dans l’option du tableau à remplir, la colonne où il y a le plus de croix est l’ensemble le plus inclusif. Nous travaillerons aussi sur la classification des invertébrés autres animaux que les vertébrés prochainement , lors de notre étude sur les coccinelles : ici . Cette contradiction entre caractères, on l’appelle homoplasie, ou incohérence de la matrice. Le nom d’insecte n’émane pas de l’individu donné à observer. En sciences, il faut d’abord distinguer les discours de valeurs et les discours sur les faits. Sans l’embryologie ni les fossiles, il eût été fort difficile d’établir une hypothèse d’homologie, c’est-à-dire de communauté d’origine, entre des os mandibulaires et des os de l’oreille moyenne. Encore une fois, la classification n’a pas pour vocation d’être pratique. Remarque : on pourra parfois être surpris de trouver dans un musée d’anciens noms comme « poissons », « reptiles », « invertébrés », etc. On a mis dans un ensemble, sous ce nom, une cinquantaine d’espècesparce qu’elles constituent une palette gustative homogène. Il ne s’agit pas de proscrire certains mots du vocabulaire. En fait, les « reptiles mammaliens » et les découvertes récentes de dinosaures à plumes montrent que cette discontinuité n’existe pas. Ainsi, les ailes de notre échantillon ne sont pas homologues en tant qu’ailes : on a appris à voler une fois chez les chauves-souris et une autre fois chez les oiseaux. La seconde est due à des caractères dérivés partagés. Cette école admettait comme valides les groupes paraphylétiques et les groupes monophylétiques. Les génies de la science n°26. ». Ce n’est pas la peine de changer notre enseignement. De tels « tests » n’ont que peu de valeur diagnostique, car ils mélangent des sites aux qualités extrêmement hétérogènes. On pourrait penser que classer les êtres vivant est une activité maîtrisée des naturalistes amateurs, des enseignants et des utilisateurs de la nature (agriculteurs, sélectionneurs, agronomes, pharmaciens, vétérinaires, paysagistes, conservateurs de parcs et de musées, etc.). Bien entendu, les chercheurs travaillent sur beaucoup plus d’espèces et plus de caractères. On ne choisit pas n’importe quel vin avec les aliments de chacun d’entre eux. Immédiatement, la notion de critère émerge. On a parlé de classification phylogénétique sans le dire ; On a évacué les groupes privatifs anthropocentriques (invertébrés, agnathes, etc.) Au cycle 2, tous les enseignements interrogent le monde. On se souvient de la règle de Hennig qui consiste à ne pas établir de groupes sur la base de caractères primitifs partagés mais seulement sur la base d’un état dérivé partagé. Par exemple, dans le déroulement phylogénétique, nous avons été vertébrés (il y a 500 m.a.) Au cycle 2. On énonce alors clairement le postulat suivant : la tortue est extérieure à l’échantillon lézard + serpent + crocodile + poulet + canard + pie. Il n’est pas rare de relever des phrases du type : « il a six pattes parce que c’est un insecte ». En laissant toujours la truite à l’extérieur, ce qui fait partie des postulats, il y a trois réponses possibles, exprimables ci-dessous sous forme de parenthèses, mais aussi sous forme d’arbres (Figure 6) : ((chauve-souris, homme) pigeon) : b Faire des livres sur un aspect aussi fondamental des sciences semblerait aussi futile qu’enfoncer des portes ouvertes. : des ancêtres. On peut donner un nom à chaque clade. Processus du développement de l’organisme, de l’œuf fécondé jusqu’à l’adulte. Il existe des ressemblances qui constituent des innovations évolutives au sein de l’échantillon donné. 5. Les objectifs sont, sur plusieurs séances : Note : au collège, une bonne partie de ces étapes est incluse dans un tableau d’observations (Figure 7). Clade est synonyme de « groupe monophylétique ». — Par Frantz Depaulis, 05.04.18 Il convient donc de préciser et d'expliquer les caractéristiques du vivant. Il a été le responsable éditorial du site Planet-Vie de 2004 à 2016. séparément ne permet pas de donner une définition rigoureuse du vivant, chaque critère étant nécessaire pour définir ce concept. Cela signifie que la procédure en elle-même ne gère pas la pertinence des postulats. Il existe une diversification écologique considérable des poissons, qui les rend extrêmement hétérogènes sur ce plan. Ces données établissent que l’angulaire de la mâchoire d’un lézard est l’homologue de l’os tympanique des mammifères, que l’articulaire du lézard est l’homologue au marteau, l’un des trois osselets de l’oreille moyenne mammalienne conduisant les vibrations du tympan vers la fenêtre ovale, et que l’os carré du lézard est l’homologue de l’enclume, le second des trois osselets de l’oreille moyenne des mammifères. Les différents niveaux d'organisation du corps humain et les échelles d'observation On termine l’exercice en épuisant toutes les colonnes du tableau. C’est se méprendre sur les intentions et les buts pédagogiques et conceptuels recherchés. Dans le gisement de caractères que constitue une collection d’organismes, ils ne prélèvent que les caractères potentiellement informatifs. On distinguera, tout au long de la scolarité primaire, trois niveaux d’apprentissages: observer et décrire ce que l’on observe, dès le cycle 1 ; mettre en ordre le monde vivant (trier, ranger, classer), dès le cycle 2 ; approcher la classification scientifique, dès le cycle 3. Ce passage s’effectue progressivement, on peut distinguer 3 niveaux de formulation du concept de classification du vivant : - décrire, - organiser, - classer. Ressources en sciences de la vie pour les enseignants, La classification du vivant, mode d'emploi, Classer : faire des ensembles argumentés et les nommer, Classer pour parler des origines de ce qui existe, On n’a pas toujours pensé la même choses sur les origines de ce qui existe, Le cahier des charges moderne : construire une phylogénie avant de classer, Comment construire une phylogénie : l’homologie, Les innovations évolutives de l’échantillon sont les marqueurs de l’apparentement exclusif, Polariser les caractères par comparaison avec l’extra-groupe, Poser une question, envisager toutes les réponses possibles, Placer les transformations des caractères sur les arbres, L’arbre final, clé de la classification, clé des homologies, L’arbre retenu nous enseigne quels attributs sont hérités d’un ancêtre commun exclusif, Les bouleversements de nos classifications. En revanche, dans un but pédagogique, on peut toujours simplifier une classification scientifique. Cela respecterait les observations. L’ontogenèse nous révèle également l’origine des organes. « Oiseaux » est un concept très sophistiqué. Cependant les objectifs sont les mêmes. Ensemble monophylétique d’individus se reconnaissant comme partenaires sexuels, et capables de donner une descendance féconde. Ils utilisent alors des algorithmes qui réalisent la procédure exposée ici, à l’aide d’ordinateurs. Pour les enseignants, la façon d’aborder la classification pourra être différente selon si l’évolution (voir texte Dettaï) est connue comme fait, mieux comme théorie, ou non. Sont homologues deux attributs qui, pris chez des espèces différentes, entretiennent avec les structures voisines les mêmes connexions topologiques, et ceci quelles que soient leurs formes et leurs fonctions. Un ajustement de vocabulaire est nécessaire (souvent, les « oreilles » sont données pour les « pavillons de l’oreille » ; préférer « membres » à « pattes » chez les tétrapodes ; attention à « ailes » ou à « nageoires » qui font référence à des fonctions, il faudra alors paire préciser les structures avec « ailes membraneuses », « ailes plumeuses », « nageoires rayonnées » ; préférer « tentacules » à « cornes » ou à « antennes » chez les gastéropodes ; le pied de l’escargot n’est pas son ventre, etc.). Similarité chez plusieurs espèces d’attributs qui n’est pas héritée par ascendance commune. Etablir l’état primitif et l’état (ou les états) dérivé(s) d’un caractère, en d’autres termes établir le sens de la transformation d’un caractère. On hérite pas de ce que l’on n’a pas, cela est dénué de sens parce que la liste de ce que l’on n’a pas est infinie. Elle nous parle du monde qui existe, selon un « cahier des charges » qui a été fixé, et qui édicte la nature des concepts qui sont créés. ((chauve-souris, pigeon) homme) : c On peut collecter des espèces au bord de la mer, en forêt, au bord des étangs, etc. Chaque ensemble contient des membres plus apparentés entre eux qu’il ne le sont avec quoi que ce soit d’autre. On dit que ces caractères ne sont pas informatifs au regard de la question posée. Ces groupes centrés sur l’homme ou, plus généralement, tout groupe prenant référence à l’extérieur de lui-même, sur un autre groupe (procaryotes, protozoaires, invertébrés, agnathes, poissons, reptiles, prosimiens, aptérygotes, etc. Auteur : Guillaume Lecointre Pour l’échantillon d’espèces, cela signifie que l’un des deux états a été acquis depuis X (l’état dérivé), et l’autre a été acquis dans l’arbre avant X (l’état primitif). ;���i�m��{@� )RL�f*�$p��9�9��/�eq?_������,���;���v������������X��b����՛kru���� %Y�)r{��% ��D�X)A4U��v��UB��_�_}�~�'S�'S�'���^�z���#��X����h�7VǙn�}7G� �>��TD?��Ţ뉈~G�s��Կ>�Ч��iH��e�ǒ�+is5vlK5l��F(���8c�4�ǂ���.�C��I��H=�u��f,��sN{�� �r��$�r�$Wt6BZt�hI�'�VqҖ�{\WoQܟ�[/��T8��|7�j��ht�̢�Ï|�y׻��//y����i�]��$��|T��ҡY�$"�)Q�@��:�~5ȩ o6��1�Vf Par exemple, les six pattes ont été hérités d’un animal qui a été l’ancêtre du hanneton, de la coccinelle, du scarabée, des deux papillons, mais qui n’est pas l’ancêtre des autres (chat, lapin, etc. D’autres aboutissent à des noms d’espèces mais signalent, le long du cheminement, des noms de groupes, fonctionnant comme des « balises ». C’est ce que nous verrons dans la section suivante. Découverte du monde matière et vivant : cycle 2, niveau 2 : cahier d'activités : conforme aux programmes de 1995. Deuxièmement, il a fallu attendre un siècle après Darwin pour que les scientifiques trouvent les moyens de réaliser son cahier des charges. En effet, au cours du déroulement évolutif, des caractères qui se ressemblent beaucoup peuvent être acquis plusieurs fois indépendamment dans des lignées différentes. Cela revient à hiérarchiser les arguments : tous ceux qui ont des poils avaient déjà quatre membres, etc. Supposons que nous ayons devant les yeux une série d’ensembles emboîtés, avec pour chacun des arguments justifiant leur regroupement. On évacuera ainsi d’une classification qui se veut scientifique les classifications utilitaire, anthropocentrique, environnementale. Sur l’argument de la tête, le groupe le plus inclusif va pouvoir émerger. Or, chez un mammifère, la mandibule est formée du seul os dentaire, lequel s’articule au crâne au niveau d’un autre os, le squamosal. Pour comprendre Hennig, il faut commencer par réaliser qu’on se propose de classer un échantillon du vivant, et jamais tout le vivant d’un coup. La cladistique n’admet donc comme valides que les taxons monophylétiques. Une classification n’échappe pas à cette règle, mais il faut que les postulats soient explicites. Remarque : certaines clés de détermination se contentent d’aboutir à de grands groupes du vivant. Créer des taxons dont l’emboîtement traduit la hiérarchie de la distribution des caractères dans la Nature. La reconstruction phylogénétique fait de la systématique une science, réalise le rêve de Darwin et bouleverse la perception et la connaissance que nous avons du monde vivant. En systématique, diatomées, chaetognathes, rhodobiontes, chlorobiontes, falconiformes, phocidés, talpidés, lumbricidés, nématodes, ruminants, périssodactyles, mammifères, oiseaux sont des concepts phylogénétiques. Cela étant dit, certaines phylogénies modernes peuvent être fondées sur la comparaison entre espèces de séquences d’ADN. En d’autres termes, l’arbre phylogénétique dit quels groupes ont des ancêtres hypothétiques communs et exclusifs. On peut objecter à plusieurs niveaux à ces remarques, du plus particulier au plus général : Réponse : Les objectifs de la classification dans le primaire et dans le secondaire sont donc beaucoup plus cognitifs que biologiques : En donnant une collection d’espèces à classer par les élèves, on peut atteindre un certain nombre d’objectifs conceptuels, dont le premier est de classer sur la base de ce que les organismes ont, et non sur ce qu’ils n’ont pas, sur ce qu’ils font, là où ils vivent, ce à quoi ils servent ou encore sur des a priori concernant ce qu’ils sont. 1/38 Un exemple de séquence sur la classification des êtres vivants (GS/CP) Source Le Marquis, H. (2012). Ces phénomènes expliquent pourquoi, dans une matrice de caractères, les caractères se contredisent les uns les autres : nous avons fait des paris sur l’homologie des caractères, mais pour certains d’entre eux nous nous sommes trompés, sans pouvoir détecter notre erreur a priori. P6 - Le monde vivant. Qu’ y a-t-il dans une généalogie ? Dans le secondaire, une séance particulière est prévue pour utiliser des clés de détermination préexistantes. Ainsi, certains pensent que toute entreprise de modernisation et de perfectionnement de ces savoirs n’est que vanité puisqu’on ne dira jamais « actinoptérygien » ou « téléostéens » chez le poissonnier. et construire une telle séance avec un nombre limité d’échantillons. Tout scientifique et tout enseignant de sciences se doit d’initier les élèves à des réalités du monde qui échappe à nos sens. Les observations faites sur les différents états des caractères vont être codés à l’aide de chiffres et inscrites dans un tableau appelé matrice de caractères (fig. Au sens large, c’est-à-dire au sens de Haeckel (1866), le cours historique de la descendance des êtres organisés. Certains enfants viennent même à dire que les espèces se transforment. Si la science dit que l’homme est un animal, ce n’est pas pour le dégrader (perception par les valeurs), c’est une décision nomenclaturale fondée sur des observations : pourvu de muscles et de nerfs, l’homme possède les attributs de tous les métazoaires (= animaux). Appendices pairs : sous forme de nageoires rayonnées (0) ; sous forme de membres marcheurs (1) Au niveau de l’école primaire, pour garantir un résultat le plus proche possible de réelles classifications phylogénétiques, l’échantillon d’espèces à classer et les critères (les arguments) devront être contrôlés. 4. Ces ressemblances sont celles qui permettent de créer des classifications phylogénétiques. L’utilisateur, lui, ne trie pas vraiment mais s’oriente dans le produit de ce travail. Il est clair que l’on va gérer les contradictions possibles par le choix des espèces à classer (en fait, dans la réalité de la recherche, ces contradictions étaient gérées par le principe de parcimonie). C’est donc que l’écaille était, dans l’arbre de la vie, déjà présente avant X. L’écaille est l’état primitif, la plume est l’état dérivé. Il existe deux critères utilisés actuellement. Synonyme de « groupe extérieur ». C’est une sorte de jeu de piste le long d’une arborescence décisionnelle (Fig. Ces discontinuités se sont avérées être des artéfacts d’échantillonnage. ), ne nous parle pas d’apparentement. La clé de détermination est un chemin décisionnel au cours duquel, à partir des attributs présentés par une espèce, l’utilisateur s’oriente vers le nom de l’espèce. Toute classification est arbitraire. Enseigner > Sciences, technologie, EDD > Ressources pédagogiques cycle 2 et cycle 3 <>>> En systématique phylogénétique, les extra-groupes font partie des postulats de départ de toute activité classificatoire. Dans chaque groupe, les enfants discutent entre eux sur ce que les animaux ont. On utilise un plan d’organisation, ou grille de lecture théorique commune à tous les organismes de notre échantillon, qui va permettre de détecter les ressemblances et les différences entre organismes. Trier, ce n’est pas tracer des ensembles, ce n’est pas créer des groupes. En effet, on peut regarder une photo d’animal pour ce qu’il est en tant qu’individu, ou bien en tant que représentant d’un taxon déjà assimilé. C’est un concept phylogénétique. Attribut d’un organisme ou d’un taxon par lequel il diffère d’autres taxons, et sur lequel on peut formuler une hypothèse d’homologie. Enfin, si nous tenons compte du paragraphe précédent, il faut un référent extérieur pour polariser les caractères : l’extra-groupe. Les classifications ont toujours changé. De quelle réalité, de quelles propriétés des objets la classification va-t-elle rendre compte ? Il faut y voir un progrès inestimable dans la cohérence et la précision de la perception que nous avons du monde vivant.
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