La classification phylogénétique des êtres vivants Animation pédagogique pour le cycle 2

Programme de la matinée 1. Jeux et manipulations pour comprendre - Trier, ranger, classer, assigner - Qu'est-ce que classer ? - Jeu des portraits - La classification des Shadoks 2. Qu'est-ce que la classification phylogénétique ? -Grands principes - Quelques pièges à éviter - Historique - Groupes actuels 3. La classification au cycle 2 - Exemples d'activités - Outils et ressources

Trier, ranger, classer, assigner

TRIER : discriminer en fonction d'un critère binaire Objets contenant du bois Objets ne contenant pas de bois Autre possibilité : objets servant à faire la cuisine / objets ne servant pas à cuisiner

RANGER : organiser / sérier suivant un critère continu Du plus lourd au plus léger Autre possiblité : du plus fragile au plus solide.

CLASSER : faire des groupes partageant au moins une propriété commune

Critères de classement possibles : - lieux de rangement des objets - matériau de fabrication - usages ...

ASSIGNER : intégrer au sein d'une classification, d'un tri ou d'un rangement déjà existant. ?

Qu'est-ce que classer ? Classification d'animaux (travail de groupes) Jeu des portraits Invertébrés Outre-mer Extraterrestre Province Ces mots n'ont aucun rapport avec la science mais reflètent les valeurs de celui qui s'exprime. On ne décrit (et donc on ne classe) pas sur ce qui manque, mais sur ce qui existe et qui est objectivement observable.

La classification des shadoks : classer à partir d'une observation réelle et non pas a priori. Consigne (30 minutes) : 1. Observer les espèces et dégager des caractères discriminants. 2. Récapituler les caractères dans un tableau à double entrée. 3. Organiser les espèces dans des ensembles imbriqués en s'aidant du tableau.

1. Observer les espèces et dégager des caractères discriminants. Caractères communs à tous (donc non utilisables pour classer les espèces à l'intérieur de cet échantillon) : Yeux, bec, 4 membres. CARACTERE ETAT Bec large / étroit Pattes longues Nb de doigts par patte 4/3/2 Dents longues/courtes (invisibles) Touffe de poils au sommet du crâne présente/absente

2. Récapituler les caractères dans un tableau à double entrée. Shadok des bois Shadok basset Shadok commun Shadokro Archéoshadok + Bec large oui Longues pattes 4 doigts par pattes Longues dents Touffe de poils

3. Organiser les espèces dans des ensembles imbriqués en s'aidant du tableau. Yeux, bec, 4 membres Bec large, touffe de poils Longues pattes, 4 doigts par patte Longues dents

ENSUITE ET EN DERNIER : nommer les groupes identifiés Yeux, bec, 4 membres : SHADOKS Bec large, touffe de poils : HIRSUTOSHADOKS Longues pattes, 4 doigts par patte : SHADOCENTAIRES Longues dents : SHADORNIVORES

Eventuellement (pas en cycle 2), construire un arbre de parenté (= arbre phylogénétique). Yeux, bec, 4 membres : SHADOKS Bec large, touffe de poils : HIRSUTOSHADOKS Longues pattes, 4 doigts par patte : SHADOCENTAIRES Longues dents : SHADORNIVORES A4 A3 A2 A1

Retour à l'exercice de classification des animaux... Yeux, bouche (métazoaires : animaux) Squelette interne (vertébrés) 4 membres (tétrapodes) Nageoires à rayons (actinoptérygiens) Poils, mamelles, oreilles avec pavillons (mammifères) Plumes (oiseaux) Squelette externe, 1 paire d'antennes, 3 paires de pattes, ailes (insectes)

Quelques principes de la classification phylogénétique Objectif : refléter les relations de « cousinage » (=affinités évolutives) et donc refléter l'évolution biologique, pour éclairer les causes de la diversité du monde vivant.  Phylogénie  = étude des relations de parenté entre les êtres vivants  Source : la Main à la Pâte Source : Ecole des Sciences du Périgord

Le concept d'homologie, fruit de la comparaison des attributs existants : Structures homologues = structures n'ayant pas forcément la même fonction ni le même aspect, mais qui se correspondent dans un plan d'organisation commun. Ce concept central permet de faire le pari scientifique que des organismes ayant des structures homologues ont une origine générale commune, et que plus ces structures se ressemblent, plus les organismes sont apparentés. L'OBSERVATION rigoureuse à tous les niveaux est donc au centre de la phylogénie. (niveau morphologique - connections et embryologie-, génétique, moléculaire...) Source : la Main à la Pâte

Dans ce cas on parle d’homoplasie. Lorsque les ressemblances ne sont pas homologues, elles peuvent être dues à des convergences (donc non héritées mais apparues sous des contraintes identiques, liées au milieu de vie par exemple : forme similaire des dauphins, requins et ichtyosaures). Dans ce cas on parle d’homoplasie. Homologie Convergence Réversion Homoplasie

On classe toujours un ECHANTILLON d'espèces, C'est-à-dire que l'on observe les espèces les unes par rapport aux autres. Les critères de classement pourront varier en fonction des échantillons choisis. Ex : le critère « quatre membres » n'est pas significatif si tous les éléments de l'échantillon font partie des Mammifères ; il le sera en revanche dans un échantillon de Vertébrés.

Où est la place de l’homme dans l’évolution ? Le résultat : un arbre phylogénétique non centré sur l'homme. Où est la place de l’homme dans l’évolution ?

huître raie chimpanzé chat homme muge pouce opposable ?? Caractère ?? Eumétazoaires Vertébrés Ostéïchtyens Mammifères Tétrapodes Primates huître raie chimpanzé chat homme muge pouce opposable ?? Caractère ?? 4 membres mamelles Ancêtre commun ayant une colonne vertébrale en os Ancêtre commun ayant une colonne vertébrale Ancêtre commun ayant une bouche 28/04/2017

Où est la place de l’homme dans l’évolution ?

Quelques pièges à éviter Classer et déterminer, deux choses différentes Ceux qui ont des vertèbres / ceux qui n'en ont pas (pour aboutir à un NOM facilement = déterminer, identifier) Vertébrés / invertébrés : vision faussée de la classification « Ce qu'ils font » / « Ce qu'ils ont » « Qui est plus proche de qui » / « Qui descend de qui » Des ancêtres communs hypothétiques, des fossiles au bout des branches. La notion de « fossile vivant » est incorrecte.

L'évolution des classifications : un peu d'histoire

la « Scala Naturae », de Lucrèce à Copernic et Darwin L'échelle des êtres : la « Scala Naturae », de Lucrèce à Copernic et Darwin Dieu Anges Hommes Animaux Végétaux Minéraux

EGLISE Lamarck Darwin Carl Von Linnée 1707-1778 Classification Naturelle Rechercher l’Ordre Divin dans la diversité du vivant. Classification éclectique L’ Homme est au sommet de l’échelle des êtres vivants. Cette classification a été construite par rapport à l’Homme. Mettre de l’ordre dans la diversité du vivant. Quelques restes de la classification naturelle, quelques « bon sens de l’observation » et quelques concessions à l’évolution : sauts adaptatifs et degré de complexité. EGLISE Willy Henning 1913-1976 Lamarck Darwin Classification phylogénétique Etablir les parentés entre les êtres vivants L’Homme se trouve au même niveau que les autres êtres vivants actuels et fossiles.

Les grands groupes actuels ; quelques différences avec la systématique éclectique Source : Wikipédia

Abandonner les groupes définis négativement : Vertébrés / Invertébrés Thallophytes (organismes n'ayant pas de tige feuillée : algues, champignons, lichens) Phanérogames / Cryptogames (organismes à « noces cachées », donc sans fleurs : fougères, algues brunes)

Les poissons n'ont pas d'existence en-dehors de la cuisine. Les reptiles n'ont été regroupés qu'à cause des oiseaux (notion éclectique de « saut adaptatif »)... ...mais n'ont pas d'existence du tout.

La classification au cycle 2 Les pré-requis des élèves : savoir observer objectivement et décrire. Enseigner les principes de la classification et non la classification entière Observer, décrire : vocabulaire, recherche documentaire, rechercher les éléments communs dans une petite collection. Rechercher des informations sur le mode de vie des animaux. Organiser : les différences entre trier, ranger, classer... Activités de « mise en ordre » de collections. Classer : faire différents types de classement, choisir un critère. Prolongements pour le cycle 3 : classer les êtres vivants comme les scientifiques, construire un arbre, intégrer les fossiles, aborder la notion d'évolution.