Académie de Guadeloupe Lundi 30 Juin 2014 RESSOURCES MUTUALISABLES EN SVT

1. Académie de Guadeloupe Lundi 30 Juin 2014RESSOURCES MUTUALISABLES EN SVT Martine BELFROY, professeure de SVT LGT de Baimbridge, Abymes. Frédérique ANTOINE-FIRMO, professeure de SVT LGT Yves LEBORGNE, Ste-Anne. Avec la collaboration de Nadia ALI et Sandy FORBIN, professeures de SVT Antoine-Belfroy

2. Un exemple de cours «magistral» interactif « Autour du concept d’espèce » Espèces d’espèces, un film de Denis Waerebeke Antoine-Belfroy

3. Enseignement spécifique Classe de Terminale S Thème 1. La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant Thème 1-A Génétique et évolution Thème 1-A-3 De la diversification des êtres vivants à l'évolution de la biodiversité Antoine-Belfroy

4. Connaissances: • La définition de l'espèce est délicate et peut reposer sur des critères variés qui permettent d'apprécier le caractère plus ou moins distinct de deux populations (critères phénotypiques, interfécondité, etc.). • Le concept d'espèce s'est modifié au cours de l'histoire de la biologie. Une espèce peut être considérée comme une population d'individus suffisamment isolés génétiquement des autres populations. Une population d'individus identifiée comme constituant une espèce n'est définie que durant un laps de temps fini. • On dit qu'uneespèce disparaît si l'ensemble des individus concernés disparaît ou cesse d'être isolé génétiquement. Une espèce supplémentaire est définie si un nouvel ensemble s'individualise. Antoine-Belfroy

5. Capacités et attitudes: • Manifester sens de l’observation, curiosité, esprit critique. • Comprendre la nature provisoire, en devenir, du savoir scientifique. • Être conscient de sa responsabilité face au monde vivant. Antoine-Belfroy

6. Autour du concept d’espèce… Un concept qui a évolué au cours du temps Antoine-Belfroy

7. Quels sont les individus appartenant à la même espèce ? Antoine-Belfroy

8. Exemple de réponse d’élève: Ces individus appartiennent à la même espèce car ils se ressemblent. Critère morphologique/ phénotypique Antoine-Belfroy

9. En effet, au XVIIIème siècle… « Une espèce est un ensemble d’individus qui engendrent, par reproduction, d’autres individus semblables à eux-mêmes.» Carl Von Linné (1707- 1778) Naturaliste suédois Critère de ressemblance et critèrede reproduction à l’identique Antoine-Belfroy

10. Toute variation par rapport au type « idéal » est considérée comme une anomalie. L’espèce représente donc une entité permanente et stable. « Nous comptons aujourd’hui autant d’espèces qu’il y a eu au commencement de formes diverses créées ». Linné Pour les scientifiques de l’ époque, les espèces ont été créées par la divinité. Antoine-Belfroy

11. Linné a répertorié, nommé et classé de manière systématique l'essentiel des espèces vivantes connues à son époque . Toutes les espèces sont nommées en latin, selon le système binominal inventé par Linné: un nom de genresuivi d’un qualificatif d’espèce. Ex: Homo sapiens Image extraite du film « Espèces d'espèces », 2009 Antoine-Belfroy

12. Et pourtant...Ce sont des espèces différentes Loxodontaafricana (éléphant de la savane) Loxodontacyclotis (éléphant de la forêt) Coccinellamagnifica Coccinellaseptempunctata Antoine-Belfroy OrgyiarecensOrgyia antiqua

13. Une même espèce ou deux espèces différentes? Merle Sphinx Dynaste hercule Pied de chat dioïque La même espèce … mais des cas de dimorphisme sexuel! Antoine-Belfroy

14. Une même espèce ou des espèces différentes? Castes chez les termites Reine entourée de ses ouvrières Une même espèce... mais des individus morphologiquement très différents : un cas de POLYMORPHISME Antoine-Belfroy

15. Une même espèce ou deux espèces différentes? Adulte Larve Une même espèce, le Tenebriomolitor (Ténébrion meunier) Mais… desstades différents de développement. Antoine-Belfroy

16. On ne peut donc pas uniquement se fonder sur la ressemblance morphologique pour définir l’espèce: il peut y avoir ressemblance sans parenté ou parenté sans ressemblance Antoine-Belfroy

17. Selon Darwin… Au 19ème siècle, Darwin révolutionne l’approche du concept d’espèce: - Il se fonde sur la théorie de l’évolution et introduit l’idée d’une parenté entre les espèces. -La diversité du monde change et les espèces apparaissent comme des entités limitées dans l’espace et dans le temps. - La variabilité est une propriété essentielle du Vivant et non plus une anomalie. Charles Darwin (1809- 1882) Naturaliste anglais Antoine-Belfroy

18. Sans en donner une définition formelle, il illustre la notion d’espèce par le schéma suivant: Extinction Espèce 4 - Chaque boule est un individu qui peut se reproduire avec un autre et engendrer une descendance elle-même fertile. - Si un groupe d’individus ne se croise plus avec un autre, alors les deux branches divergent et peuvent former deux espèces distinctes. Doc2 p.68 Espèce 4 Espèce 5 Espèce 3 Espèce 2 spéciation Espèce 1 D’après « Biologie évolutive » Editions de Boeck Antoine-Belfroy

19. Un critère biologique important… Le critère d’interfécondité « Une espèce est une population ou un ensemble de populations dont les individus peuvent effectivement ou potentiellement se reproduire entre eux et engendrer une descendance viable et féconde dans des conditions naturelles. » (Ernst Mayr , 1942) Ernst Mayr (1904-2005) Biologiste et généticien allemand Antoine-Belfroy

20. Ligre (lion x tigresse) Quelques hybrides Zébrane(zèbre x âne) Mulet ( âne x jument) X Phalaenopsis violacea Phalaenopsis sumatrana Orchidée hybride Phalaenopsisgersenii Antoine-Belfroy

21. Un autre critère biologique….. Formica paralugubris Formica lugubris se ressemblent et étaient considérées comme une seule et même espèce jusqu’en 1996. Mais de récentes études moléculaires montrent qu’il n’y a aucun échange génétique entre elles alors qu’elles peuvent se rencontrer: ce sont deux espèces distinctes! Etude de flux de gènes entre des populations Antoine-Belfroy

22. Actuellement… • Une espèce peut être considérée comme un ensemble d’individus suffisamment isolés génétiquement des autres populations. • Ceci implique une incapacité à s’accoupler suite à des différences dans les parades nuptiales ou une incompatibilité des organes génitaux ou un isolement géographique etc… Antoine-Belfroy

23. Un premier exemple... Fuligule milouin (Aythyaferina) (Aythyafuligula) Fuligule morillon Pour les ornithologues : ces deux canards qui ne se ressemblent pas et ont des habitats différents  2 espèces différentes. Cependant, pour les généticiens : ils peuvent se reproduire et donner une descendance fertile  1 même espèce. Habitats différents => divergences génétiques Vers 2 nouvelles espèces… Antoine-Belfroy

24. Un deuxième exemple… • Zerynthiapolyxena • Zery Zerynthiakassandra Deux papillons très semblables morphologiquement mais avec des organes reproducteurs non compatibles empêchant toute interfécondité! => 2 espèces différentes… …expliquées par leur histoire Antoine-Belfroy

25. … Leur histoire… 1 2 3 1- Une aire de répartition d’une espèce ancestrale Zerynthia unique avant la dernière glaciation du quaternaire. 2- Pendant la période glaciaire, deux aires au climat plus doux coupées en deux par une zone très froide. 3- Deux aires qui s’élargissent et finissent par se rejoindre mais deux populations trop longtemps isolées qui ont divergé par accumulation de modifications génétiques. Antoine-Belfroy

26. Fuligule, Zerynthia: deux exemples de spéciation: Spéciation: mécanisme par lequel un nouvel ensemble s’individualise à l’origine d’une nouvelle espèce. • Habitats différents sans isolement géographique • Isolement géographique Antoine-Belfroy

27. Apparition d’espèces mais aussi des extinctions… Extinction Espèce 4 Doc2 p.68 Espèce 4 Espèce 5 Espèce 3 Espèce 2 spéciation Espèce 1 Des exemples en Guadeloupe… Antoine-Belfroy

28. Espèces disparues de Guadeloupe Flamant rose disparu fin 17èmesiècle Ara guadeloupensisdisparu au 18ème siècle (Phoenicopterusroseus) Le lamantinGenre Trichechus disparu au 18ème siècle Antoine-Belfroy

29. Quelques espèces protégées… Le Gaïac (Lignum vitae) Le racoon La tête à l’anglais (Melocactusintortus) (Procyonminor). Antoine-Belfroy Le lambi(Strombusgigas)

30. « Chacun est responsable de la planète et doit la protéger à son échelle. » Yann Arthus-Bertrand Antoine-Belfroy

31. Merci de votre attention! Antoine-Belfroy