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Classer les êtres vivants. La classification au collège. Nouveaux programmes . BO Hors série n°5 du 9 septembre 2004 Partie diversité, parentés et unité des êtres vivants Deux des compétences demandées : - Déterminer un être vivant à partir d’une clé dichotomique

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Presentation Transcript
classer les tres vivants

Classer les êtres vivants

pierre.ducamp@libertysurf.fr

la classification au coll ge
La classification au collège
  • Nouveaux programmes . BO Hors série n°5 du 9 septembre 2004
  • Partie diversité, parentés et unité des êtres vivants
  • Deux des compétences demandées :

- Déterminer un être vivant à partir d’une clé dichotomique

- Replacer un être vivant dans la classification actuelle

classer c est
Classer, c’est :
  • choisir des objets,
  • les trier, ou les regrouper par catégories,
  • trouver des relations entre les catégories.
le d sir de classer le monde vivant na t de l observation de sa grande diversit
Le désir de classer le monde vivant naît de l’observation de sa grande diversité
que classe t on
Que classe-t-on ?
  • Des espèces
  • Mais qu’est ce qu’une espèce ?
exemple 1
Exemple 1
  • Même espèce ?
exemple 2
Exemple 2
  • Même espèce ?
exemple 3
Exemple 3
  • Même espèce ?
le crit re d appartenance la m me esp ce
Le critère d’appartenance à la même espèce
  • Ne peut être fondé sur la ressemblance,
  • On utilise le critère de descendance :

sont de la même espèce, les individus interféconds pouvant donner une descendance fertile 

ce crit re fut long mettre en place
Ce critère fut long à mettre en place
  • Jusqu’au XVIIème siècle, la croyance en des métamorphoses d’une espèce en une autre, perdurait

L’arbre à Anatifes fabriquant des canards

Aldrovandi, botaniste à l’Université de Bologne 1618

chaque esp ce est nomm e par 2 termes
Chaque espèce est nommée par 2 termes
  • Le nom du genre , suivi du nom d’espèce
  • Exemple : Canis familiaris pour le chien
  • Cette double dénomination a été fondée par Linné (XVIIème siècle)
toute entreprise de classement n cessite au pr alable
Toute entreprise de classement nécessite au préalable
  • une collecte des échantillons sur le terrain
et en vue de leur tude
Et, en vue de leur étude
  • leur conservation (herbier, collections, musées)
pourquoi classer les tres vivants

Pourquoi classer les êtres vivants?

  • par intérêt utilitaire

Reconnaître des plantes médicinales, comestibles, dangereuses, etc..

classer pour reconna tre
Classer pour reconnaître

Une méthode :

la clé de détermination

principe de construction d une cl
Principe de construction d’une clé
  • Il procède du tri :
  • on choisit un critère de reconnaissance,
  • on sélectionne les êtres vivants qui le possèdent, on élimine les autres,
  • par l’utilisation de critères successifs, on discrimine l’être vivant que l’on peut nommer
application reconna tre l orme parmi 4 arbres
Application : reconnaître l’Orme parmi 4 arbres

oui

oui

oui

non

Critère 1 : feuille dentée

crit re 3 base du limbe asym trique
Critère 3 : base du limbe asymétrique

oui

non

3 critères suffisent pour identifier l’Orme

dans une cl
Dans une clé :
  • La détermination s’effectue par une série finie d’alternatives
  • Pour chaque être vivant, un seul chemin possible
ce principe est utilis sur une collection beaucoup plus grande d tres vivants

Ce principe est utilisé sur une collection beaucoup plus grande d’êtres vivants

il est adopté par les flores

le tri pr side aux premi res classifications
Le tri préside aux premières classifications
  • Téophraste (3 siècles avant JC) bâtit une classification des plantes sur ce principe, afin de reconnaître les plantes médicinales
pourquoi classer les tres vivants1

Pourquoi classer les êtres vivants?

  • par intérêt utilitaire

Reconnaître des plantes médicinales, comestibles, dangereuses, etc..

  • par intérêt scientifique

Faire un inventaire du monde vivant

le recensement actuel de la biodiversit
Le recensement actuel de la biodiversité
  • On dénombrait en 2000, 1 747 851 espèces
  • Ce recensement est inachevé.
  • La diversité actuelle est le résultat d’une longue histoire commencée il y 3800 millions d’années
une biodiversit variable selon les groupes
Une biodiversité variable selon les groupes

Les insectes et les plantes, groupes les plus explorés, regroupent le plus grand nombre d’espèces

Document extrait et modifié de la revue « Pour la science »

pourquoi classer les tres vivants2

Pourquoi classer les êtres vivants?

  • par intérêt utilitaire

Reconnaître des plantes médicinales, comestibles, dangereuses, etc..

  • par intérêt scientifique

Faire un inventaire du monde vivant

Comprendre sa diversité actuelle

classer pour comprendre
Classer pour comprendre
  • La classification révèle une conception du monde vivant

Brève histoire des idées

de l antiquit au xviii me si cle
De l’antiquité au XVIIIème siècle

La classification reflète l’idée d’une biodiversité structurée

aristote et l chelle de la nature
Aristote et « l’échelle de la nature »
  • Tous les êtres vivants ont une âme
  • Ils sont classés selon une complexité croissante

Homme

Animaux

Plantes

Idée d’un monde vivant hiérarchisé …qui persistera bien au-delà de l’antiquité

linn et la recherche d un ordre naturel divin
Linné et la recherche d’un « ordre naturel » …….divin
  • Les espèces, définies comme unités de classification sont immuables

Fixisme

  • Le vivant présente une harmonie naturelle d’inspiration divine

Créationnisme

son syst me de classification est cens traduire l ordre du cr ateur
Son système de classification est censé traduire l’ordre du créateur

Selon une logique descendante, Il subdivise le vivant en unités systématiques de plus en plus petites

Tout le vivant

Règne

Embranchement

Classe

Ordre

Famille

Genre

Espèce

Division du vivant

il utilise surtout le principe du tri
Il utilise surtout le principe du tri
  • En classant les plantes selon les seuls caractères sexuels
naissance du principe d embo tement
Naissance du principe d’emboîtement
  • Bernard de Jussieu, Cuvier définissent l’appartenance à chaque niveau hiérarchique de la classification, par la possession d’un caractère précis
  • Exemple, la classe des mammifères par les mamelles, l’embranchement des vertébrés par la vertèbre
  • Ce principe de hiérarchisation des caractères permet d’opérer des emboîtements
exemple homo sapiens
Exemple : Homo sapiens

Les « boites » contenant l’homme et les emboîtements successifs

slide42

Geoffroy St Hilaire : certains êtres vivants présentent un plan d ’organisation commun

Idée de parenté

Cuvier : les roches peuvent contenir des restes d’animaux disparus

Les espèces ne sont pas immuables

lamarck et la rupture avec le fixisme
Lamarck et la rupture avec le fixisme
  • Les espèces se transforment sous la contrainte du milieu.
  • Idée d’évolution…

selon un processus contesté, la transmission des caractères acquis !

darwin pr curseur de la classification actuelle
Darwin précurseur de la classification actuelle

Il constate :

- qu’il existe une variation au sein des espèces

- qu’il naît plus d’individus que la planète peut en nourrir

  • La nature opère un tri (sélection naturelle)
  • Les plus « adaptés » se reproduisent et la reproduction crée de nouvelles variations
  • Le triple processus, variation, sélection, reproduction, est responsable d’une transformation des espèces
d o l id e ma tresse de darwin
D’où l’idée maîtresse de Darwin
  • Relier l’idée de parenté et d’évolution pour aboutir à celle d’une filiation entre les êtres vivants.
  • Les ressemblances entre espèces traduisent l’héritage d’un ancêtre commun, les différences traduisent les modifications évolutives au cours du temps
  • C’est le concept de descendance avec modification énoncé par Darwin
et apr s darwin
Et après Darwin ?
  • Les faits en faveur de l’évolution s’accumulent
  • La découverte des gènes, de leur variabilité, de leur mode de transmission, apporte des éclairages nouveaux sur les processus responsables de l’évolution
  • La datation des fossiles donne un cadre chronologique à l’histoire évolutive
la conception moderne de la classification
La conception moderne de la classification

Elle traduit des filiations et l’évolution des êtres vivants

On parle de classification phylogénétique

comment b tir une classification qui refl te les liens de parent
Comment bâtir une classification qui reflète les liens de parenté ?
  • Pour regrouper, on utilise les caractères partagés qui traduisent une parenté
  • Toute la difficulté est de choisir les caractères pertinents
classons les 5 animaux suivants
Classons les 5 animaux suivants

Images issues du logiciel « phylogène »

Pigeon, thon, criquet, chauve souris, chat

comment les regrouper
Comment les regrouper ?
  • Une idée, utiliser les organes locomoteurs

Animaux à ailes (ou pattes + ailes)

Pigeon

Chauve souris

Criquet

Animaux à nageoires

Thon

Animaux à pattes

Chat

judicieux
Judicieux ?
  • Examinons les organes locomoteurs
structure des organes locomoteurs
Structure des organes locomoteurs

Pig.

Images phylogène

chat

Ch S

thon

intrus

Même structure

cr

regrouper oui si
Regrouper, oui si…
  • les caractères traduisent une parenté. On dit que ce sont des caractères homologues
  • Non, s’ils traduisent des ressemblances sans rapport de parenté ou analogies (comme l’aile, la forme du corps)
les embo tements successifs
Les emboîtements successifs

Membre osseux

Chat

Chauve-souris

pigeon

Nageoire

osseuse

Thon

Ailes

membraneuses

Criquet

1er emboîtement utilisant la parenté des appareils locomoteurs

les embo tements successifs1
Les emboîtements successifs

Squelette interne osseux

Squelette externe

Membre osseux

Chat

Chauve-souris

pigeon

Nageoire

osseuse

Thon

Ailes

membraneuses

Criquet

2eme emboîtement d’ordre supérieur utilisant le caractère du squelette

les embo tements successifs2
Les emboîtements successifs

Squelette interne osseux

Squelette externe

Membre osseux

Chat

Chauve-souris

pigeon

Nageoire

osseuse

Thon

Ailes

membraneuses

Criquet

poils

3eme emboîtement d’ordre inférieur utilisant les productions de la peau

une logique de classification ascendante
Une logique de classification ascendante
  • Contrairement aux premiers classificateurs, on opère des regroupements de plus en plus grands

Tout le vivant

Unité croissante

Emboîtements successifs

diversité

Divisions du vivant

les activit s de classement avec les l ves
Les activités de classement avec les élèves
  • Le « jeu » consiste à placer les animaux qui partagent les mêmes caractères dans les mêmes boîtes, puis de faire des emboîtements
  • On regroupe selon des critères positifs. Le tri est désormais banni
  • La méthode de classement devient identique à celle des scientifiques
on peut mat rialiser les liens de filiation entre les groupes
On peut matérialiser les liens de filiation entre les groupes
  • En « connectant  » les groupes par des liens de filiation avec leurs ancêtres
  • On fabrique ainsi un arbre de filiation
de la classification l arbre de filiation
De la classification à l’arbre de filiation

Criquet

Chauve-souris

Chat

Pigeon

Thon

  • A l’extrémité des branches, les « descendants » d’un même ancêtre hypothétique situé au noeud

Ancêtre mammifère

de la classification l arbre de filiation1
De la classification à l’arbre de filiation

Criquet

Chauve-souris

Chat

Pigeon

Thon

Ancêtre mammifère

Ancêtre avec membre osseux

de la classification l arbre de filiation2
De la classification à l’arbre de filiation

Criquet

Chauve-souris

Chat

Pigeon

Thon

Ancêtre mammifère

Ancêtre avec membre osseux

Ancêtre vertébré

de la classification l arbre de filiation3
De la classification à l’arbre de filiation

Criquet

Chauve-souris

Chat

Pigeon

Thon

Ancêtre mammifère

Ancêtre avec membre osseux

Ancêtre vertébré

Ancêtre animal plus lointain

la classification actuelle n cessite des remises en cause
La classification actuelle nécessite des remises en cause
  • Son but étant de regrouper tous les descendants d’un même ancêtre,
  • certains regroupements « traditionnels » n’ont plus de sens
la classification actuelle des vert br s
La classification actuelle des vertébrés

Images tirées de « la classification phylogénétique du vivant » de Lecointre / Le Guyader

Tous issus d’un même ancêtre

le groupe des poissons n a aucun sens sauf
Le groupe des poissons n’a aucun sens sauf …..

…si on y inclut l’intégralité des vertébrés, l ’ancêtre de tous les poissons étant aussi l’ancêtre de tous les vertébrés

slide68

Si on conserve le groupe des reptiles…

  • Si on conserve le groupe des reptiles….

…Il faut lui inclure les oiseaux !

il faut reconsid rer des anciens regroupements
Il faut reconsidérer des anciens regroupements
  • Les poissons , les reptiles n’ont aucune signification d’un point de vue des parentés, donc d’un point de vue évolutif
  • C’est aussi le cas des invertébrés regroupés au seul prétexte qu’ils n’ont pas de vertèbres,
  • …mais qui comprennent une très grande variété de groupes très éloignés les uns des autres
les 3 grands domaines du vivant
Les 3 grands domaines du vivant

Bactéries

Êtres vivants dont la cellule n’a pas de noyau

Eucaryotes

Êtres vivants dont les cellules ont un noyau

Ancêtre commun

1ère cellule

Archées

Êtres vivants dont la cellule n’a pas de noyau, mais éloignés des bactéries

quelques grands groupes d eucaryotes
Quelques grands groupes d’eucaryotes
  • Les végétaux,
  • les champignons,
  • les animaux,
  • les algues brunes
  • et d’autres désormais éclatés, comme les protozoaires
les invert br s regroupent des tres vivants tr s diff rents
Les « invertébrés » regroupent des êtres vivants très différents
  • Les arthropodes, animaux à pattes articulées et exosquelette, champions de la diversité
  • Les mollusques, animaux à coquille
  • Différents groupes de vers, avec ou sans anneaux, plats ou ronds, des animaux à 5 axes de symétrie comme les échinodermes, etc.…
l homme se positionne selon les m mes m thodes dans la classification
L’homme se positionne selon les mêmes méthodes dans la classification

Une ancienne vision : l’homme, au sommet de l’évolution

l homme se positionne selon les m mes m thodes dans la classification1
L’homme se positionne selon les mêmes méthodes dans la classification

Une des nouvelles conceptions : l’homme partage un même ancêtre avec le chimpanzé

en conclusion
En conclusion,

La classification actuelle est une tentative de reconstitution de l’arbre généalogique du vivant

en conclusion1
En conclusion,

Elle réunit 2 concepts d’apparence contradictoire :

  • la diversité du vivant
  • l’unité du vivant,
  • en traduisant la communauté de son origine, ses liens de filiation, son évolution
en conclusion2
En conclusion,
  • Elle y inclue les fossiles
  • Elle ne hiérarchise pas le vivant
  • Elle fait débat et évolue au gré des découvertes et des discussions
toutefois elle ne traduit pas toute la biodiversit
Toutefois, elle ne traduit pas toute la biodiversité
  • La biodiversité au sein d’une même espèce est occultée dans les systèmes actuels de classification
  • Pourtant cette variation est connue de tous, comme le montre ce panier de tomates

L’outil de mesure pertinent de la biodiversité reste encore à inventer !

quelques sources bibliographiques
Quelques sources bibliographiques
  • Comprendre et enseigner la classification . Lecointre. Ed. Belin . 22 euros .

Indispensable pour se familiariser avec les nouveaux concepts. Des pistes pédagogiques pour le primaire, le collège et le lycée

  • Classification phylogénétique du vivant de Lecointre/ Le Guyader. Belin. 36,40 euros.

Pour connaître la classification actuelle

quelques sources bibliographiques1
Quelques sources bibliographiques
  • Classification et évolution : Le Guyader. Editions Le Pommier. 6 euros. Petit condensé vite lu
  • Numéro spécial de « Pour la science » . L’évolution. Janvier 97. Beaucoup d’infos.
  • Les harmonies de la nature à l’épreuve de la biologie . INRA. P. H. Gouyon. Remarquable
  • Histoire des Sciences de la vie. Nathan. Duris/ Gohau. Très clair
  • De la graine à la plante. Belin. Un article sur Linné notamment
  • Histoire de la Biologie . Mayr. Ed Fayard. 45 euros environ. L’un des fondateurs du concept actuel de l’espèce. Ardu
sur internet
Sur Internet
  • Dossier du CNRS consacré à l’évolution

www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/accueil.html

Très complet, vivement conseillé

  • Conférences en ligne de Pierre Henri Gouyon : 3 leçons de 1h 30 chacune à écouter

www.cite-sciences.fr/francais/ala_cite/college/archives/index.htm

Un régal d’intelligence !

…et 3 conférence de Le Guyader : « l’évolution des espèces »

Très intéressant