Dossier Télédoc: Espèces d`espèces - AE-HPI

teledoc
le petit guide télé pour la classe
2008
2009
Espèces d’espèces
Un documentaire
de Vincent Gaullier et
Denis van Waerebeke,
À l’occasion du bicentenaire de la naissance du naturaliste
avec la collaboration de
Charles Darwin, ce documentaire original et didactique,
Raphaëlle Chaix (2008),
ponctué de petites saynètes et d’animations en 3D,
coproduit par
explique avec humour comment les hommes, constatant
Ex Nihilo, France 5, Arte
France, CNRS Images et le
Muséum national d’histoire
l’étonnante diversité des créatures vivantes, ont décidé de
les répertorier et de les classer scientifiquement. Un
naturelle de Paris.
remarquable film couronné par le Grand prix Pariscience
52 min
du Festival international du film scientifique l’an passé.
FRANCE 5
TNT : LA NUIT DU MARDI 17 AU
MERCREDI 18 FÉVRIER, 1 h 05
Auprès de mon arbre… de la vie
SVT, collège, lycée
Comment tout comprendre ou
presque à la classification du
vivant! Avec une rigueur
scientifique irréprochable,
beaucoup d’humour
et une grande clarté,
ce documentaire très
pédagogique et très vivant
rend compte, justement, de
l’ordonnancement du vivant.
Comment l’Homme a-t-il
cherché y voir clair dans
l’extraordinaire biodiversité de
notre planète? Quels sont les
principes classificatoires
modernes, issus des travaux
pionniers de Willi Hennig?
Le film propose une
représentation en 3D très
réussie de l’arbre du vivant:
un buisson sphérique
poussant dans tous les sens
à partir de ramifications
communes et où toutes les
extrémités correspondent à
des espèces actuelles, parmi
lesquelles l’Homme. Eh oui,
il faudra nous y faire, Homo
sapiens est l’une des 5 à
100 millions d’espèces qui
peuplent notre planète!
La plus complexe sans doute,
mais issue, comme la crevette
ou le salsifis, d’une longue,
très longue succession
d’innovations évolutives
partagées. Le travail des
systématiciens consiste donc
à mettre en évidence les
relations d’apparentement.
Au bénéfice d’une
compréhension toujours plus
fine du monde vivant.
Rédaction Vincent Béranger, professeur de
SVT, avec la collaboration d’Hélène
Pouyfaucon (CNDP)
Crédit photo Ex Nihilo
Édition Anne Peeters
Maquette Annik Guéry
Ce dossier est en ligne sur le site
de Télédoc.
www.cndp.fr/tice/teledoc/
Mettre de l’ordre dans tout ça !
> Comprendre les principes et les modalités de la
classification phylogénétique.
• Sur les 5 à 100 millions d’espèces vivantes
aujourd’hui, environ 1,75 million ont été décrites
à ce jour. À raison de 10000 espèces répertoriées
chaque année, on estime que le nombre de celles
que l’on pourra décrire dans le futur sera inférieur
au nombre d’espèces qui disparaîtront. Ces valeurs
vertigineuses mettent en évidence l’importance
de la biodiversité que l’Homme, pour mieux l’appréhender, a cherché à ordonner.
La création et l’enrichissement d’un répertoire des
espèces est la première étape de cette activité
d’ordonnancement. Elle met en œuvre une opération de tri qui revient à discriminer des espèces
selon un critère binaire (qui a tel caractère / qui
n’a pas tel caractère) en employant une clé de
détermination qui permet de reconnaître une
espèce : si on ne retrouve pas son nom, c’est
qu’elle n’a jamais été répertoriée et décrite.
Après avoir (re)défini la notion d’espèce, on
rapportera (à l’aide des valeurs fournies dans le
documentaire) le nombre d’espèces répertoriées
au nombre estimé d’espèces vivantes actuellement, afin de mesurer l’immensité de la tâche que
les systématiciens ont à accomplir.
• Lorsque l’on découvre une espèce non
répertoriée, on lui donne un nom en latin, selon
une modalité depuis longtemps établie (Carl von
Linné, Systema Naturae, 1735), qui est la
nomenclature binominale. Cette espèce est ensuite
classée, c’est-à-dire placée dans des groupes
emboîtés dont l’emboîtement – et c’est l’argument
fondamental de la classification phylogénétique –
reflète le déroulement de l’évolution biologique. Le
seul critère de classement en jeu est ainsi le
partage, pour chaque niveau de regroupement,
d’une ou plusieurs innovations évolutives (ou
« caractères dérivés partagés ») : qui est le plus
proche de qui ? Les groupes ainsi constitués ont
alors, quelle que soit leur taille, une valeur
naturelle puisqu’ils sont le reflet de l’évolution du
vivant.
• Dans les systèmes de classification qui ont
précédé celui de la classification moderne, on
relèvera des groupes artificiels fondés sur des
critères de hiérarchisation parfois étonnants (les
« invertébrés » par exemple, définis uniquement
par quelque chose qu’ils n’ont pas, et qui, pour
le coup, est en quelque sorte désigné comme
devant être acquis). On fera ensuite énoncer le
critère de classement de la phylogenèse afin de
révéler dans ce cadre l’importance des travaux de
Charles Darwin (De l’origine des espèces, 1859)
ainsi que la valeur naturelle des groupes d’espèces
qu’elle permet de construire.
Et l’Homme dans tout ça ?
> Avec des élèves de Tle S et de 1re ES, situer Homo
sapiens dans le monde du vivant.
• Une représentation qui rend bien compte de la
classification du vivant est celle d’un buisson
sphérique, sans tronc, qui croît dans toutes les
directions. L’extrémité des rameaux est occupée
par les espèces vivantes actuelles. Les extrémités
qui n’atteignent pas la périphérie correspondent à
des espèces éteintes ; aux embranchements (ou
« nœuds » des rameaux) sont situés les ancêtres
communs aux espèces qui leur sont postérieures,
le nœud central étant occupé par le dernier ancêtre
commun universel. Les scientifiques ont pu, en
quelque sorte, établir les portraits-robots de ces
ancêtres, chez qui des innovations évolutives sont
apparues. Et « LUCA » (Last Universal Common
Ancestor), organisme doté de propriétés d’autonomie qui définissent la vie, est l’horizon ultime
de l’arbre de la vie.
• On demandera aux élèves de confronter l’image
du buisson sphérique (représentée dans le film de
façon dynamique, grâce aux images de synthèse)
au principe de la classification phylogénétique,
afin de valider cette représentation. On justifiera
notamment le fait que progresser vers le nœud
central du buisson revient à remonter dans le
temps et donc dans l’histoire de la vie en passant
par des innovations évolutives.
• Afin de déterminer la place de l’Homme parmi les
êtres vivants, on relèvera, sous la forme d’une
représentation graphique simple de groupes
emboîtés, le détail de la classification de l’espèce
Homo sapiens, du groupe le plus restreint, celui
du genre Homo, au plus large, celui des eucaryotes.
On précisera dans chaque ensemble le nom du
groupe, la ou les innovation(s) évolutive(s) le
définissant ainsi que la période à laquelle
l’innovation s’est mise en place.
• Homo sapiens, de la branche des eucaryotes, et
Pyrococcus, de celle des archées, sont tous deux
situés à des extrémités de rameaux très éloignés
l’un de l’autre mais à égale distance de « LUCA ».
On expliquera en quoi ces deux espèces, bien que
présentant des degrés de complexité très
différents, ont le même degré évolutif, qui se
traduit par des stratégies de vie différentes.
„
« Qui partage quoi avec qui ? »
Questions à Guillaume Lecointre, systématicien
Depuis quand s’est imposée cette représentation
du monde vivant comme un buisson sphérique
poussant dans tous les sens à partir de trois branches qui ont elles-mêmes une origine commune?
Il s’agit d’une bonne représentation, visuelle et
pédagogique, mais vous pourriez aplanir cette
sphère et avoir une représentation en deux dimensions. Le contenu d’informations, en termes de relations de parenté, serait le même. L’important est
de bien comprendre que la construction de l’arbre du
vivant est fondée sur l’apparentement évolutif et
sur lui seul. L’image de la sphère est efficace parce
que, dans une sphère, il n’y a pas de haut, pas de
bas, et pas de jugements de valeur associés à ce
haut et à ce bas. Prenez l’arbre de Haeckel, que
l’on voit dans le film. Cet arbre, qui ressemble à un
chêne, est un mélange de discours de faits (des
branches étroitement liées entre elles et porteuses
de noms d’ensembles) et de discours de valeurs
(l’homme est en haut en vertu d’un certain anthropocentrisme). Les arbres phylogénétiques modernes
se bornent à montrer qui partage quoi avec qui.
S’il y a une hiérarchie, elle n’est pas de valeurs ;
elle reflète simplement la distribution des attributs
à travers le vivant. C’est une hiérarchie d’emboîtements mais pas une hiérarchie de valeurs.
En quoi la classification phylogénétique a-t-elle
été un bouleversement conceptuel?
Il a fallu attendre la diffusion des travaux de Willi
Hennig, dans les années 1960, pour que ce bouleversement conceptuel ait lieu. Avant, on faisait
d’abord des classifications, qui étaient souvent héritées de celle de Linné (datant du XVIIIe siècle) et
avaient un « cahier des charges » extrêmement
complexe et multiforme (on parlait d’ailleurs de
«systématique éclectique»), et ensuite on cherchait ce que l’on appelait les «affinités» entre les
groupes. Dans cette logique là, on avait des relations d’ancêtres à descendants entre de grands
groupes. On disait: «les poissons descendent des
invertébrés», «les amphibiens descendent des poissons», «les reptiles descendent des amphibiens»,
«les mammifères descendent des reptiles»… Donc,
on parlait de groupes d’ancêtres et de descendances
entre grands groupes. Deux erreurs logiques étaient
commises. D’abord, on assignait une vie évolutive
à un groupe entier (or, les groupes, c’est nous qui
les pensons, ils ne sont pas dans la nature, ils n’ont
pas de vie évolutive au sens biologique du terme).
Deuxièmement, on ne faisait pas la distinction entre
«qui descend de qui?» et «qui est plus proche de
qui?».
Eh bien le bouleversement majeur, c’est l’inversion
de ces deux procédures: la charrue avant les bœufs
puis les bœufs avant la charrue! Dorénavant, on
met en évidence les relations d’apparentement entre
les espèces et, seulement après, on fait la classification, qui n’est que phylogénétique.
Qu’entendez-vous par «qui n’est que phylogénétique»?
Avant les années charnières dont je parle, la systématique devait rendre compte des affinités mais
aussi des sauts écologico-adaptatifs. C’était une
grande épopée, si vous voulez. On laissait les poissons dans un groupe, même s’ils n’ont aucun
attribut qui leur soit absolument propre, car on
disait que les poissons sont les vertébrés qui n’ont
pas fait la sortie des eaux. C’est-à-dire qu’on les
mettait ensemble, non pas par rapport à quelque
chose qu’ils ont en propre, mais par rapport à
quelque chose qu’ils n’ont pas fait!
La classification phylogénétique met dans un groupe
seulement des espèces qui sont le plus étroitement
apparentées entre elles car elles partagent des attributs en propre, des attributs qu’on ne retrouve pas
en dehors du groupe. Ainsi, on ne parle plus de
« poissons » dans la classification moderne. Une
truite est plus apparentée à vous qu’elle ne l’est à
un requin; un requin est plus apparenté à vous qu’il
ne l’est à une lamproie car le requin et vous avez la
mâchoire, tandis que la lamproie n’en a pas. La
truite et vous, vous avez le pariétal, le maxillaire,
le prémaxillaire, le dentaire et le frontal en commun;
le requin, lui, n’a pas ces os. Exit aussi les «invertébrés»! Qu’est-ce que vous avez dit d’un ver de
terre ou d’un escargot quand vous avez dit qu’ils
n’ont pas de vertèbres? En fait, vous ne parlez pas
du ver de terre ou de l’escargot. Vous parlez du
point de référence qui est en dehors du groupe:
vous parlez de l’Homme. C’est l’Homme qui a des
vertèbres.
Avoir des groupes complets, avec des attributs qui
les signent, c’est ce qu’il y a de plus opératoire et
de plus intelligible! Y compris pour nos élèves. Les
classifications antérieures, très compliquées,
n’étaient pas enseignées par une pédagogie de la
découverte. On les assénait («Il y a des invertébrés»…). On ne disait jamais comment elles étaient
faites, largement en fonction de la position centrale
que l’homme se donnait dans l’univers. Comment
expliquer ça en tant que démarche scientifique? Il
y avait un non-dit que nous, classificateurs professionnels, avons décidé de mettre au jour. Dans une
(Suite page 4)
Une expédition pour
élargir le répertoire
du vivant
Santo 2006 est une
expédition scientifique
destinée à dresser
l’inventaire de la flore et de
la faune de l’île de Santo au
Vanuatu, dans le Pacifique
sud. Plus d’une centaine de
spécialistes, venus d’une
quinzaine de pays, se sont
impliqués sur le terrain
pendant cinq mois, entre
août et décembre 2006,
explorant tous les types
d’habitats (grands fonds
marins, récifs, grottes, eau
douce, montagne, canopée
forestière). Les
communautés biologiques
insulaires sont des systèmes
plus simples, avec un
nombre plus limité
d’espèces que les systèmes
continentaux. Les îles
tropicales sont donc des
sites d’études privilégiés
pour analyser la
composition des faunes et
des flores : elles présentent
à la fois le foisonnement
d’espèces des écosystèmes
tropicaux et
l’appauvrissement relatif
des îles. Couvrir de manière
représentative, sinon
exhaustive, la biodiversité
d’une grande île tropicale
est donc à la fois un
objectif exaltant et réaliste.
« Qui partage quoi avec qui ? » (suite)
Questions à Guillaume Lecointre, systématicien
Guillaume Lecointre,
professeur au Muséum
national d’histoire naturelle,
est chercheur au
département « Systématique
et évolution » dont il est le
directeur. Il travaille sur les
relations évolutives entre
les êtres vivants et plus
particulièrement sur les
relations d’apparentement
entre les téléostéens
(« poissons osseux » ou
« poissons modernes » pour
les profanes), groupe
constitué d’environ
25 000 espèces, soit la
moitié des espèces de
vertébrés vivant
aujourd’hui. À consulter, le
site de Guillaume Lecointre,
abrité par celui du Muséum.
http://www.mnhn.fr/glecointre/
index.html
(Suite de la page 3)
pédagogie par la découverte, rien de plus simple
que de faire renouer avec l’observation et de faire
mettre en ensembles, sur la base d’attributs vraiment observés chez les bestioles, et pas de considérations qui tiennent à la métaphysique et dont on
ne peut pas s’emparer en cours de sciences. Le périmètre de la science est métaphysiquement neutre,
dans ses objectifs et dans ses méthodes. La métaphysique est tout aussi légitime mais elle relève
d’un autre périmètre.
Que veut dire «phylogénétique»?
C’est la genèse des lignées. Le mot a été forgé au
XIXe siècle, alors que l’on ne connaissait pas le gène.
«Phylogénétique» ne veut pas dire «qui est fondé
sur la génétique». Cela n’a rien à voir. Mais il se
trouve que la classification phylogénétique a bénéficié dans la période récente des apports de la génétique.
L’ADN a été utile pour les classificateurs?
Oui, ça donne la possibilité de faire des comparaisons entre des organismes que l’on n’arrivait pas à
comparer. On a eu accès à une nouvelle source de
caractères, les caractères moléculaires. Ça permet
d’aller plus loin dans la profondeur de l’arbre de la
vie. L’anatomie comparée saturait. La divergence
génétique entre une eubactérie et une archée, qui
sur le plan anatomique se ressemblent, est 200 fois
la divergence génétique entre une grenouille et
vous. Avec l’anatomie comparée, nous nous sentions
très différents d’une grenouille… et nous ne voyions
guère de différences entre les bactéries, qui cachent
bien leur jeu! Ce que nous posons à nos séquences
d’ADN, ce sont des questions de systématiciens :
qui est plus proche de qui? Voilà notre question.
Peut-on voir des espèces en train de se créer?
Oui, des mises en place d’interstérilité, on en voit.
Par exemple, il y a 500 ans, les Portugais ont amené
des souris sur l’île de Madère et il y a eu une accélération des phénomènes chromosomiques chez ces
souris : maintenant, on a cinq espèces de souris
distinctes. Dans la nature, on voit ces choses se
faire, et puis en laboratoire, alors là! Il ne faut pas
oublier de dire que l’évolution s’expérimente. Chez
les éleveurs et les horticulteurs depuis au moins
10000 ans. Et il n’y a pas plus grands expérimentateurs de l’évolution que la recherche biomédicale
et la recherche phytosanitaire. Car pourquoi faut-il
inventer sans cesse de nouveaux antibiotiques et de
nouveaux pesticides? Parce que ces produits sont
devenus inefficaces. Si vous ne prenez pas votre
traitement antibiotique jusqu’au bout, vous n’éradiquez pas la souche qui vous rend malade et vous
sélectionnez (c’est de la sélection naturelle!) des
variants résistants à l’antibiotique, qui étaient ultraminoritaires dans la population, et maintenus ultraminoritaires. Vous donnez à ces variants la
possibilité de se redéployer et de reconstituer une
population, cette fois-ci hégémonique. C’est un fait
évolutif : tout simplement variation-sélection.
L’évolution, ça fait partie de la vie de tous les jours.
„
Propos recueillis par Roger Foucher et Hélène
Pouyfaucon.
Pour en savoir plus
• LECOINTRE Guillaume (dir.), Comprendre et enseigner la classification du vivant, Belin, coll. « Guide Belin
de l’enseignement », 2008.
• LECOINTRE Guillaume et LE GUYADER Hervé, Classification phylogénétique du vivant, Belin, 2006.
• « L’Évolution des espèces », TDC, n° 946, CNDP, 15 décembre 2007.
http://www.sceren.com/cyber-librairie-cndp.asp?l=tdc-n-946-15-decembre-2007&prod=48802
• « Bêtes et hommes », TDC, n° 939, CNDP, 1er septembre 2007.
http://www.sceren.com/cyber-librairie-cndp.asp?l=tdc-n-939-1er-septembre-2007&prod=19100
• Un DVD du CNDP sur la classification du vivant, à paraître au 4e trimestre 2009 dans la collection
«Dévédoc», avec des suggestions pédagogiques pour l’école, le collège et le lycée à partir de séquences audiovisuelles et de films.
• Le logiciel Phylogène, à télécharger gratuitement.
http://www.inrp.fr/Acces/biotic/evolut/phylogene/accueil.htm
• Phyloboîte, autre logiciel incontournable à télécharger gratuitement.
http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/perez/Phyloboite/Html/
• Enfin, pour rire, Classification systématique du vivant extraterrestre (2006, 10 min), un court métrage savoureux de Denis van Waerebeke, également réalisateur du documentaire Espèces d’espèces.
http://www.6nema.com/cargo/court-metrage/classification_systematique_du_vivant_extraterrestre-1043