L`apport de Darwin dans la classification du vivant
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SÉQUENCE PÉDAGOGIQUE 1 SCIENCES EXPÉRIMENTALES ET TECHNOLOGIE CYCLE 3 L’apport de Darwin dans la classification du vivant > PAR FRANÇOISE PERRACHON, MÉDIATRICE CULTURELLE EN SCIENCES ET TECHNOLOGIES Place dans les programmes SCIENCES EXPÉRIMENTALES ET TECHNOLOGIE L’unité et la diversité du vivant l Présentation de l’unité du vivant: comprendre son unité et sa diversité. Recherche des points communs entre espèces vivantes. Trier, organiser et classer des organismes en fonction de leur squelette, des différentes parties de leur corps. Situer dans un groupe l’espèce qui partage un caractère avec une autre espèce. DARWIN ET LE DARWINISME • TDC ÉCOLE N° 43 30 Objectifs et démarche Un voyage, des questionnements, une théorie l Pendant longtemps les naturalistes ont pensé que les espèces étaient invariables. Ils classaient par similitude, mais également selon une hiérarchie où l’homme était au sommet de l’échelle. Les savants mettaient en avant l’idée d’un monde fixe, créé il y a 6 000 ans. Georges Buffon (1707-1788), le premier à rejeter l’idée d’une intervention divine, formula l’hypothèse que la Terre était bien plus âgée : « Le grand ouvrier de la Nature est le Temps. » Selon sa théorie, les espèces ont tout le temps de se modifier. Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829), naturaliste français, spécialiste des invertébrés et inventeur du terme « biologie », proposa alors la notion de transformisme. Mais l’idée que les espèces puissent se transformer fut fortement remise en cause par l’idéologie de l’époque marquée par le fixisme de Georges Cuvier (1769-1832). Charles Darwin connaissait l’œuvre de Lamarck. Au cours de son voyage autour du monde, à bord du Beagle, il lit les Principes de géologie de Charles Lyell (1797-1875) qui exposent une théorie prônant la lente évolution des transformations physiques de la Terre, contraire à la théorie des grandes catastrophes de Cuvier. Le 2 octobre 1836, de retour de voyage, Darwin, en possession de quantité d’informations, rédige alors son premier « Carnet sur la transmutation des espèces », travaille à la publication de son journal Voyage d’un naturaliste sur le HMS Beagle, et coordonne les spécialistes à qui il a confié les spécimens rapportés de son tour du monde. Darwin s’intéresse à la sélection artificielle des horticulteurs et des éleveurs, qui tirent parti des variations utiles. Il est, dès lors, persuadé que la sélection naturelle fonctionne sur le même principe, mais de façon plus lente. En 1838, la lecture de Thomas Robert Malthus induit une réflexion sur l’influence de la lutte pour l’existence dans la sélection naturelle. Il fonde sa théorie sur l’aptitude de chaque organisme à présenter des variantes qui sont plus ou moins favorables à sa survie. Les ressemblances entre différentes espèces, fossiles et vivantes, le conduisent à envisager un lien de parenté, une évolution avec modifications. En 1855, Alfred Wallace (1823-1913) publie l’article Sur la loi qui a régi l’introduction de nouvelles espèces. Darwin craint d’être dépossédé de son travail. Lyell organise une lecture publique de leurs travaux. Le 24 novembre 1859, les 1 250 exemplaires de la première édition de L’Origine des espèces sont vendus en une journée. Il s’agit d’une véritable révolution. Avec le transformisme de Lamarck, l’essence divine de l’espèce n’était pas remise en cause, l’environnement contraignant l’organisme à faire des efforts pour s’adapter. Avec Darwin, les modifications par variations successives sont le facteur premier qui génère des aptitudes dans un milieu donné. Les variantes qui présentent des avantages en termes de survie donnent naissance à une descendance plus importance. La sélection naturelle vient du succès reproductif. Les changements transmis n’altèrent pas l’organisation générale primitive. Les attributs acquis se maintiennent : un squelette interne, des poumons, des membres pairs munis de doigts. Le corpus documentaire l Les DOCS A et B présentent des tétrapodes (vertébrés munis de quatre membres) et abordent l’homologie, qui témoigne de l’interdépendance et du lien de parenté continu entre les espèces. Le DOC C montre les organes rudimentaires, qui sont les traces d’une utilité chez un ancêtre. Il s’agit d’un argument supplémentaire expliquant la parenté et la modification des espèces. Les innovations biologiques sont nombreuses à travers les temps géologiques. Les DOCS D et E abordent les modifications qui ont permis la sortie des eaux. Le DOC F , complété par le schéma de l’embryon dans les Activités, p. 39, porte sur une innovation qui sert aux espèces à protéger leur descendance, à s’émanciper de l’eau et ainsi à conquérir de nouveaux territoires. Enfin, le DOC G appréhende l’histoire du vivant, les notions de lien de parenté et d’évolution à travers une classification qui met en avant le partage des caractères communs à plusieurs espèces. SAVOIR l TDC « L’évolution des espèces », no 946, 15 décembre 2007 © GUNTHER MICHEL/BIOSPHOTO © CYRIL RUOSO/BIOSPHOTO l Grenouille l Lézard l Gorille © GILLES MARTIN/BIOSPHOTO Pigeon biset l Chauve-souris l © YVES LEFÈVRE/BIOSPHOTO © MIKE LINE/BIOSPHOTO l Baleine TDC ÉCOLE N° 43 • DARWIN ET LE DARWINISME © PASCAL GOETGHELUCK/BIOSPHOTO >> DOCUMENTS A Des liens de parenté 31 Ces croquis présentent le squelette des membres antérieurs de six espèces de tétrapodes (vetébrés munis de quatre membres) parmi lesquels l’homme. Leur squelette est constitué des mêmes os placés de la même manière. © GÉRARD MOURET Les membres ne sont pas dessinés à la même échelle. C Des traces du passé l Squelette de la baleine. © GÉRARD MOURET Certains animaux portent en eux des organes qui n’ont pas de fonction précise. Déformés, réduits, ils sont la trace d’une utilité chez un ancêtre lointain. Ils témoignent d’un lien de parenté et des modifications de la descendance. Quaternaire Évolution des équidés : vers un doigt unique. Éocène l © GÉRARD MOURET DARWIN ET LE DARWINISME • TDC ÉCOLE N° 43 32 HU : humérus CU : cubitus RA : radius CA : carpe (les os du poignet) MIocène SÉQUENCE PÉDAGOGIQUE 1 B Quels points communs ont-ils? Doigt no 3 Vestige du doigt no 4 Phalanges Hyracotherium Hipparion Equus Jambe de cheval D La sortie des eaux l E Quatre pieds sur la terre ferme l L’eusthenopteron mesurait environ 1 m. Rayons dermiques Radius Cubitus Humérus Nageoire pectorale Nageoire pectorale L’ichthyostéga mesurait environ 1 m 20. Doigts Radius Cubitus Humérus Patte antérieure Patte antérieure © GÉRARD MOURET l © GÉRARD MOURET Doigts 33 TDC ÉCOLE N° 43 • DARWIN ET LE DARWINISME © MNHN/PALÉONTOLOGIE/RECONSTITUTION MARC BOULAY Reconstitution de l’ichthyostéga, le premier tétrapode à s’aventurer sur la terre ferme. Il vivait au Groenland dans les lagunes de bord de mer, il y a 360 millions d’années, et se nourrissait de poissons. l Cycles de reproduction de la grenouille et du lézard. © GÉRARD MOURET SÉQUENCE PÉDAGOGIQUE 1 F Pondus dans l’eau ou sur la terre ? G Un ancêtre commun et une descendance modifiée l Ce schéma est un arbre de classification des espèces. Il retrace l’histoire des modifications survenues chez des espèces à squelette interne à travers le temps. Avant chaque ramification figure un attribut propre au nouveau groupe (en lettres capitales). Ce nouvel attribut est une innovation. Ici, la première innovation est l’acquisition d’une bouche à mâchoires. L’attribut « squelette osseux » est partagé par tous les ostéichthyens qui vont acquérir de nouveaux attributs. Toutes les innovations ne figurent pas sur cet arbre. Fenêtre mandibulaire, gésier - ARCHOSAURES Deux fosses temporales en arrière de l’orbite - DIAPSIDES Vertèbres cervicales munies d’une quille ventrale - SAUROPSIDÉS Développement de l’embryon dans un fluide - AMNIOTES Membres pairs locomoteurs munis de doigts - TÉTRAPODES Poumons fonctionnels munis d’alvéoles - RHIPIDISTIENS Membres pairs avec humérus et fémur - SARCOPTÉRYGIENS Squelettes cartilagineux - CHONDRICHTHYENS Squelette osseux - OSTÉICHTHYENS Bouche à mâchoires - GNATHOSTOMES VERTÉBRÉS = Squelette interne © GÉRARD MOURET DARWIN ET LE DARWINISME • TDC ÉCOLE N° 43 34 Arbre phylogénétique. >> ANALYSES ET PISTES D’EXPLOITATION C Des organes vestigiaux D à F De nouvelles évolutions Les organes rudimentaires ou organes « vestigiaux » font partie des arguments de Darwin pour expliquer la parenté et la modification des espèces par sélection naturelle. Ce sont des organes qui n’ont pas de fonction et pourtant se maintiennent sous forme de rudiments chez les insectes, les oiseaux, les squamates, les mammifères. Par mesure de protection, pour se défendre du vent, certains coléoptères semblent ne plus avoir d’ailes postérieures, alors qu’elles existent sous forme atrophiée, recouvertes par des élytres soudés. Parce que certaines variations leur ont donné des capacités plus avantageuses pour leur survie, des oiseaux ont perdu la capacité de voler. L’autruche, performante à la course, a changé de mode de locomotion : ses ailes se sont réduites, les muscles servant au vol se sont atrophiés. Les ailes du kiwi, réduites à leur plus simple expression, sont devenues invisibles. Mais cet oiseau a développé des pattes vigoureuses. Le boa constrictor, qui pratique la reptation, possède des vestiges de pattes postérieures. La baleine et d’autres cétacés ont également un bassin et des membres posté- Vivre sur la terre ferme, s’éloigner du milieu aquatique pour assurer sa descendance a nécessité des innovations. Il a fallu transformer ses nageoires en pattes. Plus tard, d’autres mutations ont permis de porter le poids du corps, de respirer l’air et de capter des sons aériens pour repérer les prédateurs. L’ichthyostéga (DOCS D et E ), le premier tétrapode amphibien, avait un corps allongé et prolongé par une queue, un large crâne arrondi, des membres trapus issus des nageoires d’un ancêtre « poisson », l’eusthenopteron (DOC E ). Dans l’eau, ce dernier ne rencontre pas le problème de la pesanteur. Chez l’ichthyostéga, les articulations de l’épaule, du coude et du poignet, les os des membres se sont développés pour permettre le soutien du corps. Il possède sept doigts. Les doigts surnuméraires sont constatés chez d’autres tétrapodes de cette période. La ceinture pelvienne est beaucoup plus grande, et elle a fusionné avec la colonne vertébrale, ce qui n’est pas encore le cas chez l’eusthenopteron. Mais les premiers tétrapodes aux membres trapus se déplacent lentement. L’ichthyostéga était apte à la respiration pulmonaire. La A et B La grande famille du vivant 35 TDC ÉCOLE N° 43 • DARWIN ET LE DARWINISME Dans L’Origine des espèces, Charles Darwin défend la théorie de l’évolution en argumentant sur la parenté des espèces et leur modification par sélection naturelle. Au cours des périodes géologiques, les espèces se transforment par modifications légères et successives. Les individus bénéficiant des plus avantageuses pour la survie prospèrent. Les variations nuisibles disparaissent avec ceux qui en sont porteurs. Les modifications utiles sont transmises avec la descendance dans un milieu complexe où le climat, l’accès à la nourriture, la relation avec d’autres espèces sont des facteurs de maintien ou d’extinction. Les changements transmis n’altèrent pas l’organisation générale primitive. Nous observons dans le DOC A que les membres antérieurs des tétrapodes sont constitués des mêmes os agencés de la même manière. Leur structure est homologue car ils entretiennent les mêmes connexions. Cette unité de type ne veut pas dire que les os ont la même forme ni la même fonction. Les attributs sont déclinés de manière différente. Ces os peuvent se raccourcir et s’aplatir comme l’humérus de la baleine, les doigts peuvent s’allonger pour former une palette natatoire ou une aile chez la chauve-souris. L’homologie (squelette constitué des mêmes os construits et placés de la même manière dans l’organisme) est un des arguments retenus par Darwin pour témoigner de ce que chaque espèce n’a pas été créée indépendamment des autres, qu’elles ont toutes un lien de parenté. l Proposer l’Activité 1 , p. 37. rieurs vestigiaux non reliés à la colonne vertébrale et enchâssés dans le corps. « Quoi de plus curieux que la présence de dents chez les fœtus de la baleine qui, adultes, n’ont pas trace de ces organes ? » Si les cétacés, mammifères placentaires, sont apparus à l’ère tertiaire, au Miocène, il y a vingt-cinq millions d’années, leurs ancêtres apparaissent à l’Éocène inférieur. Ils avaient des dents et comptaient parmi les grands prédateurs. Par ailleurs, les vestiges de membres inférieurs s’expliquent par le lien de parenté entre la baleine et les artiodactyles, parmi lesquels le chameau, le sanglier, le cerf et l’hippopotame. Les cétacés ont abandonné la terre pour un retour à la vie aquatique. Les chevaux possèdent également des caractères vestigiaux. Les premiers équidés possédaient quatre doigts à leurs membres antérieurs et trois aux membres postérieurs. Aujourd’hui, chaque pied est muni d’un sabot qui termine son doigt unique, le majeur. De chaque côté, des baguettes osseuses sont des vestiges des deuxième et quatrième doigts qui servaient à l’ancêtre du cheval. L’homme garde aussi en lui l’empreinte de ses ancêtres. Notre coccyx est un rudiment de la queue des mammifères, et notre appendice dont la fonction est imprécise est un vestige qui servait, chez nos ancêtres herbivores, à digérer la cellulose. Tous ces organes vestigiaux sont des traces du passé qui s’expliquent en termes d’évolution. L’organe qui a toute son utilité à une période, dans un milieu donné, peut devenir un handicap lorsque les conditions de vie changent. Aussi l’organisme s’adapte-t-il pour se maintenir en vie. La sélection naturelle repousse ce qui peut être nuisible et sélectionne ce qui est le plus adapté au maintien de la vie. l Proposer l’Activité 2 , p. 38. SÉQUENCE PÉDAGOGIQUE 1 menace de dessiccation et la nécessité de pondre ses œufs dans l’eau lui imposent de rester près des rivages. Si le frai des amphibiens (DOC F ) pondu dans l’eau ou sur le sol est victime de prédateurs, la descendance des amniotes (qui possèdent un sac amniotique, autour de l’embryon puis du fœtus) est plus protégée, la sélection naturelle opérant avec le succès reproductif. Les sauropsidés (tortues, lézards, serpents, crocodiles, oiseaux) et les mammifères ont exploré de nouveaux territoires. C’est au Carbonifère supérieur (315 Ma) que l’œuf amniotique permet la transformation des amphibiens en une nouvelle classe de vertébrés. Une membrane protège l’embryon qui puise sa nourriture dans une poche, le sac vitellin, et stocke ses déchets dans un autre sac, l’allantoïde. L’ensemble est enveloppé d’une seconde membrane, le chorion, et protégé par une coquille calcaire semiperméable qui permet la respiration. l Proposer les Activités 3 et 4 , pp. 38-39. G Une origine commune DARWIN ET LE DARWINISME • TDC ÉCOLE N° 43 36 Le DOC G est un arbre phylogénétique qui illustre l’idée d’une ascendance commune et d’une descendance avec modifications que Darwin développe dans L’Origine des espèces. Son observation lui permet de pointer le polymorphisme des organismes au sein d’une espèce (nous sommes tous différents, même si nous appartenons à une même espèce) et de baser sa théorie sur l’aptitude de chaque individu à présenter des variantes qui seront plus ou moins favorables à sa survie. Contrairement à la théorie du transformisme de JeanBaptiste Lamarck, le caractère acquis et transmis aux générations futures n’est pas la conséquence d’un besoin d’adaptation à l’environnement comme dans l’histoire de la girafe dont le cou s’allonge pour accéder à la nourriture. Darwin observe que les individus sont tous différents et que certaines variations présentent un avantage pour l’accès à la nourriture ou pour se défendre des prédateurs. Les variétés en question se développent et donnent naissance à une descendance plus importante. « Les espèces numériquement faibles courent des chances d’être exterminées.» La sélection naturelle vient du succès reproductif. Toutefois, la variabilité persiste et maintient une diversité qui est un atout dont une population pourra se servir face à de nouveaux changements. Dans le DOC G , chaque ramification est précédée d’une ou plusieurs innovations évolutives. Toutes les espèces représentées appartiennent à l’embranchement des vertébrés apparus à l’Ordovicien (entre – 500 et – 435 Ma) et possèdent une colonne vertébrale. Parmi les espèces qui ont maintenu une vie aquatique, la lamproie n’a pas de mâchoire, elle fait partie des agnathes. Toutes les autres espèces en possèdent, ce sont des gnathostomes. Les raies et les requins sont des vertébrés cartilagineux, des chondrichthyens. Le thon, le saintpierre, la sole, etc. ont un squelette osseux et des nageoires rayonnées. Le cœlacanthe et le dipneuste ont des nageoires charnues : ce sont des sarcoptérygiens. Les dipneustes possèdent des poumons fonctionnels, mais vivent dans l’eau. Les premiers tétrapodes s’aventurent sur la terre ferme grâce à la transformation de leurs nageoires en pattes articulées à la ceinture pectorale et à la ceinture pelvienne. Mais l’amphibien est toujours dépendant de l’eau pour sa reproduction. L’œuf amniotique, évolution du Carbonifère, donne naissance à des descendants parmi lesquels les mammifères, les lépidosauriens (lézards, serpents), les chéloniens (tortues), les archosaures (oiseaux, crocodiles). Dans L’Origine des espèces, Darwin étaye son argument sur le principe de divergence en expliquant que plus une espèce comporte de représentants et plus elle offre de possibilités de variations ; plus elle acquiert de caractères avantageux, plus elle offre prise à la sélection naturelle en donnant une descendance importante. Plus la divergence est importance, plus son extension géographique est favorisée. l Proposer l’Activité 5 , p. 39. >> CORRIGÉ DES ACTIVITÉS PP. 37-39 1 a. Tous ces animaux ont un squelette interne et quatre membres munis de doigts, d’où leur nom de tétrapodes. b. La baleine, la chauvesouris et le gorille ont des mamelles : ils appartiennent au groupe des mammifères. La grenouille, le lézard et le pigeon sont dans un autre sous-groupe. La grenouille a la peau lisse. Le lézard a des écailles soudées, le pigeon biset les a gardées sur ses pattes : ils appartiennent au groupe des sauropsidés. c. Ce sont donc des tétrapodes. Ils sont tous organisés sur le même plan, tous les os n’ont pas la même forme. Ils ont quatre membres munis de doigts. 2 a. Ces petits os devant la nageoire caudale sont les « os du bassin » (pelvis) et le fémur. Chez les autres tétrapodes terrestres, l’os du bassin relie la colonne vertébrale aux membres postérieurs. L’ancêtre de la baleine était un tétrapode mammifère qui vivait sur la terre ferme. Les cétacés sont retournés à la vie aquatique. Les os rudimentaires expliquent la parenté. b. Le cheval actuel n’a plus qu’un doigt à son pied : le majeur. Il a plusieurs phalanges. La dernière se nomme « sabot ». De chaque côté du doigt unique, il y a des vestiges d’autres doigts. c. Les premiers équidés avaient quatre doigts aux membres antérieurs et trois aux membres postérieurs. Au Pliocène (-5 Ma) les pieds du cheval prennent la forme actuelle : un doigt unique muni d’un sabot. Cette mutation permet de courir plus vite et d’échapper aux prédateurs. 3 a. Seules les pattes le distinguent visuellement d’un « poisson ». b. L’eusthenopteron évoluait dans l’eau au Silurien, l’ichthyostéga est sorti de l’eau au Dévonien. Ils ont en commun un humérus, un radius et un cubitus. La formation de quatre membres munis de doigts est une innovation qui permet à l’ichthyostéga de marcher sur la terre ferme, tout en restant proche de l’eau. 4 a. Les œufs pondus dans l’eau passent par un stade larvaire (têtards) avant de prendre la forme de tétrapodes à quatre pattes munies de doigts. L’œuf enveloppe l’embryon du lézard, ce qui le protège des prédateurs. Les poissons pondent des œufs sans coquille ; tous les sauropsidés (reptiles et oiseaux) pondent des œufs protégés par une coquille. b. L’amnios est la première enveloppe qui protège l’embryon. Celui-ci respire à travers une coquille semi-perméable. Il se nourrit grâce au vitellius et stocke ses déchets dans l’allantoïde. 5 Tous les animaux ont en commun un squelette interne. La lamproie n’a pas de bouche à mâchoire. La vie aquatique est antérieure à la vie terrestre. Les animaux qui partagent l’attribut « squelette osseux » se développent et se diversifient en différents groupes qui ont des attributs dérivés propres : www.futuroscope.com/ressources/education/fr/cahier-activites-dinosaures.pdf >> ACTIVITÉS l docs A et B 1 Un ancêtre commun Extraire des informations d’un dessin, décrire, comparer. a.Observe le DOC A . – Chaque animal a-t-il quatre membres munis de doigts? – À l’aide de flèches, associe dans la liste ci-dessous les attributs aux animaux. Baleine s Chauve-souris s Gorille s Grenouille s Lézard s Pigeon biset s s Écailles s Mamelles s Membres munis de doigts s Peau lisse s Plumes s Poils s Squelette interne b.Réalise un sous-groupeavec les animaux à mamelles, puis un second avec tous les autres. Quel est l’animal qui a la peau lisse? Celui qui a des écailles? Celui qui a des plumes? c. Observe le squelette des membres des tétrapodes (qui ont quatre membres munis de doigts) dans le DOC B . – Cite leur nom. – Colorie d’une même couleur les différents os des membres en commençant par le bras humain. – Compte les os et nomme-les. – Réponds aux questions suivantes: Vrai c Vrai c Vrai c TDC ÉCOLE N° 43 • DARWIN ET LE DARWINISME • Tous ont un carpe (os du poignet), un cubitus, un humérus et un radius • Tous les os ont la même forme • Tous ont la même organisation 37 Faux c Faux c Faux c d.Relie le nom des membres antérieurs aux organismes (animaux). Ailes s Bras s Nageoires s Pattes s s "ALEINE s #HAUVESOURIS s 'RENOUILLE s (UMAIN s ,ÏZARD s /ISEAU e.Les membres postérieurs de la baleine ont régressés et sont enfouis dans son corps. Les oiseaux ont deux ailes et deux pattes. Pour quelle raison tous ces organismes (animaux) ont-ils deux paires de membres ? Vrai c Vrai c Vrai c Faux c Faux c Faux c © CNDP • Ils appartiennent à la classe des mammifères • Ils appartiennent à l’ordre des squamates (lézards, serpents) • Ils font partie du groupe des tétrapodes SÉQUENCE PÉDAGOGIQUE 1 l doc C 2 Des organes sans fonction Extraire des informations d’un dessin, décrire, comparer. Repérer des indices temporels. a.Observe le DOC C . – Légende les os de la baleine à l’aide des mots suivants: carpe, colonne vertébrale, côtes, cubitus, doigts, humérus, mandibule, maxillaire, phalanges, radius. – Comment se nomment les petits os des membres postérieurs? À quel membre sont-ils rattachés chez d’autres animaux? – Essaie de trouver la raison de leur présence chez la baleine. b.Le cheval fait partie de la famille des équidés. Observe son pied sur le DOC C , puis complète cette phrase à l’aide de ces mots : doigt(s), majeur, phalange, sabot. Le cheval actuel n’a plus qu’un ................... à son pied. C’est le .................... Il comprend plusieurs .................... La dernière se nomme un .................... De chaque côté du ................... unique, on peut voir des vestiges d’autres .................... c. Observe les évolutions des membres des premiers équidés jusqu’au cheval actuel sur le DOC C . – Retrouve les périodes concernées sur l’échelle du temps ci-dessous. – Combien de doigts les premiers équidés avaient-ils à leurs membres antérieurs et postérieurs ? – Pourquoi le cheval n’a-t-il plus qu’un doigt à chaque pied ? • Parce qu’il a été créé ainsi c • Parce qu’il a évolué c – Pour quelle raison ? Ère primaire M 4 5 - 1 M Ère secondaire a a a a M a M Ma M M M ,8 6- 5 5 3 - 3 3 - 2 3 1 5 - Quaternaire a a 0 0 - 2 Pliocène M Miocène a 5 0 - 2 Oligocène M Éocène 0 0 - 3 Paléocène M Crétacé 6 0 - 3 Trias M a a a 1 5 - 4 Permien M Carbonifère 4 5 - 4 Dévonien M Silurien 4 8 - 4 Cambrien © GÉRARD MOURET a a M Ordovicien DARWIN ET LE DARWINISME • TDC ÉCOLE N° 43 a 4 2 - 5 • Pour courir plus vite c Jurassique • Parce que c’est plus élégant c 38 Ères tertiaire et quaternaire Échelle des temps géologiques l docs D et E 3 La conquête de la terre ferme Faire une description anatomique. Comparer, analyser une évolution. a.Observe le DOC D . – Quel est cet animal ? Existe-t-il encore aujourd’hui ? – Parmi les attributs suivants, entoure celui qui le distingue d’un « poisson » : le corps, la nageoire caudale, les pattes, la tête. b.Observe le DOC E . Lis les légendes des deux dessins et situe l’eusthenopteron et l’ichthyostéga sur l’échelle des temps géologiques ci-dessus. © CNDP c. Décris l’eusthenopteron et l’ichthyostéga en répondant aux questions : • L’eusthenopteron n’a pas de colonne vertébrale • L’eusthenopteron possède un humérus, un radius et un cubitus • L’ichthyostéga a une cage thoracique • L’ichthyostéga a quatre pattes munies de doigts • La ceinture pectorale (os de l’épaule) de l’ichthyostéga est attachée à la tête Vrai c Vrai c Vrai c Vrai c Vrai c Faux c Faux c Faux c Faux c Faux c l doc F 4 Vers un embryon protégé Faire une description anatomique. Comprendre que l’évolution de l’œuf assure la descendance. a.Observe le DOC F puis réponds aux questions suivantes : – Où la grenouille pond-elle ses œufs ? et le lézard ? – Quels sont les stades du cycle de développement des amphibiens ? – Quel est l’élément qui enveloppe l’embryon du lézard ? – Quelle est l’espèce qui protège le mieux sa descendance ? Pourquoi ? – Recherche le nom d’autres espèces qui pondent des œufs sans coquille et avec coquille. b.Observe le schéma ci-dessous, puis réponds aux questions suivantes : – Quel est le nom de la première enveloppe qui protège l’embryon ? – Comment l’embryon qui se trouve dans l’œuf arrive-t-il à respirer ? – Comment se nourrit-il ? Comment stocke-t-il ses déchets ? Embryon Coquille mi-perméable Amnios Cavité amniotique 39 TDC ÉCOLE N° 43 • DARWIN ET LE DARWINISME Vitellus Aliments Oxygène Allantoïde Rejet gaz carbornique Déchets L’embryon dans son œuf 5 Un arbre d’innovations l doc G Apprendre à lire un arbre phylogénétique. © CNDP Observe le DOC G puis réponds aux questions suivantes: – Regarde le premier embranchement à la racine de l’arbre. Quel est l’attribut que tous les animaux ont en commun ? – Quel animal n’a pas de bouche à mâchoires ? – Sur l’arbre phylogénétique, la vie aquatique est représentée par les embranchements de couleur bleue. Est-elle antérieure ou postérieure à la vie terrestre ? – Quel est l’animal qui a un squelette cartilagineux ? Quels sont ceux qui ont un squelette osseux ? – Quel est l’embranchement le plus important et le plus diversifié ?
