Seconde partie de l`épreuve
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Seconde partie de l’épreuve Le sujet comprend 3 documents A, B et C. Question 1 À l’aide du document A, indiquer les mécanismes retenus par Lamarck et Darwin comme étant à l’origine de l’évolution des espèces. Question 2 Le terme « reptiles » (tortues, serpents et lézards, crocodiles) est utilisé dans le langage courant pour nommer ces animaux mais il ne l’est plus dans le cadre de la classification phylogénétique. 2.1. Donner le principe de la classification phylogénétique des organismes vivants. 2.2. À l’aide du document B, justifier le fait que le mot « reptiles » n’est pas utilisé dans cette classification. Question 3 À partir du document C 3.1. Construire l’arbre phylogénétique des Primates. 3.2. Identifier le plus proche parent de l’Homme et discuter l’expression longtemps employée : « l’Homme descend du singe ». Document A : l’évolution des espèces DocumentA1 : selon Lamarck « PREMIÈRE LOI. Dans tout animal qui n’a point dépassé le terme de ses développements, l’emploi plus fréquent et soutenu d’un organe quelconque fortifie peu à peu cet organe, le développe, l’agrandit et lui donne une puissance proportionnée à la durée de cet emploi ; tandis que le défaut constant d’usage de tel organe, l’affaiblit insensiblement, le détériore, diminue progressivement ses facultés, et finit par le faire disparaître. DEUXIÈME LOI. Tout ce que la nature a fait acquérir ou perdre aux individus par l’influence des circonstances où leur race se trouve depuis longtemps exposée et, par conséquent, par l’influence de l’emploi prédominant de tel organe ou par celle d’un défaut constant d’usage de telle partie, elle le conserve par la génération aux nouveaux individus qui en proviennent(…) Relativement aux habitudes, il est curieux d’en observer le produit dans la forme particulière et la taille de la girafe (Camelopardalis) : on sait que cet animal, le plus grand des mammifères, habite l’intérieur de l’Afrique et qu’il vit dans des lieux où la terre, presque toujours aride et sans herbage, l’oblige à brouter le feuillage des arbres et à s’efforcer continuellement de l’atteindre. Il est résulté de cette habitude, soutenue depuis longtemps, dans tous les individus de sa race, que ses jambes de devant sont devenues plus longues que celles de derrière et que son col s’est tellement allongé que la girafe, sans se dresser sur les jambes de derrière, élève sa tête et atteint jusqu’à six mètres de hauteur (près de vingt pieds). » Jean-Baptiste de Lamarck, extraits de « Philosophie zoologique » (1809) Document A2 : selon Darwin La haute stature de la girafe, l’allongement de son cou, de ses membres antérieurs, de sa tête et de sa langue, en font un animal admirablement adapté pour brouter sur les branches élevées des arbres. Elle peut ainsi trouver des aliments placés hors de la portée des autres ongulés habitant le même pays ; ce qui doit, pendant les disettes, lui procurer de grands avantages (…) De même, pour la girafe naissant à l’état sauvage, les individus les plus élevés et les plus capables de brouter un pouce ou deux plus haut que les autres ont souvent pu être conservés en temps de famine car ils ont dû parcourir tout le pays à la recherche d’aliments. On constate, dans beaucoup de traités d’histoire naturelle donnant les relevés de mesures exactes, que les individus d’une même espèce diffèrent souvent légèrement par les longueurs relatives de leurs diverses parties. Ces différences proportionnellement fort légères, dues aux lois de la croissance et de la variation, n’ont pas la moindre importance ou la moindre utilité chez la plupart des espèces. Mais si l’on tient compte des habitudes probables de la girafe naissante, cette dernière observation ne peut s’appliquer car les individus ayant une ou plusieurs parties plus allongées qu’à l’ordinaire ont dû en général survivre seuls. Leur croisement a produit des descendants qui ont hérité, soit des mêmes particularités corporelles, soit d’une tendance à varier dans la même direction ; tandis que les individus moins favorisés sous les mêmes rapports doivent avoir été plus exposés à périr. Charles Darwin, extraits de « L’origine des espèces » (1859) Document B : caractères et arbre phylogénétique Document B1 : matrice de caractères Caractère écailles oviparité membrane nictitante gésier Grenouille + - Pigeon + + + Lézard + + - Crocodile + + + - + - + + : présence du caractère - : absence du caractère Document B2 : arbre phylogénétique de caractères Document C : classification phylogénétique de primates Document C1 : une classification en groupes emboîtés de primates Document C2 : pourcentage de différences entre certains fragments d’ADN comparables de quatre espèces de primates. D’après manuel SVT 3ème, Hatier, 2008 Éléments de correction Question 1 À l’aide du document A, indiquer les mécanismes retenus par Lamarck et Darwin comme étant à l’origine de l’évolution des espèces. On attend du candidat qu’il sorte de l’exemple et qu’il cite les mécanismes. Les expressions « sélection naturelle » et « hérédité des caractères acquis » ne sont pas obligatoirement attendues, elles sont cependant à valoriser. Lamarck, début du 19èmesiècle Loi 1 : La fonction crée l'organe. Les organes qu’un individu utilise intensément se développent et se renforcent au cours de son développement tandis que ceux qu’il n’utilise pas s’atrophient. Loi 2 : L’hérédité des caractères acquis. Les modifications acquises par l’individu au cours de son développement peuvent être transmises à la descendance. Au fil des générations, le cou des girafes s’est allongé. Le cou des girafes s’est allongé en raison des conditions de vie qu’imposait le milieu ; ce caractère ainsi acquis se serait transmis de génération en génération. Darwin, milieu du 19ème siècle Sélection naturelle : les individus d’une même population présentent naturellement des caractères légèrement différents. Les individus les mieux adaptés au milieu ont plus de chances de survivre et donc de se reproduire. Leur croisement produit des descendants ayant hérité des mêmes caractéristiques. Seuls les individus les plus aptes ont pu être maintenus en vie, les autres ont été éliminés. L’évolution se définit comme l’apparition de nouveaux types d’organismes à partir d’êtres préexistants par accumulation de mutations sur de très longues durées. La théorie actuelle de l’évolution repose sur l’existence de mutations et sur le principe de la sélection naturelle de Darwin. Elle cherche à établir les mécanismes de l’évolution. On considère que : - l’évolution ne s’effectue pas toujours par l’accumulation de petits changements - certaines mutations ne donnent pas prise à la sélection naturelle (neutralisme) - pendant de longues périodes, une espèce peut ne pas changer, puis se modifier très rapidement. Question 2 Le terme « reptiles » (tortues, serpents et lézards, crocodiles) est utilisé dans le langage courant pour nommer ces animaux mais il ne l’est plus dans le cadre de la classification phylogénétique. 2.1. Donner le principe de la classification phylogénétique des organismes vivants. Une classification est le résultat de l’action qui vise à ordonner de manière raisonnée les êtres vivants dans un système, en utilisant des critères de séparation de plus en plus précis. La classification actuelle, dite phylogénétique, reflète les relations de parenté entre les différents groupes d’organismes vivants. Les organismes vivants sont regroupés en fonction d’innovations évolutives (caractères anatomiques et moléculaires) qu’ils partagent. Tous les organismes vivants qui partagent une même innovation évolutive l’ont hérité d’un même ancêtre commun, le partage de ce caractère témoignant d’une parenté. Cette classification se distingue de la classification phénétique fondée sur le degré de ressemblance global des différentes espèces indépendamment de leurs relations de parenté. 2.2. À l’aide du document B, justifier le fait que le mot «reptiles » n’est pas utilisé dans cette classification. On attend du candidat : - qu’il démontre que les crocodiles sont plus proches des oiseaux que des lézards et autres « reptiles » ; - qu’il conclue sur le fait que l’on renonce à l’utilisation du terme « reptiles » dans la classification phylogénétique. Le terme « reptiles » désigne les tortues, les serpents, les lézards et les crocodiles, animaux à la peau couverte d’écailles soudées. La matrice de caractères du document B1 montre : - que les oiseaux possèdent des écailles comme les lézards et les crocodiles - que les crocodiles partagent plus de caractères avec les oiseaux : gésier, membrane nictitante, oviparité - qu’avec les lézards : écailles, oviparité. Les crocodiles sont donc plus proches des oiseaux que des lézards. Le groupe « reptiles », ne traduisant pas une parenté entre les organismes qui le constituent, n’est donc plus utilisé dans la classification phylogénétique. Le document B2, arbre phylogénétique de caractères : Ancêtre ovipare Ancêtre / écailles Ancêtre/ Mb nictitante + gésier … exprime le degré de parenté entre les différents animaux étudiés. Les points de branchement ou nœuds correspondent à des synapomorphies, c'est-à-dire à une ou caractéristiques possédées par un ancêtre commun inconnu et présentes chez tous ses descendants et rien que chez eux. Question 3 À partir du document C 3.1. Construire l’arbre phylogénétique des Primates. On attend du candidat : - qu’il ébauche l’arbre de parenté des primates à partir de la classification en groupes emboîtés (documents C1 et C2) ; - qu’il détermine le plus proche parent de l’homme à partir des données moléculaires (document C2) ; Les données moléculaires du document C2 permettent de préciser les relations de parenté entre chimpanzé, gorille, orang-outan et homme. Ancêtre à -ongles -pouces opposables Ancêtre à -narines rapprochées -orbites fermées Ancêtre à coccyx 3.2. Identifier le plus proche parent de l’Homme et discuter l’expression longtemps employée : « l’Homme descend du singe ». On attend du candidat : - qu’il nomme, à partir des données moléculaires du document C2, le plus proche parent de l’homme : le chimpanzé ; Le pourcentage de différences entre les fragments d'ADN est plus important entre l'homme et l'orang-outang; à l'inverse, ce pourcentage est faible entre l'homme et le chimpanzé. Ainsi, le chimpanzé est le plus proche parent de l'homme. Le partage de caractères anatomiques et moléculaires entre hommes et chimpanzés témoigne d’une étroite parenté. Sur l’arbre de parenté, le nœud liant les branches « hommes » et « chimpanzé » correspond à leur dernier ancêtre commun. Cet ancêtre commun, que l’on ne connaît pas et qui vivait il y a plusieurs millions d’années, n’était ni un homme ni un chimpanzé. Si l’homme est bien un proche parent des chimpanzés, il n’en est pas le descendant. - qu’il discute l’expression à la fois sur sa forme (singulier au mot singe) et sur l’idée qu’elle véhicule en utilisant les données de l’arbre phylogénétique produit. Le singulier dans l’expression « du singe » n’a pas de sens phylogénétique puisque cette expression correspond à plusieurs groupes. L’homme ne descend pas du singe, il est un singe : il fait partie des singes car il possède avec eux un ancêtre commun qui présente les innovations évolutives suivantes : narines rapprochées et orbites fermées. Plus particulièrement, l’homme ne descend pas du chimpanzé, son plus proche parent, car il possède avec lui un ancêtre commun qui présente l’innovation évolutive suivante : coccyx.
