- enseignement Catholique

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AUTEUR : Pascale Papleux
Fiche d’investigation 1
Comment établir des liens de parenté entre les êtres vivants qui peuplent un
écosystème donné ?
Au travers de cette activité, la compétence rencontrée sera :
« À partir des ressemblances entre les êtres vivants, induire que ces êtres vivants malgré leur
extraordinaire diversité, ont une origine commune »
Enoncé de la situation
À partir d’un écosystème donné (la mare, la forêt, le jardin, la litière…), on cherche à classer de manière
scientifique les animaux rencontrés afin de mettre en évidence les liens de parenté qui existent entre eux.
Avant de commencer l’activité, le professeur réalise un débat avec l’ensemble de la classe autour du
problème posé, afin de faire émerger un questionnement et des hypothèses sur les critères de classement.
Questionnement possible des élèves :
- Comment fait-on pour classer ?
- Quelle est l’utilité de classer des organismes vivants ?
- …
Le professeur favorise les échanges et note les questions au tableau. L’ensemble de la classe se met alors
d’accord pour classer les animaux habitant un écosystème donné.
Problématisation
Le professeur demande aux élèves de faire une proposition pour classer une collection donnée d’espèces
animales. (Par exemple pour la forêt : cerf commun, carabe violet, cétoine dorée, coucou gris, écureuil
roux, épeire diadème, faucheux, geai des chênes, lièvre commun, mésange bleue, paon du jour, petit
sylvain, renard roux).
Le professeur demande ensuite aux élèves de se mettre par groupe et de réaliser une proposition de
classement.
Recueil et traitement des informations
Les élèves (en sous-groupes) proposent un classement des animaux de la collection. Chaque groupe
viendra présenter son travail à l’ensemble de la classe.
Voici quelques exemples de propositions :
a) ranger par taille, du plus petit au plus grand animal ;
b) ranger par ordre alphabétique des noms d’animaux ;
c) classer selon le régime alimentaire (carnivores, herbivores…) ;
d) classer selon le mode de déplacement (voler, marcher…) ;
e) classer selon le milieu de vie (air, sol, eau…) ;
f) trier selon que les animaux possèdent des os, des vertèbres… ou pas.
HGT - SCG
Biologie
UAA4

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Les élèves confondent souvent les actions de trier, de ranger et de classer.
Le professeur demande alors aux élèves de mieux distinguer ces trois notions en proposant l’activité
suivante.
Par exemple, à partir de la collection proposée, les élèves, par sous-groupe, réalisent à nouveau :
a) soit une proposition de tri,
b) soit une proposition de rangement,
c) ou soit une proposition de classement.
Les propositions sont affichées au tableau et les élèves les confrontent. Par la comparaison et l’échange,
les élèves dégagent ce qui fait le propre de chacune des actions.
Le professeur réalise alors une première mise en commun
« Trier » se fait sur la présence ou l’absence d’un critère (exemple : avoir des poils ou ne pas avoir de
poils, …). Cela nécessite un choix éliminatoire. Trier s’utilise dans une clé de détermination.
« Ranger » introduit une notion d’ordre : ordre alphabétique, ordre de taille, …
« Classer » consiste à regrouper un ensemble d’animaux en fonction de ce qu’ils ont en commun. Cela
peut concerner ce qu’ils possèdent (par ex. un squelette interne), ce qu’ils mangent (par ex. : carnivores),
l’endroit où ils vivent (savane, désert, …), …
Après que l’ensemble des élèves se soient mis d’accord sur ce qu’est un classement, le professeur
demande de réaliser « un classement scientifique » qui permette de mettre en évidence des liens de
parenté entre les animaux.
Questionnement possible des élèves :
- Comment réaliser un classement scientifique ? En quoi un classement est-il scientifique ?
- Quel est le lien entre « classement scientifique » et « liens de parenté entre les espèces » ?
- Comment classer des êtres vivants en fonction de leurs liens de parenté? Quels caractères utiliser ?
- …
Le professeur favorise à nouveau les échanges dans la classe et note au tableau les hypothèses sur le
classement scientifique et sur les liens de parenté entre les espèces.
Par exemple :
- un classement scientifique est un classement rigoureux, basé sur des observations précises ;
- …
- quand on appartient à une même famille, c’est que l’on se ressemble (couleur des yeux, des
cheveux…), on pourrait donc aussi trouver des caractéristiques physiques semblables chez différentes
espèces d’animaux qui ont un lien de parenté.
Le professeur demande alors aux élèves, en groupe classe, de déterminer les caractères pertinents qui
permettront de réaliser une classification scientifique des différentes espèces d’animaux (de la forêt par
exemple) afin de mettre en évidence des ressemblances entre eux.
En classe entière, l’enseignant organise, à partir des différentes propositions de classement réalisées
précédemment, la confrontation et le débat, tant sur le plan de la méthode de travail utilisée au sein des
groupes que sur celui des résultats obtenus.
La classe peut énoncer que pour classer des êtres vivants en groupes en fonction de leurs liens de
parenté, il faut utiliser les caractéristiques anatomiques et morphologiques qu’ils possèdent (et qui
ont été transmises par leurs ancêtres) et ne pas utiliser les caractères portant sur ce qu’ils font
comme leur manière de se nourrir, sur leur mode de vie, sur leur mode de déplacement…

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La classe peut énoncer quelques règles de travail, dans le cadre « d’un classement scientifique » :
les animaux sont classés à partir de ce qu’ils ont. Il faut donc les observer attentivement et les décrire sur
le plan anatomique et morphologique (utilisation de ressources documentaires). Il faut lister chacun de leur
caractère (ou attribut), en utilisant le terme adéquat.
Le professeur précise les attributs qui seront retenus (voir annexe) et demandent aux élèves, en sous-
groupe :
a) de réaliser un tableau à double entrée, reprenant d’une part les animaux de la collection et d’autres part
les caractères anatomiques et morphologiques sélectionnés ;
b) de regrouper les animaux qui partagent les mêmes caractères, c’est-à-dire de constituer des ensembles
emboités ;
(On peut procéder de deux façons : soit on cherche les attributs communs à toutes les espèces, puis
les attributs plus spécifiques à des sous-groupes de plus en plus restreints (on passe de « tout » à ses
« parties »), soit on travaille dans l’autre sens – des « parties » au « tout »).
c) d’indiquer pour chaque groupe formé le (ou les) caractère(s) qui le justifie(nt) ;
d) de faire attention qu’un même caractère ne se retrouve pas dans deux groupes distincts.
Les élèves en sous-groupe réalisent alors le tableau à double entrée et les ensembles emboités. Les
travaux sont alors présentés à l’ensemble de la classe. À partir de cette confrontation, la classe opte pour
un mode d’organisation le plus rationnel possible.
Exemple de réponse possible :
a) Réalisation d’un tableau à double entrée reprenant chaque espèce et ses caractères (à partir du tableau
de synthèse sur les attributs, voir l’annexe).
b) Réalisation d’une classification des espèces en les regroupant dans des ensembles emboités (par
exemple ci-dessous : formation des groupes en passant du tout à ses parties).
Cerf
commun
Coucou gris
Carabe
violet
Faucheux
Paon du jour
Yeux
X
X
X
X
X
Bouche
X
X
X
X
X
Squelette interne
X
X
4 membres
X
X
Mamelles
X
Poils
X
Plumes
X
Squelette externe
X
X
X
4 paires de pattes
X
Chélicères
X
3 paires de pattes
X
X
1 paire d’antennes
X
X
Elytres
X
2 paires d’ailes
colorées avec écailles
X

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Le professeur peut éventuellement préciser que chaque groupe formé porte un nom reconnu par la
communauté des scientifiques.
Par exemple :
- les métazoaires (ou les animaux) possèdent tous des yeux et une bouche ;
- les vertébrés possèdent un squelette interne ;
- les tétrapodes possèdent 4 membres ;
- les mammifères possèdent des mamelles et des poils ;
- les oiseaux possèdent des plumes ;
- les hexapodes possèdent un squelette extérieur, 3 paires de pattes et des antennes ;
- les arachnides possèdent 4 paires de pattes et deux chélicères ;
- …
Remarque : on peut aussi utiliser des boîtes
comme ci-contre.
Une fois la classification validée, le professeur demande aux élèves de s’interroger sur l’origine de la
ressemblance entre des animaux d’espèces différentes.
Yeux, bouche
Squelette interne, 4 membres
Squelette externe
Mamelles, poils
Plumes
3 paires de pattes, 1 paire
d’antennes
Elytres
s
Ailes
colorées
4 paires de pattes,
chélicères

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Questionnement possible des élèves :
- Peut-on imaginer des liens de parenté comme dans une famille humaine ? Cousins ? Tante ? Oncle ?
- Pourrait-on réaliser un arbre « généalogique » entre des animaux appartenant à des espèces
différentes ?
- Si des animaux ont des caractères en commun, c’est qu’ils les ont hérités d’un ancêtre commun. Mais
quel est-il ? Pourrait-on classer quelques fossiles dans les groupes emboités ?
Le professeur propose par exemple les activités suivantes :
Fiche d’activité 1 : Recherche d’éléments communs au niveau des membres antérieurs de quelques
vertébrés
Fiche d’activité 2 : Recherche des caractéristiques de l’ancêtre commun à tous les êtres vivants
Certains élèves peuvent faire référence à des documentaires vus à la télévision (Sur la terre des dinosaures
(2013)…) et avancent que les espèces se transforment au cours de l’histoire de la Terre.
Fiche d’activité 3 : Comparer la biodiversité actuelle et passée d’un écosystème marin
Le professeur explique que la ressemblance entre espèces différentes est le fruit de l’évolution des êtres
vivants au cours du temps, tel qu’il a été expliqué par Darwin. Depuis la publication, en 1859, de l’ouvrage
de Darwin « De l’origine des espèces », les scientifiques ont commencé à comprendre que les espèces se
transforment au cours du temps, pouvant donner naissance à de nouvelles espèces. Les espèces actuelles
dérivent d’espèces ancestrales différentes. Certaines espèces disparaissent et d’autres apparaissent. Ces
processus expliquent la diversité des espèces présentes sur Terre actuellement.
Fiche d’activité 4 : Darwin sur les traces de l’évolution…
Le professeur invite les élèves à rechercher collectivement comment présenter, de façon plus lisible, la
classification obtenue avec les ensembles emboîtés, en n’oubliant pas que l’on cherche à montrer des liens
de parenté entre les différentes espèces.
On a parlé d’histoire, d’ancêtres et de liens de parentés. Les élèves font spontanément le lien avec un
arbre généalogique.
Mais il est important de faire constater qu’à la différence d’un arbre généalogique, les ancêtres de l’arbre
de classification ne sont pas identifiés. Quant aux espèces à classer, elles prendront place au bout des
branches car ce sont toutes des espèces qui vivent aujourd’hui.
(Les fossiles se disposeront sur des branches plus courtes)
Les ensembles emboîtés représentent un arbre de classification vu de dessus (voir à la page suivante).
Les nœuds ( ) correspondent au dernier ancêtre commun hypothétique aux êtres inclus dans l’ensemble
correspondant. Au-dessus de chaque nœud, on trouve des innovations évolutives (comme l’apparition des
plumes, des poils…).
Il est important de spécifier aux élèves que l’on n’a pas d’image complète des ancêtres communs. On peut
donc imaginer, à partir des fragments de connaissances que l’on a, ce à quoi ils auraient pu ressembler.
On les appelle des ancêtres communs hypothétiques.