La biodiversité et son évolution

mardi 8 janvier 2019
par  Laurence Chapon
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 La leçon et les documents de travail

Problème : Existe-t-il une origine commune aux organismes vivants ?
I. Tous les organismes vivants ont une origine primordiale commune.

Anatomie d’une bactérie

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Bactérie Pseudomonas (MET x 70 000)

Toutes les cellules procaryotes ont en commun trois composantes :
- Une membrane plasmique qui sépare la cellule de son milieu extérieur et régule les entrées et sorties de substances ;
- Du cytoplasme ;
- Un ou plusieurs nucléoles (zones claires) qui contiennent le matériel héréditaire : un chromosome circulaire.

L’information génétique des bactéries
Les bactéries possèdent un appareil nucléaire constitué d’acide désoxyribonucléique (ADN) qui est le support de l’information génétique.
L’ADN chromosomique est constitué d’une double hélice d’ADN circulaire. Cette double hélice est pelotonnée, surenroulée dans le cytoplasme […]. Déplié, le chromosome bactérien a près de 1 mm de long (1000 fois la longueur de la bactérie) et 3 à 5 nanomètres de large

Les arguments en faveur d’une origine commune des êtres vivants :
Tous les organismes vivants …
- sont constitués de cellules : une membrane plasmique délimitant le milieu extérieur et un cytoplasme ;
- ont de l’ADN comme support de l’information héréditaire : soit contenu dans un noyau (des chromosomes comme nous l’avons vu chez l’Homme c’est à dire de longs filaments), soit des chromosomes circulaires libres dans le cytoplasme. On dit que l’information génétique est universelle car elle est toujours constituée d’ADN.

Bilan : La cellule, unité du vivant, et l’universalité du support de l’information génétique dans tous les organismes, Homme compris, indiquent sans ambiguïté une origine primordiale commune.

Problème : On parle actuellement d’une disparition de la biodiversité avec le réchauffement climatique. Y a-t-il eu des crises semblables dans l’histoire de la Terre ?
II. Les espèces n’ont pas toujours été les mêmes au cours de l’histoire de la Terre.


Problème : Comment définir une espèce ?

1) Une espèce est définie à un instant de l’histoire du vivant.

On observe une grande diversité de caractères entre les individus considérés comme étant de la même espèce. (Comme nous l’avons vu dans le chapitre sur les caractères chez l’Homme).

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Les Turritelles sont des gastéropodes actuels. Il en existe de nombreuses espèces à travers le monde comme le montre la photo.
Il existe des turritelles depuis le début du Crétacé. Les turritelles actuelles sont des descendants des turritelles du Crétacé.

ne espèce est définie par un groupe d’individus ayant des caractères communs mais aussi une grande diversité. L’espèce existe à un moment donné de l’histoire du vivant.

2) La biodiversité a subi de nombreuses crises au cours de son histoire.

Activité 1 : L’histoire d’un groupe de vertébrés, les Ichtyosaures
Activité 2 : Évolution des ammonites
Activité 3 : Jurassic park !
Activité 4 : Comment expliquer la disparition des dinosaures ?

Documents de travail : Activités - Documents

Regarder la vidéo

Compléter la page suivante à partir des informations extraites de la vidéo. 
Page 3 de la leçon à compléter

III. Observer les espèces permet de comprendre l’évolution.

Rappel de 6e : En comparant les caractères de différents organismes, on peut réaliser une classification par emboîtement.

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Comparaison des caractères de différents animaux (les croix indiquent que le caractère est présent chez cet animal ; pas de crois, le caractère est absent).

On réalise une classification par emboîtement à partir de ce tableau :

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Classification par emboîtement
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Arbre phylogénétique

Un arbre phylogénétique est une manière de représenter les espèces et leurs caractères ont permis de les classer.
Les animaux placés dans l’arbre sont des espèces actuelles.

Toutes les espèces dérivent d’un ancêtre en commun aujourd’hui disparu.
Ainsi, l’ancêtre commun à tous ces animaux (1) possède un crâne et des vertèbres et il est à l’origine des 6 espèces actuelles étudiées.
Cependant un caractère nouveau apparaît : la présence d’une mâchoire. L’ancêtre commun (2) possède cette mâchoire et va être à l’origine des 5 espèces « au-dessus de lui dans l’arbre » mais pas de la lamproie.

Un peu de vocabulaire :
- Ancêtre commun : animal disparu possédant tous les caractères de différentes espèces actuelles.
- Caractère dérivé : caractère nouveau (exemple : la mâchoire est un caractère dérivé pour le requin, la truite, la grenouille, le chat et l’Homme).
- Caractère ancestral : caractère précédant l’apparition du caractère dérivé (exemple : la lamproie n’a pas de mâchoire).

Pour mieux comprendre, aller voir la vidéo

Activité 5 : Classer le vivant
Documents de travail : Activités - Documents

Bilan : Une espèce nouvelle présente une organisation commune mais aussi des caractères nouveaux par rapport à une espèce antérieure dont elle serait issue.
La construction d’un arbre de parenté permet de traduire l’évolution des espèces.

Problème : Comment apparaissent de nouvelles espèces ?
IV. Les nouvelles espèces apparaissent par mutation de l’ADN (des gènes) et sélection naturelle.

1) Toutes les espèces présentent une grande diversité comme chez l’Homme.

L’apparition de caractères nouveaux au cours des générations suggère des modifications de l’information génétique : ce sont les mutations.

2) La sélection naturelle se manifeste par exemple lors de changements de l’environnement.

La diversité génétique est à la base de l’évolution car l’environnement pourra sélectionner les caractères de ceux qui sont le plus aptes à survivre ou à se reproduire.

Activité 7  : Un modèle imaginaire pour comprendre la sélection naturelle
Activité 8 : L’évolution des espèces, étude du Pinson Geospiza fortis

Documents de travail : Activités - Documents

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Titre : Schéma bilan des mécanismes de l’évolution

Une espèce est issue de la sélection naturelle et pourra évoluer et devenir une nouvelle espèce par le même mécanisme.

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 Le plan de travail

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Séances en classeTravail à la maison
Préparer la séance Lires pages 1 et 2. Compléter les titres, et les bilans
1 Activités 1 et 2 : La biodiversité a subi de nombreuses crises au cours de son histoire / Autocorrection. Préparer la séance 2 TCompléter la page 3 à partir de la vidéo
2 Activités 3 et 4 : La biodiversité a subi de nombreuses crises au cours de son histoire (suite) / Autocorrection. Préparer la séance 3 Lire le III de la leçon – pages 4 et 5. Compléter les titres, les schémas et les bilans.
3 Activités 5 et 6 : Classer le vivant / Autocorrection. Préparer la séance 4 Lire le IV de la leçon – page 6. Compléter les titres, les schémas et les bilans.
4 Activités 7 et 8 : La sélection naturelle / Autocorrection. Préparer le contrôle Relire la leçon, les TP et leurs corrigés et les critères de réussite des compétences travaillées

 Les compétences travaillées

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CompétencesActivité 1Activité 2Activité 3Activité 4Activité 5Activité 6Activité 7Activité 8
Pratiquer des démarches scientifiques Proposer une hypothèse x
Raisonner x x x x
Utiliser des outils pour apprendre Exploiter un document x x x x x x x x
Organiser son travail x x x x x x x x
Communiquer Réaliser un tableau x
Réaliser un schéma x
Réaliser un texte argumentatif x x x x
Être collégien Respecter le matériel et les locaux x x x x x x x x
Respecter les consignes x x x x x x x x
Faire ses devoirs
Respecter les autres x x x x x x x x
Savoir travailler en équipe x x x x x x x x
Être actif en classe x x x x x x x x

Brèves

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samedi 9 décembre 2017

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