Dans les nouveaux programmes …

Biodiversité et Evolution

La Terre, la vie et l’organisation du vivant

Biodiversité, résultat et étape de l’évolution

• Les échelles de la biodiversité

• La biodiversité change au cours du temps

• L’évolution de la biodiversité au cours du temps s’explique par des forces évolutives s’exerçant au niveau des populations

• Communication intra-spécifique et sélection sexuelle

2de

2de https://www.reformedulycee.fr/2018/12/decryptage-reforme-lycee-svt/

Dans les nouveaux programmes, Une approche spiralaire….

Ce qui change

UNE construction progressive des concepts du cycle 3 à la 1ère

Cycle 3

Expliquer l’origine de la matière organique des e.v. et son devenir- Besoins des plantes vertes – végétaux

= producteurs primaires à la base des ch. Alim.

- Besoins alimentaires des animaux- Devenir de la matière organique

n’appartenant plus à un organisme vivant

- DécomposeursIdentifier des enjeux liés à l’environnement - Interactions entre êtres vivants et avec

leur milieu de vie- Écosystème- Biodiversité : réseau dynamique - Conséquences de la modification d’un

facteur physique ou biologique sur l’écosystème

Cycle 4

Nutrition et organisation fonctionnelle à l’échelle de l’organisme, des organes, des tissus, des cellules

Relier les besoins des cellules d’une plante chlorophyllienne, les lieux de production ou de prélèvement de matière et de stockage et les systèmes de transport au sein de la plante

Diversité et dynamique du monde vivant à différents niveaux d’organisation – diversité des relations interspécifiques

Expliquer comment une activité humaine peut modifier l’organisation et le fonctionnement des écosystèmes en lien avec quelques questions environnementales globales

2de

• Le métabolisme des cellules – schématiser des flux de matière et d’énergie au sein d’un organisme, entre les organismes et avec le milieu

• Les échelles de la biodiversité - caractériser la variabilité phénotypique chez une espèce commune, animale ou végétale, et envisager les causes de cette variabilité

• Evolution de la biodiversité – sélection naturelle

• Agrosystèmes et développement durable – biomasse, production, intrants, rendement écologique, cycle de matière

1ère Spé SVT

• Diversité des interactions biotiques / effet sur la valeur sélective des partenaires (compétition, exploitation, coopération)

• Fonctionnement de l’écosystème (production, flux de matière et réservoirs, recyclage de la m.o.)

• Flux de matière dans l’écosystème : entrée, circulation, sortie

• Cycles géochimiques• Dynamique spatiotemporelle des

écosystèmes – impacts des perturbations

• Notion de résilience (en lien avec la complexité des réseaux d’interactions et la diversité fonctionnelle)

• Services écosystémiques

Un regard actualisé

Pour mettre en œuvre l’approche spiralaire, s’interroger sur les enjeux transversaux et favoriser l’acquisition d’une culture scientifique ….

1. Qu’est-ce que la biodiversité ?

La biodiversité c’est le «tissu vivant de la planète1»    , dans toute sa diversité et sous toutes ses formes, delabactérie à la baleine, de l’individu à l’écosystème et au    paysage. C’est elle qui nous nourrit, qui nous habille, qui nous permet de respirer et de vivre. Nous sommes partie intégrale et partie prenante de cette vie, nous y    contribuons, nous en profitons, nous l’influençons.

http://www.fondationbiodiversite.fr/fr/fondation/presentation/la-fondation.html1 Roger Barbault, « un éléphant dans un jeu de quilles »directeur du Département Ecologie et Gestion de la Biodiversité du MNHN

« tout le vivant réside dans les relations qui les unissent (les molécules), supportées par des forces qui sont celles de la physico-chimie, mais qui créent et entretiennent des formes qui n’appartiennent qu’au vivant »

Jean Didier Vincent l’importance du réseau des interactions

(entre les êtres vivants – entre les êtres vivants et leur milieu)

Réflexions didactiques et pédagogiques

De la « collection » …

… au « réseau »

l’importance d’une approche et d’une conception systémique

L’équilibre dynamique des écosystèmes

Repose sur les interactions entre les êtres vivants (relations trophiques, commensalisme, etc.) et sur les interactions entre les êtres vivants et les composantes physico-chimiques du milieu de vie Est lié à la dynamique des populations (plutôt qu’aux individus ou aux espèces) Nécessite du temps pour s’installer

Est susceptible d’être perturbé

A des capacités de résilience qui dépendent notamment de sa richesse spécifique

Plus que la composition spécifique d’un écosystème qui fait l’objet des mesures de conservation, ce sont les fonctions écosystémiques qui doivent être résilientes pour que les services écosystémiques soient maintenus.

En écologie, le terme est employé pour évoquer un organisme, une espèce (taxon) ou un écosystème capable de résister et de surmonter des perturbations majeures ou mineures (catastrophe naturelle, industrielle, etc.) pour retrouver un fonctionnement normal. La résilience est en général fonction de la diversité et de la complexité des écosystèmes et du patrimoine génétique des individus.

La notion de résilience écologique

Cette définition a l’intérêt de souligner la capacite des systèmes a intégrer les transformations en évoluant (le paradoxe de la permanence dans le changement) Pas de retour à l’état initial mais retour à un nouvel état

d’équilibre

La notion de résilience écologique

Les actions de l’Homme conduisent souvent a une lente érosion de la résilience, qui n’est pas notée jusqu’a ce qu’une perturbation qui aurait été absorbée auparavant conduise a un changement vers un nouveau régime.

Dictionnaire encyclopédique de la diversité biologique et de la conservation de la nature – Pascal Triplet – version 2020 https://www.dropbox.com/s/13hrff691mlnylo/P.%20Triplet%2C%20Dictionnaire%20conservation%202019.pdf?dl=0

Préserver la biodiversité ? Pourquoi ? Quels enjeux ? Quels objectifs ?

P.H. Gouyon – professeur MHNH – membre du CS Biodiversité

La question des services écosystémiques

Un contexte national et international

Contribution à l’EDD

La Convention sur la diversité biologique (CDB) est l'une des trois conventions signées au Sommet de la Terre, à Rio de Janeiro (Brésil) en 1992. C’est le premier traité conclu au niveau mondial qui aborde tous les aspects de la diversité biologique, c'est-à-dire non seulement la protection des espèces mais également celle des écosystèmes et du patrimoine génétique.

Elle garantit l'utilisation durable des ressources naturelles : l’exploitation des écosystèmes, des espèces et des gènes doit se faire au bénéfice de l’humanité mais à un rythme et de manière à ce que cela n’entraîne pas, à long terme, une diminution de la diversité biologique

Respecter les trois objectifs de la stratégie mondiale de la conservation :1. la conservation de la diversité biologique.2. l’utilisation durable de ses éléments constitutifs.3. le partage juste et équitable des avantages découlant de l’exploitation de ses ressources génétiques

la première à reconnaître que la conservation de la diversité biologique est "une préoccupation commune à l'humanité" et fait partie intégrante d'un développement socio-économique durable

La stratégie nationale pour la biodiversité (SNB) est la concrétisation de l’engagement français au titre de la convention sur la diversité biologique. Après une première phase 2004-2010 basée sur des plans d’actions sectoriels, la SNB 2011-2020 vise un engagement plus important des acteurs dans tous les secteurs d’activité, à toutes les échelles territoriales, en métropole et outre-mer. Il s’agit d’atteindre les 20 objectifs fixés pour préserver, restaurer, renforcer, valoriser la biodiversité et en assurer un usage durable et équitable.

Les Objectifs de Développement Durable

Un enjeu majeur du XXIe siècle : comprendre les effets des changements globaux (climat, utilisation des terres, invasions, pollutions, etc.) sur la biodiversité, les écosystèmes et les services associés – et y faire face

La vitesse et l’ampleur de ces phénomènes sont telles qu’un effort important des scientifiques est nécessaire pour proposer des outils permettant d’adapter la gestion de la biodiversité. Parmi ces outils, les scénarios jouent un rôle clé.

Il existe différentes approches en matière de scénarios, toutes visant à explorer les futurs possibles de la biodiversité. Ces approches sont principalement de deux ordres : les projections et la prospective

Les scénarios de la biodiversité

AFB - 2013

Les services écosystémiques …

… les avantages socioéconomiques directs et indirects que les écosystèmes procurent aux populations humaines.

http://www.supagro.fr/ress-pepites/Opale/ServicesEco/co/ServicesEcosystemique.html

2. La biodiversité : résultat et étape de

l’évolution

Parentés

Mécanismes de l’évolution

Évolution des théories de l’évolution

• Un concept qui se bâtit peu à peu au cours de la scolarité

Parentés et relations de parenté

Une diversité d’êtres vivants

Que l’on peut organiser, trier, regrouper en fonction de caractères communs

Clé de détermination

« comment ça s’appelle ? » « qu’est-ce

que c’est ? »

Que l’on peut classer avec des objectifs précis

Ex. : pour traduire des parentés

Classification évolutive

« qui est plus proche parent de qui ? »

la question de l’unité taxonomique …

Une diversité de taxons

Des caractères communs qui permettent de les regrouper

Des groupes emboités

Une classification en groupes emboités que l’on ne peut interpréter en termes de parenté que si ….

Une diversité de taxons

Des caractères communs qui permettent de les regrouper

Des groupes emboités Une classification en groupes emboités

que l’on ne peut interpréter en termes de parenté que si ….

● les caractères utilisés sont déterminés génétiquement (sont héréditaires)

● on admet une origine commune de tous les êtres vivants ● on admet qu’il y a évolution de la vie et des caractères nouveaux

apparaissent au cours des temps géologiques ● on postule qu’un caractère n’apparait qu’une seule fois au cours de

l’évolution Si deux taxons différents possèdent le même caractère héréditaire, et que celui-ci ne peut apparaître qu’une seule fois au cours de l’évolution, alors on peut en déduire qu’ils ont un ancêtre commun (le premier ayant présenté ce caractère)

Une diversité de taxons

Des caractères communs qui permettent de les regrouper

Des groupes emboités

Les groupes obtenus sont des clades

Arbre de parenté Arbre phylogénétique

Méthode cladistique

Etablir des parentés à partir de données moléculaires

Méthode cladistique – application du principe de parcimonie

Méthode phénétique Arbre phylogénétique

Matrice des différences

A propos des arbres phylogénétiques …

A propos des arbres phylogénétiques …

Le buisson du vivant

Mécanismes de l’évolution Innovations génétiques

(nouveaux allèles, nouveaux gènes,

nouvelles combinaisons, …)

Traduction phénotypique

Transmission, maintien et

diffusion des innovations dans les populations

• Influence de l’environnement (sélection naturelle, …)

• Sélection sexuelle• Hasard

Création de diversité

Dynamique de la diversité

L’occasion de faire de l’histoire des sciences et de faire comprendre ce qu’est une théorie scientifique Un peu d’histoire des sciences …

Évolution = concept apparu en biologie vers 1800

Geoffroy St Hilaire (1772/1844) – dès 1825 les mécanismes de la transformation évolutive ne peuvent pas se comprendre sans tenir compte de l’environnement où ils se produisent

Contexte : révolution – parution de

l’encyclopédie

Des questions qui se posent aujourd’hui :

o Quelle est l’importance du hasard dans le processus évolutif (dérive, neutralité) ?

o Quelle est la nature de la cible de la sélection : gène ? Cellule ? Organe ? Individu ? Population ?

o Quelle est l’importance des transferts horizontaux de gènes ?

o Quelle est la valeur de la concurrence ?

o Le rythme de mutation des gènes étant différent de celui des populations, y a-t-il une évolution des gènes distincte de l’évolution des êtres vivants ?

o Comment doit-on reconnaître le rôle des manifestations épigénétiques ?

« Manifeste pour une écologie évolutive » - Thierry Lodé

Concevoir la démarche didactique et pédagogique ….

Enseigner la biodiversité et l’évolution

Des concepts importants à bien maîtriser sur les plans scientifique, didactique et pédagogique

• Biodiversité réseaux dynamique Un enjeu de formation citoyenne, d’éducation au DD

• Espèce / population

• Evolution du vivant un concept bâti au collège, à remobiliser régulièrement et rigoureusement

Une distinction claire entre clé de détermination et classificationUne classification en groupes emboîtés construite selon des règles précises qui permettent de l’interpréter en termes d’évolution en mobilisant les connaissances de génétique Un arbre de parenté qui n’est qu’une traduction de la classification par groupes emboîtés

Capacités

- Situer dans le temps quelques grandes découvertes scientifiques sur l’évolution

- Expliciter la démarche sur laquelle repose une théorie scientifique à partir du travail mené sur l’évolution dans ce thème

Un enjeu de formation citoyenne essentiel : que chaque citoyen ait compris ce qu’est la science, comment elle se construit, ce qu’est une théorie scientifique

Une référence biblio : l’aventure de la biodiversité – Hervé Le Guyader – Ed. Belin

La Terre, la vie et l’organisation du vivant

Biodiversité, résultat et étape de l’évolution

• Le modèle: Comment consolider ce que les élève sont déjà vu ? Quel est le point de départ ? Vers quoi doit-on les emmener ?

• Réflexion sur d’autres approches: par exemple le document d’appel…

• Rechercher des ressources existantes, innovantes, à créer.

2de

Thème

Le modèle

de l’élève

Les enjeux

en terme

de culture scientifi

queLes champs

du possible

en éducatio

n transver

sale

La démarc

he pédagogique et didactiq

ue

- Ce qu’ils ont déjà vu dans leur scolarité- Ce que l’on rajoute

- La diversité des pratiques ou activités possibles

- Les liens avec les autres disciplines ou domaines (éducations au développement durable, à la santé…)

- Les notions essentielles

Consignes de travail en équipe sur un sous-thème du programme de 2nde ou de

spécialité de 1ère

https://www.youtube.com/watch?v=99-tm6Gr4sQ