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Thème : Évolution des êtres vivants et histoire de la Terre - page 1
L’histoire du vivant est inscrite dans les roches.
Problème : La biodiversité a-t-elle toujours été la même au cours de temps géologiques ?
I. La vie a évolué depuis son apparition il y a 3 milliards d’années.
TP 1 : La biodiversité a-t-elle toujours été la même au cours de temps géologiques ?
La comparaison de la vie à des périodes différentes (de - 500 Millions d’années à maintenant)
montre des différences importantes :
• Des êtres vivants ont disparu. Exemple : les trilobites ont vécu jusqu’à -250 Ma)
• De nouveaux groupes sont apparus, se sont développés puis ont disparus. Exemple : les
ammonites ont vécu de -200 à – 65 Ma.
D’autres sont apparus il y a très longtemps et existent toujours. Exemple : les bivalves, les
brachiopodes, les gastéropodes.
Bilan : Les roches sédimentaires sont des archives géologiques de l’histoire de la vie.
Les premières traces de vie ont plus de 3 milliards d’années.
Des groupes d’êtres vivants sont apparus, se sont développés, ont régressé et ont pu
disparaitre.
Rappel de 5ème : La formation des fossiles
1. L’animal meurt et tombe au fond de la mer. Les parties molles
disparaissent par décomposition.
2. Des sédiments (boue et sable) remplissent les creux laissés par la
disparition des parties molles.
3. La coquille est recouverte par les sédiments.
4. Avec le temps (plusieurs millions d’années) les sédiments deviennent
une roche.
5. Grace aux mouvements tectoniques, les couches de roches
remontent au dessus du niveau de la mer.
6. L’érosion fait apparaitre les fossiles à l’affleurement.
Thème : Évolution des êtres vivants et histoire de la Terre - page 2
Titre : Évolution du nombre de familles au cours de l’histoire des temps géologiques
Problème : Quelle est l’origine des crises de la biodiversité ?
II. L’histoire de la vie a été parsemée de grandes crises de la
biodiversité.
Titre : Les grands évènements de l’histoire de la Terre et du vivant.
Bilan des observations :
Au cours de temps géologiques, de grandes crises de la biodiversité ont marqué l’évolution :
Des extinctions de masses ont succédé à des périodes de diversification.
Ces extinctions sont liées à des évènements géologiques :
• Alternances de périodes glaciaires et de périodes chaudes ;
• Très forte activité volcanique ;
• Impacts de météorites.
Les émissions atmosphériques dues à des volcans ou à des météorites ont pour effet
d’obscurcir le ciel et de limiter la quantité de lumière solaire atteignant le sol. La
température chute brutalement.
Thème : Évolution des êtres vivants et histoire de la Terre - page 3
Problème : Comment sont découpés les époques des temps géologiques ?
III. Les époques géologiques sont découpées en fonctions de l'évolution du
vivant : apparition de nouveaux groupes / extinctions.
D’après encyclopédie Larousse
Le Carbonifère est un système géologique du Paléozoïque. Cette période géologique s'étend
de 358,9 ± 0,4 à 298,9 ± 0,2 millions d'années (Ma). Son nom provient des vastes couches de
charbon qu’il a laissées en Europe de l'Ouest. .
Bilan : La succession des formes vivantes et des transformations géologiques ayant affecté la
surface de la Terre depuis son origine, est utilisée pour subdiviser les temps géologiques en
ères et en périodes de durée variable.
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L'évolution du vivant s'inscrit dans le temps
Problème : Existe-t-il une origine commune aux organismes vivants ?
I. Tous les organismes vivants ont une origine primordiale commune.
Anatomie d’une bactérie
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.
Bactérie Pseudomonas (MET x 70 000)
1. Membrane plasmique. 2. Cytoplasme.
2. 4. Nucléole. 5. Paroi cellulaire.
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.
Thème : Évolution des êtres vivants et histoire de la Terre - page 5
Problème : Comment apparaissent de nouvelles espèces ?
II. 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.
Imaginons ce troupeau fictif d'herbivores de
la savane Africaine.
On observe une grande diversité de caractères
entre les individus considérés comme étant de
la même espèce (comme nous avons pu le
constater dans le chapitre sur la diversité
chez l'Homme). Cette diversité est liée à
l’existence de gènes qui déterminent des
caractères. La variabilité des caractères
dépend des différentes versions des gènes
appelés allèles. Ces allèles sont issus de modifications des gènes appelées mutations.
Bilan : 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.
Imaginons que ce troupeau subisse des événements naturels comme décrits dans les scenarii
suivants, certains caractères permettront à certains animaux du troupeau de survivre :
Scénarii Animaux qui devraient survivre
Le troupeau traverse une
rivière
Un prédateur approche
Un prédateur attaque
Une sécheresse survient
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.
Thème : Évolution des êtres vivants et histoire de la Terre - page 6
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.
Problème : Comment définir une espèce ?
III. 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).
Les Turritelles sont des gastéropodes actuels. Il en existe de
nombreuses espèces à travers le monde.
Il existe des turritelles depuis le début du Crétacé. Les
turritelles actuelles sont des descendants des turritelles du
Crétacé.
Une 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.
Thème : Évolution des êtres vivants et histoire de la Terre - page 7
IV. Observer les espèces permet de comprendre l’évolution.
Rappel de 6ème : En comparant les caractères de différents organismes, on peut réaliser une
classification par emboitement.
Crâne et
vertèbre Mâchoire Squelette osseux
4 membres munis de
doigts
Mâchoire inférieure à un
seul os
Chat X X X X X
Requin X X
Lamproie X
Grenouille X X X X
Chimpanzé X X X X X
Truite X X X
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 emboitement à partir de ce tableau :
Légende : Ancêtre commun
Caractère nouveau
4 membres munis de doigts
Crâne et vertèbres
Mâchoire
Squelette osseux
Mâchoire inférieure à un seul
os
Crâne et vertèbres
Mâchoire
Squelette osseux
4 membres munis de doigts
Mâchoire inférieures à 1 seul os
d
Titre : Arbre phylogénétique
Thème : Évolution des êtres vivants et histoire de la Terre - page 8
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 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
possède cette mâchoire et va être à l’origine des 5 espèces « au-dessus de lui » 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).
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 : Quelle est la place de l’Homme (en tant qu’espèce) dans l’évolution ?
V. L’Homme fait partie des primates, un groupe des mammifères…
L’espèce humaine appartient au groupe des mammifères. En effet, elle possède :
un squelette interne avec un crâne (vertébrés).
un squelette osseux avec une mâchoire et 4 membres (tétrapodes).
des poumons et un amnios
des poils, des mamelles et une mâchoire inférieure à un seul os (mammifères).
Mâchoire Poumons Amnios Poils
Queue
régressée
Bipédie
permanente
Lamproie
Requin X
Salamandre X X
Lézard X X X
Tigre X X X X
Gorille X X X X X
Homme X X X X X X
Tableau de caractère
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Relations de parenté au sein des Hominoïdes
Arbre de parenté (arbre phylogénétique)
Parmi les mammifères, d’autres caractères permettent de la classer dans le groupe des
primates et plus précisément des grands singes (groupes des hominoïdes) :
Classification par emboitement Arbre de parenté des primates
Des analyses génétiques permettent de mieux comprendre la place de l’espèce humaine parmi
les singes hominoïdes.
Homme Chimpanzé Gorille Orang-outan
Homme 0 %
Chimpanzé 1,45 % 0 %
Gorille 1,51 % 1,57 % 0 %
Orang-outan 2,98 % 2,94 % 3,04 % 0 %
L’Homme est plus proche du Chimpanzé car ils ont seulement 1,45 % de fragments d’ADN
différent.
Grâce à cette analyse génétique, on peut déterminer une horloge biologique et dater depuis
combien de temps les espèces se sont séparées : L’Homme et le Chimpanzé se sont séparés il
y a 7 millions d’années.
Pourcentage de différences entre des fragments
d’ADN comparables de 4 espèces de Primates.
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Arbre phylogénétique des Hominoïdes : l’Homme est un Homininé, Hominidé, Hominoïde.
(Dac : dernier ancêtre commun)
D’après : http://jeanvilarsciences.free.fr
Conférence de Pascal Picq, chercheur au Collège de France.
http://fr.slideshare.net/lapeyre/evol-sgf2-1
Bilan : L’Homme en tant qu’espèce, est apparu sur la Terre en s’inscrivant dans le processus
d’évolution. C’est un primate classé dans le groupe des grands singes.
