Antoine-Belfroy
Académie de Guadeloupe Lundi 30 Juin 2014
RESSOURCES MUTUALISABLES EN SVT
Martine BELFROY, professeure de SVT LGT de Baimbridge, Abymes.
Frédérique ANTOINE-FIRMO, professeure de SVT LGT Yves LEBORGNE, Ste-Anne.
Avec la collaboration de Nadia ALI et Sandy FORBIN, professeures de SVT
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Un exemple de cours «magistral» interactif
« Autour du concept d’espèce »
Espèces d’espèces, un film de Denis Waerebeke
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Enseignement spécifique Classe de Terminale S
Thème 1. La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant
Thème 1-A Génétique et évolution
Thème 1-A-3 De la diversification des êtres vivants à l'évolution de la biodiversité
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Connaissances:- La définition de l'espèce est délicate et peut reposer
sur des critères variés qui permettent d'apprécier le caractère plus ou moins distinct de deux populations (critères phénotypiques, interfécondité, etc.).
- Le concept d'espèce s'est modifié au cours de l'histoire de la biologie. Une espèce peut être considérée comme une population d'individus suffisamment isolés génétiquement des autres populations. Une population d'individus identifiée comme constituant une espèce n'est définie que durant un laps de temps fini.
- On dit qu'une espèce disparaît si l'ensemble des individus concernés disparaît ou cesse d'être isolé génétiquement. Une espèce supplémentaire est définie si un nouvel ensemble s'individualise.
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Capacités et attitudes:
Manifester sens de l’observation, curiosité, esprit critique.
Comprendre la nature provisoire, en devenir, du savoir scientifique.
Être conscient de sa responsabilité face au monde vivant.
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Autour du concept d’espèce…
Un concept qui a évolué au cours du temps
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Quels sont les individus appartenant à la même espèce ?
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Exemple de réponse d’élève:
Ces individus appartiennent à la même espèce car ils se ressemblent.
Critère morphologique/ phénotypique
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« Une espèce est un ensemble d’individus qui engendrent, par reproduction, d’autres individus semblables à eux-mêmes.»
Carl Von Linné (1707- 1778)
Naturaliste suédois
En effet, au XVIIIème siècle…
Critère de ressemblance et critère de reproduction à l’identique
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o Toute variation par rapport au type « idéal » est considérée comme une anomalie. L’espèce représente donc une entité permanente et stable.
« Nous comptons aujourd’hui autant d’espèces qu’il y a eu au commencement de formes diverses créées ».
Linné
Pour les scientifiques de l’ époque, les espèces ont été créées par la divinité.
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Linné a répertorié, nommé et classé de manière systématique l'essentiel des espèces vivantes connues à son époque .
Toutes les espèces sont nommées en latin, selon le système binominal inventé par Linné:
un nom de genre suivi d’un qualificatif d’espèce.
Ex: Homo sapiens
Image extraite du film « Espèces d'espèces », 2009
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Et pourtant...Ce sont des espèces différentes
Coccinella magnifica
Loxodonta africana
(éléphant de la savane)
Orgyia recens Orgyia antiqua
Loxodonta cyclotis (éléphant de la
forêt)
Coccinella septempunctata
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Une même espèce ou deux espèces différentes?
La même espèce …mais des cas de dimorphisme sexuel!
Pied de chat dioïque
Merle
Dynaste hercule
Sphinx
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Une même espèce ou des espèces différentes?
Reine entourée de ses ouvrières
Castes chez les termites
Une même espèce... mais des individus morphologiquement très différents : un cas de
POLYMORPHISME
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Une même espèce ou deux espèces différentes?
Une même espèce, le Tenebrio molitor
(Ténébrion meunier)
Mais… des stades différents de développement.
Larve
Adulte
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On ne peut donc pas uniquement se fonder sur la ressemblance
morphologique pour définir l’espèce:
il peut y avoir ressemblance sans parenté
ou parenté sans ressemblance
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Selon Darwin…Au 19ème siècle, Darwin révolutionne l’approche du concept d’espèce:
- Il se fonde sur la théorie de l’évolution et introduit l’idée d’une parenté entre les espèces.
-La diversité du monde change et les espèces apparaissent comme des entités limitées dans l’espace et dans le temps.
- La variabilité est une propriété essentielle du Vivant et non plus une anomalie.
Charles Darwin (1809- 1882)Naturaliste anglais
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Sans en donner une définition formelle, il illustre la notion d’espèce par le schéma suivant:
Doc2 p.68- Chaque boule est un individu qui peut se reproduire avec un autre et engendrer une descendance elle-même fertile.
- Si un groupe d’individus ne se croise plus avec un autre, alors les deux branches divergent et peuvent former deux espèces distinctes.
spéciation
Extinction Espèce 4
Espèce 1
Espèce 2
Espèce 3
Espèce 5
Espèce 4
D’après « Biologie évolutive » Editions de Boeck
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Le critère d’interfécondité
« Une espèce est une population ou un ensemble de populations dont les individus peuvent effectivement ou potentiellement se reproduire entre eux et engendrer une descendance viable et féconde dans des conditions naturelles. »
(Ernst Mayr , 1942)
Ernst Mayr (1904-2005)
Biologiste et généticien allemand
Un critère biologique important…
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Quelques hybrides
Zébrane (zèbre x âne)
Ligre (lion x tigresse)
Mulet ( âne x jument)Orchidée hybride
Phalaenopsis gersenii
Phalaenopsis violacea
Phalaenopsis sumatrana
X
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Un autre critère biologique…..
Formica paralugubris Formica lugubrisse ressemblent et étaient considérées comme une seule et même espèce jusqu’en 1996.
Mais de récentes études moléculaires montrent qu’il n’y a aucun échange génétique entre elles alors qu’elles peuvent se rencontrer: ce sont deux espèces distinctes!
Etude de flux de gènes entre des populations
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Actuellement…Une espèce peut être
considérée comme un ensemble d’individus suffisamment isolés génétiquement des autres populations.
Ceci implique une incapacité à s’accoupler suite à des différences dans les parades nuptiales ou une incompatibilité des organes génitaux ou un isolement géographique etc…
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Un premier exemple... Fuligule milouin (Aythya ferina) (Aythya fuligula) Fuligule morillon
Pour les ornithologues : ces deux canards qui ne se ressemblent pas et ont des habitats différents 2 espèces différentes.
Cependant, pour les généticiens : ils peuvent se reproduire et donner une descendance fertile 1 même espèce.
Habitats différents => divergences génétiques
Vers 2 nouvelles espèces…
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Zerynthia polyxena
Zery
Zerynthia kassandra
Deux papillons très semblables morphologiquement
mais avec des organes reproducteurs non compatibles empêchant toute interfécondité!
=> 2 espèces différentes…
…expliquées par leur histoire
Un deuxième exemple…
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1- Une aire de répartition d’une espèce ancestrale Zerynthia unique avant la dernière glaciation du quaternaire.
2- Pendant la période glaciaire, deux aires au climat plus doux coupées en deux par une zone très froide.
3- Deux aires qui s’élargissent et finissent par se rejoindre mais deux populations trop longtemps isolées qui ont divergé par accumulation de modifications génétiques.
1 2 3
… Leur histoire…
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Fuligule, Zerynthia: deux exemples de spéciation:
Spéciation: mécanisme par lequel un nouvel ensemble s’individualise à l’origine d’une nouvelle espèce.
Habitats différents sans isolement géographique
Isolement géographique
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Apparition d’espèces mais aussi des extinctions…
Doc2 p.68
spéciation
Extinction Espèce 4
Espèce 1
Espèce 2
Espèce 3
Espèce 5
Espèce 4
Des exemples en Guadeloupe…
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Espèces disparues de Guadeloupe
Le lamantin Genre Trichechus
disparu au 18ème siècle
Flamant rose disparu fin 17ème siècle
(Phoenicopterus roseus)
Ara guadeloupensis disparu au 18ème siècle
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Quelques espèces protégées…
Le Gaïac (Lignum vitae)
La tête à l’anglais
Le lambi(Strombus gigas)
Le racoon
(Melocactus
intortus) (Procyon minor ).
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« Chacun est responsable de la planète et doit la protéger à son échelle. » Yann Arthus-Bertrand
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Merci de votre attention!