La reproduction permet la formation d'un nouvel individu. Ce mécanisme biologique est intimement lié, générations après générations sur des millions d'années, au processus d'évolution.

        Par évolution, il est entendu l'ensemble des phénomènes et mécanismes qui permettent des changements naturels dans la biodiversité par des apparitions ou disparitions d'êtres vivants. On peut constater l'évolution d'une population, d'une espèce ou d'un écosystème au travers de millions d'années mais il n'est pas possible de prévoir l'évolution.

        La théorie de l'évolution telle qu'elle existe actuellement est le fruit d'années de recherches et de travaux scientifiques rigoureux. Attention à ne pas confondre hypothèse et théorie.

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Pour rappel :

Hypothèse : Idée vérifiable pour répondre à un problème scientifique et qui est soumise à l'expérience.

Théorie : Ensemble d'hypothèses et de connaissances vérifiées qui expliquent un phénomène.

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I - Le constat de l'évolution

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Question : Comment les espèces ont-elles occupé la Terre tout au long de son histoire ?

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Activité : Les fossiles

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Schéma de la formation d'un fossile, Hatier, 2016.

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Consigne : A l'aide du schéma explicatif de la formation d'un fossile et grâce au matériel à disposition, crée un fossile

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Bilan :

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 Fossile : Reste ou moulage d’un être vivant conservé dans une roche.

        Les fossiles sont des restes ou des moulages d’animaux ou de végétaux qui vivaient il y a plusieurs millions d’années. Par l'enfouissement que l'être vivant a subi, ses parties dures (os, dents, écorces, graines ...) sont conservées et transformées en roche. En datant la roche, on peut savoir à quelle période vivant cet être vivant. On peut donc reconstituer, après la découverte de nombreux fossiles dans un même environnement, des environnements entiers avec les animaux et les végétaux qui y vivaient.

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Activité : L'évolution de la biodiversité au fil du temps

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Consigne : Compare cet environnement à deux moments de son histoire.

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La biodiversité actuelle (à gauche) de la forêt de Scarpe-Escaut

et celle d'il y a 310 millions d'années (à droite)

Hatier, 2016

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Bilan :

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        Au cours du temps, des organismes vivants sont apparus, d’autres ont disparu : l’histoire de la vie sur Terre a été marquée par le renouvellement des espèces et des groupes (Reptiles, Mammifères …).

 

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II - Les liens entre les espèces

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        Nous venons de voir que l'évolution consistait en l'apparition et la disparition d'espèces vivantes. Toutefois, la notion d'évolution entraine aussi l'idée d'apparitions de caractères nouveaux et d'un lien marqué entre les espèces.

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Pour rappel, la notion d'espèce est expliquée ici.

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Activité : Les liens entre les espèces

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Consigne : Après l'observation de différents squelettes mis à disposition, colorie et légende correctement les schémas du membre supérieur de quelques animaux.

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Le logiciel Phylogène permet aussi de mettre en évidence des liens entre les espèces en prenant plusieurs caractères en ligne de compte. Il est ainsi possible de produire des groupes emboités, comme vus en 6ème.

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Les mêmes informations peuvent être portées par un autre document reflétant les liens entre les espèces : un arbre phylogénétique.

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Arbre phylogénétique de quelques Vertébrés fossiles (espèces rouges) et actuels

 

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       Un arbre phylogénétique représente les liens entre les espèces comme un arbre généalogique représente les liens entre les membres d'une famille. Nous ne sommes donc pas sur une étude au niveau de l'individu mais bien de l'espèce. Il se lit de bas en haut. Chaque carré jaune représente un ancêtre commun à toutes les espèces qui le suivent. Comme nous travaillons à l'échelle de l'espèce et non de l'individu, le temps écoulé entre chaque branche de l'arbre ne se compte pas en années mais en millions d'années.

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       Sur cet arbre phylogénétique, on remarque qu'il existe 5 ancêtres communs à l'Homme et au chat mais un seul qui leur soit exclusif. C'est l'ancêtre commun à tous les Mammifères. Il est daté à 220 millions d'années.

Chaque carré représentant un ancêtre commun, il représente aussi l'acquisition d'un caractère. Ainsi, selon les caractères choisis et les animaux choisis, l'Homme et le chat possède le plus de caractères évolués. Attention, tout cela dépend bien des caractères choisis et ne réflète en rien l'acquisition d'une intelligence qui serait synonyme d'une plus grande évolution.

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Bilan :

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 Phylogénie : Etude des relations de parenté entre les êtres vivants.

La comparaison de différentes espèces montre des organisations identiques. La présence de caractères communs permet d’établir des liens de parenté entre les êtres vivants. En effet, les espèces qui partagent un même caractère possèdent un ancêtre commun qui, dans le passé, a transmis ce caractère à tous ses descendants. Plus les espèces possèdent de caractères communs plus leur parenté est forte. Pour représenter ces liens de parenté, on fait un arbre phylogénétique.

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Activité : La théorie de l'évolution

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Consigne : A l'aide de la vidéo, relève tout ce qui concerne la théorie de l'évolution (histoire de la théorie, date, personnes) et la place qu'a l'espèce humaine dans cette théorie.

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Bilan :

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      L’espèce humaine, Homo sapiens, partage des caractères communs avec les autres êtres vivants : elle est donc elle aussi issue de l’évolution. Homo sapiens fait partie du groupe Homo qui a comporté d’autres espèces aujourd’hui toutes disparues.

L'Homme est un Mammifère car il possède un corps recouvert de poils et des mamelles

L'Homme est un Primate car il possède un pousse opposable.

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       La théorie de l'évolution actuelle a été élaborée dans ses grandes lignes au XIXème siècle par Charles Darwin.

A cette époque, plusieurs théories sont débattues concernant l'évolution

- Cuvier propose le fixisme, théorie selon laquelle le monde n'a pas connu d'évolution

- Lamarck propose une théorie, baptisée plus tard "transformisme", selon laquelle les êtres vivants sont amenés à être transformés selon leurs habitudes de vie.

- Darwin propose une théorie basée sur une sélection des formes les plus aptes à survivre dans un environnement donné.

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        Les nombreuses découvertes de fossiles mirent vite à mal la théorie de Cuvier. Les animaux et végétaux trouvés ne correspondaient pas à des êtres vivants connus de nos jours. Ainsi, il y a bien eu une évolution de la biodiversité.

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      L'exemple le plus connu qui permis de départager Darwin de Lamack, illustré dans la vidéo, est celui de l'acquisition du long cou chez les girafes. Des fossiles de girafes furent trouvés mais elles avaient un petit cou. Comment pouvons-nous être passés de girafes à petits cous à des girafes à longs cous.

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Illustration des théories de l'évolution de Lamarck (à gauche) et de Darwin (à droite)

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       D'après Lamarck, pour essayer de manger des feuilles en hauteur, les girafes ont étiré leur cou. Cet étirement, répété générations après générations a permis l'acquisition d'un long cou.

       D'après Darwin, certaines girafes sont naturellement nées avec un cou plus long que les autres, leur offrant un avantage incontestable pour mieux se nourrir. Etant mieux nourries, ces girafes vivaient mieux et plus longtemps et pouvaient se reproduire. Les plus petites, moins bien nourries, finirent par disparaitre.

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       L'exemple des phalènes du bouleau développe aussi cette idée de l'acquisition d'un avantage permettant de se développer.

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Ainsi, on peut résumer la théorie de Darwin comme ceci :

L’évolution d’une population se fait par la sélection d’individus porteurs de caractères avantageux qui survivent mieux et ont plus de descendants, c’est la sélection naturelle.