A l'école de la biodiversité

Séquence 2 : Quelle est l’étendue de la biodiversité ?
Auteurs : Gabrielle Zimmermann(plus d'infos)
Didier Pol(plus d'infos)
Résumé :
Séquence 2 : Quelle est l’étendue de la biodiversité ?
Publication : 14 Janvier 2015
Objectif :
Découvrir quelle est l’étendue de la biodiversité au sein des espèces, entre les espèces, entre écosystèmes. Réaliser que l’exploration de la biodiversité est l’un des grands enjeux environnementaux actuels et que la connaissance des espèces est étroitement liée aux efforts d’investigation mis en oeuvre.

Séance 8 : Quelle biodiversité dans la classe ?

Durée : 1 h (possible en deux fois 30 min)

Matériel : Appareil photo numérique, ordinateur et imprimante, feuilles A3, ciseaux, colle.

Objectif : À partir d’une espèce facilement observable en classe, l’espèce humaine, découvrir l’une des facettes de la biodiversité : la diversité entre individus d’une même espèce.

Compétences : Observer et décrire avec un vocabulaire approprié ; questionner et émettre des hypothèses ; regrouper des éléments similaires en fonction de critères préétablis.

Lexique : Diversité et unicité individuelles.


Question initiale

L’enseignant rappelle les conclusions de la séquence I : « On a constaté au cours des séances précédentes qu’il existait une grande diversité d’individus, d’espèces, de milieux. Il existe notamment une diversité à l’intérieur des espèces, comme nous l’avons vu chez les gazelles ». Il interroge alors la classe : « Quelle est l’étendue de la diversité dans l’espèce humaine ? ». Pour en avoir un aperçu, il est possible d’explorer la diversité présente dans la classe.

Observation et débat : semblables mais tous différents

Dans un premier temps, l’enseignant demande aux élèves de s’observer entre eux et les interroge : « Qu’est-ce qui est commun entre nous ? Qu’est-ce qui est différent ? Quels sont les éléments que l’on peut observer et comparer, sur chacun d’entre nous, c’est-à-dire des “caractères” ? ». Les élèves marquent leurs idées sur leur cahier d’expériences, puis les mettent en commun oralement. La liste des propositions est écrite au tableau et discutée. Sans mal, les enfants reconnaissent que tous ont en commun la possession d’une paire de bras, d’une paire de jambes, d’une tête pourvue d’une paire d’yeux, d’une paire d’oreilles, d’un nez, d’une bouche…
En revanche, les élèves remarquent que la couleur des yeux, des cheveux, de la peau, la forme des oreilles, la taille, le poids, etc., ne sont pas identiques, malgré ce même « plan général ». Ce sont des caractères que l’on peut comparer entre individus. « On observe bien de la diversité dans la classe et dans l’espèce humaine. Nous sommes tous différents, mais cependant nous sommes semblables. La diversité des hommes est aussi une richesse qui doit être préservée et chacun a droit au respect des autres. »

Activité : la diversité dans la classe, une mosaïque de formes et de couleurs

L’enseignant sépare les élèves en trois ou quatre groupes de travail et demande à chacun d’eux de choisir l’un des « caractères » proposés au tableau. Par exemple : la couleur des yeux, la couleur des cheveux, la forme des oreilles, la couleur de la peau. À l’aide de l’appareil photo numérique mis à disposition dans la classe, il demande à chaque groupe de fabriquer une « mosaïque » des possibilités prises par le caractère étudié, c’est-à-dire une collection de photos en gros plan imprimées et collées les unes à côté des autres.

Notes pédagogiques, scientifiques et techniques
- Si besoin, cette séance peut être divisée en deux fois trente minutes. Les quelques jours séparant les deux volets du travail pourront éventuellement permettre aux élèves et à l’enseignant de finaliser leurs mosaïques avant la discussion collective.
- Une autre solution consiste à faire prendre les photos par le maître en amont de la séance, mais la prise de photos par les élèves les pousse à observer ce qu’ils photographient et est utile à la réflexion.
- Le caractère « couleur de la peau » (par exemple photographiée dans le creux du coude) est intéressant car il est influencé par des facteurs génétiques mais également environnementaux (l’exposition au soleil, entre autres). Il pourra faire l’objet de discussions avec la classe.
- Un bon éclairage est recommandé pour la prise de photos. La lumière naturelle (dans la cour de récréation, par exemple) permet d’obtenir de bons résultats et peu de reflets.

Exemple de mosaïque (réalisée par la classe de CM2 de Christine Blaisot pour le prix La main à la pâte, 2008, école Édouard-Herriot du Mesnil-Esnard, Seine-Maritime)

Mise en commun

Une fois achevées, les mosaïques sont exposées dans la classe et l’enseignant demande aux élèves d’exprimer avec des mots les différences qu’ils observent sur chacune d’elles. Par exemple, pour la forme des oreilles, on observe des lobes collés, arrondis, pointus… Chaque élève écrit sur son cahier d’expériences quelques phrases exprimant ces différences.
À partir de photocopies au format A3 ou A4 des mosaïques, l’enseignant peut demander à chaque groupe d’élèves de découper les différentes vignettes et de regrouper les images en fonction de critères de ressemblance (tous les lobes arrondis ensemble, tous les lobes pointus ensemble…). Au fil des discussions et manipulations, on constate que chaque élément individuel (couleur des yeux, forme des oreilles, etc.) présente une certaine variété dont la combinaison explique la diversité des individus. Ainsi, même si nous appartenons tous à la même espèce nommée Homo sapiens (« l’Homme »), nous sommes tous physiquement différents et donc chaque individu est unique.

Conclusion collective

Chaque élève est invité à écrire en quelques lignes ce qu’il a retenu de la séance. Les propositions sont mises en commun au tableau et une conclusion collective est rédigée. Exemple de conclusion : Au sein d’une même espèce, tous les individus sont différents. C’est ce que l’on appelle la diversité individuelle, qui est une composante à part entière de la biodiversité, comme le sont la diversité des espèces et des écosystèmes. Chaque individu est unique et mérite le même respect.

Prolongements

- En fonction du temps, l’enseignant pourra discuter avec les élèves de « l’origine » de cette diversité entre individus : le mélange au hasard des caractères des parents, ce qui permet d’évoquer la reproduction sexuée et la « génération » de la diversité. On pourra aussi discuter du fait que certains caractères sont propres à chaque individu et ne résultent pas d’un mélange des caractères des parents, par exemple les empreintes digitales.

- Certains enfants évoquent parfois la notion de « race », terme souvent mal compris et sujet à polémique. Il peut être utile d’en parler avec eux, si le cas se présente. Quelques clefs de compréhension pour le maître sont disponibles dans les éclairages scientifiques de ce module.

- À partir de photos des élèves prises de face, l’enseignant peut proposer la réalisation de « portraits virtuels », en recombinant avec un logiciel de traitement d’images des extraits de portraits des élèves (cheveux, front, sourcils, yeux, nez, bouche, menton).

 


 

Séance 9a : Quelle biodiversité près de chez nous ? - Préparation

Durée : 1 h30 à 2h

Matériel

  • Un cahier destiné à la réalisation du « Livre de la biodiversité ».
  • D’éventuelles photographies du site d’inventaire, prises au préalable par l’enseignant.
  • Eventuellement, quelques exemplaires de la « Fiche de terrain » utilisée lors de la sortie.

Objectifs

  • Prendre conscience de la diversité des milieux de vie dans sa ville, dans sa région.
  • Élaborer une action d’investigation visant à explorer l’étendue de la biodiversité dans l’un des milieux de vie proches de l’école.

Compétences

  • Mobiliser la notion de « milieu de vie » et l’appliquer à sa connaissance des environs de l’école.
  • Participer à l’organisation d’un inventaire de la biodiversité, choisir les outils de récolte, d’observation et de relevés.
  • Organiser ses idées.

Lexique : Biodiversité, milieux de vie, inventaire, mission.


Préparation de la séance

Ces trois séances ont pour objectif de faire approcher concrètement la notion de biodiversité par les enfants, au moyen d’une « mission d’inventaire » qu’ils auront contribué à préparer (séance II-9a), à mettre en oeuvre (II-9b) et dont ils exploiteront les résultats (II-9c). Cette démarche est également l’occasion de s’orienter vers la question : « Quelle est l’étendue de la biodiversité du monde ? », en se confrontant soi-même à une première étape accessible : « Combien d’espèces vivent près de chez moi ? ».

Dans la semaine précédant la séance II-9a, le maître explore les sites-ateliers locaux envisagés pour l’organisation de la future sortie. Cela peut être un bois situé à proximité, une prairie, les bords d’une rivière, un parc ou plus simplement la cour de l’école. Avant de fixer son choix, le maître réfléchira au « niveau d’anthropisation » du milieu choisi, c’est-à-dire l’impact de la présence humaine qui y règne (une parcelle de forêt et la cour bétonnée de l’école possèdent des niveaux d’anthropisation différents).
Une fois le choix fait, il convient de s’informer des mesures locales, régionales et nationales de protection de la biodiversité : espèces protégées, menacées, limitation de la collecte, etc. et de prendre quelques photos qui seront utiles à la séance de préparation de la « mission d’inventaire ».

Question initiale

L’enseignant et les élèves se remémorent brièvement la définition du « milieu de vie » rédigée ensemble à la séance I-1 et notée sur le cahier d’expériences. Le maître pose alors la question : « Quels sont les différents milieux de vie que vous connaissez autour de l’école, dans la région, près de chez vous ? ». La discussion s’engage sur la biodiversité présente dans les bois, les étangs, les parcs ou même la cour de l’école. « Comment savoir combien et quelles espèces y vivent ? ». Il faut « aller voir ». Une « mission d’inventaire » s’impose.

Note pédagogique
Le mot « inventaire » est souvent inconnu des enfants et pourra faire l’objet d’une discussion. Exemple de définition : Faire l’inventaire de la biodiversité dans un milieu donné, c’est faire la liste de toutes les espèces qui y sont présentes.

Activité : préparation de la « mission d’inventaire »

À la lumière de ses prospections et estimations préliminaires de faisabilité, l’enseignant propose aux enfants le milieu retenu pour la « mission d’inventaire ». Le cas échéant, quelques photos de l’endroit peuvent être affichées au tableau.
Le maître questionne alors les élèves sur ce qu’ils pensent trouver, sur la nature des organismes (animaux, végétaux) et leur taille. Un rapide tour de classe contribue à donner à chacun un aperçu de ce que l’on peut attendre : arbres, buissons, herbes, animaux vivants ou seulement « indices » de leur présence (plumes, traces, chants, cris…). L’enseignant constitue alors des groupes de travail et pose la question : « Quels outils utiliser pour collecter, observer et reconnaître des organismes (qu’ils soient végétaux ou animaux, petits ou grands) ? Comment garder une trace de nos observations
(conserver, noter et illustrer) ? En deux mots : que mettre dans notre malle d’explorateurs ? ».

Chaque groupe discute et dresse une liste d’idées de matériel. L’utilisation d’un tableau peut être suggérée pour aider à ce « brainstorming » :
- Collecter : attraper à la main, gants, filet, épuisette, boîte transparente...
- Observer, reconnaître : regarder à l’oeil nu, loupe (pour ce qui est petit), jumelles (pour ce qui est loin), règle, mètre (pour mesurer), livres et clés d’identification (pour reconnaître)…
- Conserver : boîtes, flacons, sachets, sacs poubelles (prévoir des feutres indélébiles pour l’annotation)...
- Noter, illustrer : carnet, crayons, « Fiches de terrain », dessins, photos, vidéos...

Note technique
Prévoir également le matériel nécessaire pour prélever des échantillons de sol (pelle, sacs plastique). Ceux-ci seront exploités lors de la séance II-10.

Mise en commun et initiation du « Livre de la biodiversité »

Chaque groupe désigne un porte-parole et une liste de matériel collective à la classe est détaillée au tableau. L’utilité de chaque objet est discutée et l’ajout de certains éléments peut être suggéré par l’enseignant sous la forme d’un questionnement (par exemple : « Et pour observer de loin ? » ou « Et pour conserver un “souvenir” sans tuer l’animal ? »). Au terme de cette mise en commun, la liste est inscrite sur le cahier d’expériences.
Un temps peut être employé à un premier regard sur les « Fiches de terrain » (note : pour la fiche « animaux », les caractères de description sont ceux employés dans la séquence I).
Une fois la date de la « mission de terrain » fixée, une malle pourra être placée au fond de la classe pour accueillir les objets et outils au fur et à mesure de leur rassemblement.

L’enseignant propose alors la création d’un « Livre de la biodiversité » du milieu choisi, dans lequel l’inventaire sera dressé et illustré par des photos, dessins, feuilles, plumes… Les définitions et conclusions collectives de séances rédigées par la classe au fil de la séquence I peuvent figurer dans les premières pages de ce « livre », à titre de généralités sur la biodiversité. Cette première séance peut être l’occasion d’inaugurer le « livre » en rédigeant en commun cette introduction. Ce support, complété à l’issue de la « mission », pourra être montré dans l’école, à titre de diffusion du savoir.

Notes pédagogiques
- Un cahier collectif est utilisé pour constituer ce document.
- Selon le souhait de l’enseignant, ce « Livre de la biodiversité » peut être constitué de façon succincte ou au contraire approfondie et, le cas échéant, être le support d’un travail de français et arts plastiques.
- La création de la couverture du « Livre de la biodiversité » pourra faire, par exemple, l’objet d’une séance ultérieure de travaux manuels.

 


Séance 9b : Quelle biodiversité près de chez nous ? - « Mission d’inventaire »

Durée : de 2 heures à une demi-journée, selon le site d’inventaire choisi.

Matériel

  • Matériel inscrit sur la liste définie par les élèves à la séance précédente.
  • Les « Fiches de terrain » photocopiées. Autres formats :
    - Fiche de terrain "animaux" : jpg, xls
    - Fiche de terrain "végétaux" : jpg, xls
    - Fiche de terrain "croquis" : jpg, xls
  • Une carte photocopiée de la région (www.ign.fr).
  • Une boussole, un thermomètre, éventuellement un hygromètre.
  • D’éventuels documents et outils additionnels tels que des guides naturalistes.
  • Un appareil photo numérique.
  • Une pelle et des sacs en plastique pour prélever des mottes de terre en vue de la séance II-10.

Objectif

  • Mettre en oeuvre l’action d’investigation visant à déterminer l’étendue de la biodiversité dans l’un des milieux de vie proches de l’école, mise au point en classe à la séance précédente.

Compétences

  • Observer, mesurer, relever, décrire, discriminer.
  • Reconnaître ce qui est vivant, non vivant, ce qui résulte de l’activité humaine.

Lexique : Biodiversité, milieux de vie, inventaire, mission.


Sensibilisation préliminaire

Avant le départ, il convient de s’assurer que tout le matériel a bien été emporté et que chaque élève a sur lui son cahier d’expériences ainsi que de quoi noter.
Le trajet jusqu’au site de la « mission d’inventaire » peut être l’occasion d’évoquer avec les enfants la conduite à tenir au cours de la sortie : « Que doit-on faire et ne pas faire ? ». Il est utile d’attirer l’attention des enfants sur la nécessité de limiter les conséquences de l’activité humaine induite par cette sortie : garder le silence pour ne pas perturber les habitants du milieu, remettre en place les morceaux de bois ou les pierres retournées, ne pas détruire une partie du milieu pour débusquer ce qui s’y cache, ne pas abandonner de déchets derrière son passage.

1. Description du milieu

Dès l’arrivée sur le lieu de l’inventaire, l’enseignant invite les enfants à le décrire par leurs sens, en donnant la consigne suivante : « Sur votre cahier d’expériences, notez les mots qui vous viennent lorsque vous regardez, écoutez, sentez et touchez ce qui vous entoure ». La biodiversité est aussi une diversité de sensations (velouté des feuilles, granulosité de la terre, chant des oiseaux, bourdonnement des insectes, lumière au travers des buissons, odeur de l’humus…), et cette première approche est un bon moyen d’ouvrir la curiosité des enfants tout en les plaçant dans une situation d’écoute active.

L’enseignant propose alors de procéder à une rapide description du milieu. Pour cela, il répartit les élèves en groupes et attribue à chacun une tâche spécifique :
- Localiser le site sur une carte de la région.
- Faire un croquis succinct des lieux et l’orienter à l’aide d’une boussole.
- Relever la température ambiante, estimer l’humidité si possible, par exemple en observant d’éventuelles pommes de pin (dont les écailles s’ouvrent largement dans un environnement sec et se referment partiellement par temps humide).
- Relever tous les indices de la présence d’activités humaines (chemins, poubelles, marques sur les arbres, ponts, clôtures…).
Les élèves manipulent les outils ou réfléchissent entre eux, puis les résultats sont mis en commun oralement et notés sur le cahier d’expériences.

Note pédagogique et pratique
Il est souhaitable, si les conditions matérielles le permettent, de se doter d’accompagnateurs pour cette sortie de terrain. Dans le meilleur des cas, un accompagnateur sera attribué à chaque groupe et sera prêt à répondre aux questions quant aux tâches à effectuer.

2. Inventaire

À titre d’interrogation introductive, l’enseignant demande : « Qu’est-ce qui est vivant, autour de nous, et qu’est-ce qui n’est pas vivant ? ». Les idées des élèves sont discutées. Des questions telles que « Les végétaux se nourrissent-ils ? se reproduisent-ils ? et les pierres ? » peuvent venir enrichir le débat. Enfin, le maître propose de commencer l’inventaire de la biodiversité, c’est-à-dire de la fraction vivante du milieu.
Il distribue alors des « Fiches de terrain » à chaque groupe de travail. Une partie des groupes est placée en charge de l’inventaire des animaux, l’autre est chargée de l’inventaire des végétaux. Pour que la marche à suivre pour remplir le tableau soit bien assimilée, l’enseignant prend un exemple et la classe remplit la première ligne de façon collective.

Le maître donne les limites de l’espace défini pour l’inventaire (sur la carte et en désignant la zone s’étendant face aux enfants) et évoque sa disponibilité pour aider – en cas de besoin – à la collecte d’éléments en hauteur (feuilles, glands…) ou à l’identification d’un organisme. Il est également celui qui centralise le matériel disponible pour la conservation d’échantillons, et pourra distribuer des sacs que l’on peut zipper, des tubes et des « Fiches de terrain » supplémentaires aussi souvent que nécessaire.
Avant de commencer, il soulignera que chaque sac ou tube devra être annoté avec le nom du collecteur et le numéro d’observation correspondant à la description de l’échantillon, afin de pouvoir mettre en relation les lots et leur contenu.

Les êtres vivants repérés par les enfants peuvent se situer au niveau du sol (limaces, escargots, insectes, plantes herbacées, arbustes, arbres, etc.), sur les plantes (mousses et algues sur des troncs, gastéropodes, oiseaux perchés) ou être seulement de passage (insectes, écureuils, oiseaux, etc.). Les inciter à observer de près le sol, les plantes herbacées, les feuilles, les troncs, etc., à ne pas hésiter à retourner les feuilles mortes, les pierres, les bûches (en les remettant en place une fois l’observation faite).

 

Après une heure d’inventaire (à adapter en fonction des besoins et contraintes de la classe), l’enseignant ramassera les « Fiches de terrain », veillera à ce que les lieux soient laissés dans l’état où ils ont été trouvés et déclarera close la sortie de terrain.

Notes pédagogiques
- Le cas échéant, des clés d’identification simples peuvent être mises à la disposition des élèves par le maître. Néanmoins, le but n’est pas nécessairement de déterminer l’espèce « exacte » de tous les organismes rencontrés, mais plutôt de repérer les mammifères, les oiseaux, les insectes, les mollusques… et la diversité des formes et couleurs qui les caractérisent.
- Aussi souvent que possible, la prise de photographies numériques remplacera les captures d’animaux vivants et le prélèvement de plantes entières. La photo de l’organisme « dans son habitat » est intéressante. Selon les cas, l’appareil photo pourra être confié à un « reporter » qui sera en charge de photographier les sujets ou être conservé par le maître.
- Le site du centre de documentation pédagogique de Montpellier propose des pistes pour repérer et interpréter les « traces et indices » d’activité animale (empreintes, déjections, déchets de fruits, terriers, nids…).
- En fin de séance, sur le site-atelier, des mottes de terre d’environ 20 cm d’épaisseur et de la largeur d’une pelle seront prélevées dans des sacs plastiques, en vue de la séance II-10. Ces sacs, bien fermés, pourront être conservés un jour ou deux dans une remise.
- Au retour en classe, les échantillons prélevés seront mis au sec en vue de la séance II-9c, à savoir de compte-rendu de la « mission d’inventaire ».
- La fiche de terrain « croquis » est compatible avec la fiche « animaux » et la fiche « végétaux ».

Aperçu des « Fiches de terrain » :

 


Séance 9c : Quelle biodiversité près de chez nous ? - Compte-rendu

Durée : heures ou plus selon l’investissement dans le « Livre de la biodiversité ».

Matériel

  • Les récoltes, photos et « Fiches de terrain » rassemblées à la séance II-9b.
  • Si possible, un ordinateur relié à une imprimante.
  • Les planches de « Classifications emboîtées » (planche 26 et planche 27) exploitées au cours de la séance I-5.
  • Le « Livre de la biodiversité » initié à la séance II-9a.

Objectif

  • Exploiter les données issues des observations et relevés de terrain acquis au cours de la « mission ».

Compétences

  • Reconnaître, discriminer, associer, synthétiser.Lire, interpréter et construire quelquesreprésentations : classifications, diagrammes…
  • Participer à l’élaboration collective d’un compte-rendu illustré pouvant servir de support à la diffusion des connaissances.

Lexique : Biodiversité, milieux de vie, inventaire, mission.


Préparation de la séance

Pour que les souvenirs soient frais dans l’esprit des élèves et pour que le matériel récolté soit en bon état, il est recommandé de mettre en oeuvre cette séance rapidement après le retour de la « mission d’inventaire », idéalement le lendemain.

Avant la séance, le maître aura imprimé une sélection de photographies prises au cours de la « mission d’inventaire » et les aura affichées au tableau pour alimenter les discussions. De même, il veillera à accrocher en évidence les diagrammes de « Classifications emboîtées » déjà observés au cours de la séance I-5 (planche 26 et planche 27). Si des échantillons ont été prélevés sur le terrain et conservés (pour les végétaux surtout), ils seront placés sur les tables. Enfin, pour faciliter le dépouillement par les élèves, les « Fiches de terrain » pourront avoir été photocopiées afin que chaque groupe de travail dispose d’un jeu complet (soit des fiches « animaux », soit des fiches « végétaux »).

Recherche : dépouillement de l’inventaire

Dans un premier temps et en s’appuyant sur les « Classifications emboîtées » affichées, le maître pose la question « Vous souvenez-vous des grands groupes d’animaux et de végétaux ? » et  remobilise ainsi rapidement les noms des groupes d’organismes que les enfants pourront manipuler au cours de la séance (les insectes, les mammifères, les mousses, les conifères…).
Il demande alors aux élèves de regarder la sélection de photos prises pendant la « mission de terrain », affichée au tableau, ainsi que les éventuels échantillons récoltés, et donne la consigne suivante : « Voici certains organismes que vous avez trouvés dans le milieu d’étude. À quels grands groupes d’animaux et de végétaux appartiennent-ils ? Quels sont les arguments qui vous permettent de répondre ? ».

Chacun note sur son cahier d’expériences quelques phrases relatives à ce qu’il observe et les conclusions de classification qui en découlent. Par exemple : « J’observe six pattes sur cet animal, c’est donc un insecte » ou « Cet arbre possède des pommes de pin qui contiennent les graines, c’est donc un conifère ». Quelques suggestions des élèves sont compilées au tableau. Rapidement, une première idée des grands groupes observés sur le terrain se dessine et le maître propose d’affiner l’inventaire en essayant de savoir « combien d’espèces de chaque groupe ont été trouvées ».

Pour cela, il sépare les élèves en groupes de travail. Il est utile de charger chacun de ces groupes d’un « domaine » de l’inventaire. Pour le bilan d’une sortie en forêt, par exemple, une répartition telle que celle-ci pourra être proposée :
- un groupe recensera les arthropodes : insectes, arachnides, crustacés et mille-pattes ;
- un groupe se chargera des animaux à corps mou : mollusques et annélides ;
- un groupe traitera les amphibiens, « reptiles », oiseaux et mammifères ;
- un groupe recensera les algues, mousses et fougères ;
- un groupe se chargera des spermaphytes : conifères et plantes à fleurs.

Le maître répartit alors entre les groupes les « Fiches de terrain », les échantillons prélevés et les documents divers (clés, guides…). Puis il donne alors la consigne suivante : « Explorez les “Fiches de terrain”, les échantillons et les photos. À partir de ces documents, essayez d’estimer “combien d’espèces” nous avons observées au cours de la mission, pour le groupe qui vous a été confié. Pour chaque espèce repérée, sélectionnez une illustration (un dessin, une photo ou un échantillon) à montrer à la classe et à inclure dans le futur “Livre de la biodiversité”. Vous n’avez pas besoin de déterminer son nom, nous cherchons simplement ici à les compter ».

Notes pédagogiques
- Les groupes peuvent être les mêmes que pendant la sortie de terrain, mais le maître peut également choisir d’interchanger les élèves en charge des végétaux et des animaux.
- Si possible, un ordinateur sera mis à disposition de la classe pour consulter l’ensemble des photos numériques prises au cours de la sortie. Sinon, des planches imprimées pourront être utilisées.
- Si nécessaire, l’enseignant peut rappeler la définition du terme « espèce », élaborée collectivement au cours de la séance I-2.
- Il peut également s’avérer utile de rappeler que deux observateurs ont pu relever la même espèce.

Éclairage scientifique
L’activité de discrimination des espèces, nommée « alpha-taxonomie », est souvent délicate. En effet, la variabilité qui existe à l’intérieur des espèces complique souvent le travail et pousse parfois à surestimer le nombre d’espèces en présence. En parallèle et dans l’autre sens, certaines espèces se ressemblent parfois tellement que l’on pourra croire – à tort – n’avoir affaire qu’à
un seul ensemble.
L’idée n’est pas, ici, d’obtenir le « nombre véritable » d’espèces en présence dans le milieu étudié mais d’initier le regard des enfants à cette activité de discrimination. D’eux-mêmes, ils se trouveront confrontés à des escargots se ressemblant mais présentant des motifs différents, des papillons très semblables mais de couleur variable, et seront amenés à réfléchir de façon intuitive sur la notion de délimitation des espèces en se demandant : « Est-ce la même chose ? ».

Mise en commun

Après vingt à trente minutes (à ajuster en fonction de la classe), un porte-parole est désigné dans chaque groupe de travail. Il expose les différentes espèces repérées, à l’aide des illustrations et échantillons.
Si l’animal est commun et qu’un nom peut lui être donné, il pourra être adjoint à l’illustration (certaines espèces sont bien connues des enfants : un escargot « petit-gris », un écureuil roux, un merle noir, un pissenlit…). L’existence de noms « scientifiques » ou « latins » des animaux et des plantes (utilisant la nomenclature binominale de Linné) peut être évoquée mais l’utilisation des noms « communs » (ou vernaculaires) par les élèves permet de laisser la place à leur intuition et de ne pas brouiller le message en introduisant une complexité de langage.
Si le nom de l’espèce observée n’est pas évident, un numéro lui sera attribué (par exemple : plante à fleur espèce 1, espèce 2, espèce 3…). Si deux espèces proposées semblent proches au reste de la classe, une discussion pourra avoir lieu. Enfin, le nombre d’espèces estimé pour le groupe d’étude est noté au tableau par chaque porte-parole.

Exemple :

Le cas échéant, un diagramme pourra être construit par la classe pour visualiser ces résultats (histogramme, camembert…). Il peut être le support d’une activité de mathématiques (par exemple, classer les abondances par ordre croissant…).

La question « Quel est le groupe possédant la plus forte biodiversité, dans ce milieu ? » pourra attirer l’attention sur le grand nombre d’espèces d’arthropodes comptabilisé (il est le plus souvent remarquable quel que soit le milieu prospecté, 70 % de la biodiversité du monde étant représentée par cet embranchement).

Elaboration du « Livre de la biodiversité »

Pour présenter le compte-rendu de cette « mission de terrain », la classe crée un « chapitre » au « Livre de la biodiversité » initié à la séance II-9a et lui choisit un titre. Exemple : « Compte-rendu d’inventaire de la biodiversité en forêt tempérée ». L’enseignant demande alors : « Que mettre dans ce chapitre ? ». Parmi les réponses des enfants, on pourra retenir, entre autres : « Les informations relatives au site (orientation, température, signes d’activité humaine) », « La liste des espèces de chaque groupe observé », « Des photos », « Des dessins », « Des feuilles », « Des plumes »…

Le maître aide à la formalisation d’un plan. Après une brève présentation du site de la « mission » (contenant par exemple quelques photos et les relevés effectués par les élèves au début de la séance II-9b), chaque groupe de travail inscrit le nom de son groupe d’étude dans le « Livre de la biodiversité », le nombre total d’espèces trouvées pour ce groupe, et colle sa sélection d’illustrations choisies et annotées des noms d’espèces (lorsqu’ils ont été déterminés).

Note pédagogique
Si la séquence est reconduite sur plusieurs années par l’enseignant ou si une autre classe mène une activité semblable en parallèle, ce « livre » pourra s’enrichir des inventaires d’autres milieux (un étang, une prairie…). Ainsi, les enfants pourront situer leur intervention dans une action à long terme menée par leur école.

Si des photos de la classe sur le terrain ont été prises, elles pourront être ajoutées à la manière d’un « making of ».

Prolongement : diffusion du « Livre de la biodiversité » dans l’école

La constitution du « Livre de la biodiversité » pourra être le point de départ d’une action de diffusion des connaissances au sein de l’école. Pour cela, les élèves pourront réfl échir à un « plan de communication », passant pourquoi pas par une petite exposition sur une table (incluant le livre, des échantillons, un album de photos…), par la mise à disposition du livre à la bibliothèque de l’école…

 


Séance 10 : La face cachée de la biodiversité

Durée : de 1h30 à 2h.

Matériel

  • Pour la classe :
    - Les mottes de terre récoltées lors de la séance II-9b.
    - Un dispositif de Berlese préparé à l’avance avec : une lampe de bureau, une bouteille d’eau minérale en plastique, un morceau de grillage, de l’éthanol (alcool à 95° disponible en pharmacie).
    - Des feuilles de papier à dessin.
  • Pour chaque groupe d’élèves :
    - Des « Fiches de terrain animaux » photocopiées, semblables à celles de la séance II-9b.
    - Loupe(s). Le cas échéant, loupe binoculaire, microscope.

Objectif

  • Découvrir que la biodiversité n’est pas toujours visible au premier coup d’oeil et qu’il faut un effort d’investigation pour en mesurer véritablement l’étendue : « Plus on cherche, plus on trouve ».

Compétences

  • Distinguer vivant et non vivant.
  • Décrire des organismes, les dessiner.
  • Utiliser des instruments d’observation (loupe, loupe binoculaire, microscope).
  • Schématiser et expliquer le fonctionnement d’un dispositif expérimental.

Lexique : Faune du sol, micro-organismes.


Préparation de la séance

Avant la séance, l’enseignant prépare et met en route un dispositif de Berlese dont il proposera aux élèves de découvrir le fonctionnement dans le cadre de l’exploration de la biodiversité
« cachée » du sol.

Le dispositif est simple, et composé de : A) une lampe produisant de la chaleur (par exemple une lampe de bureau) ; B) un entonnoir qui recevra une fraction de motte de litière (par exemple la partie supérieure d’une bouteille d’eau minérale coupée en deux) ; C) un filtre à maille large (par exemple fait d’un petit morceau de grillage) ; D) un récipient pour recueillir les organismes (par exemple la partie inférieure de la bouteille d’eau minérale coupée en deux), rempli d’éthanol pour la conservation.

Principe : les animaux contenus dans la litière fuiront la dessiccation de cette dernière provoquée par la chaleur de la lampe, descendront dans l’entonnoir et tomberont dans la bouteille où ils seront conservés par l’alcool (fixés).

Note
Attention à la manipulation de l’alcool à 95°. Veiller à faire respecter les consignes de sécurité (ne pas boire, ne pas approcher d’une flamme).

Question initiale : y a-t-il des êtres vivants dans le sol ?

L’enseignant lance la discussion autour de cette question : « Y a-t-il des êtres vivants dans le sol ? ». Au besoin, il guide les élèves en leur demandant ce qu’ils ont déjà trouvé en creusant dans la terre. Ces derniers pensent généralement aux vers de terre, aux fourmis, aux racines des plantes, aux taupes...
Il leur propose alors de rechercher dans les mottes de terre collectées précédemment quels êtres vivants s’y trouvent, afin de compléter l’inventaire de la biodiversité amorcé sur le terrain. Ils vont découvrir la « face cachée » de la biodiversité : celle qu’on ne voit pas si on ne la cherche pas.

Recherche : inventaire des êtres vivants du sol

1. Les êtres vivants du sol visibles à l’oeil nu

Les élèves, réunis en petits groupes, se voient confier un échantillon de sol frais qu’ils étalent sur une feuille de papier. Ils sont invités à chercher ce qui est vivant au milieu de ce qui ne l’est pas, et à décrire et dessiner les animaux visibles à l’oeil nu que l’on peut trouver. L’attention est également attirée sur ce qui est végétal, notamment la présence éventuelle de racines arrachées.

Pour rendre compte des observations d’animaux, chaque groupe se voit remettre des « Fiches de terrain » animaux et "croquis" semblables à celles utilisées pendant la « mission d’inventaire ». Les êtres vivants observables à l’oeil nu sont peu nombreux et généralement faciles à identifier (vers de terre, mille-pattes, fourmis, etc.). Le cas échéant, des supports documentaires (Internet, livre illustré de la faune du sol, dictionnaire illustré, etc.) peuvent être mis à disposition de la classe pour aider à une identification simple.

Après une quinzaine de minutes d’exploration, l’enseignant interroge la classe : « Pourquoi trouve-t-on peu d’animaux de grande taille dans le sol ? ». Chaque groupe réfléchit et chaque élève inscrit une réponse sur son cahier d’expériences. Les réponses sont mises en commun et discutées.
Il apparaît que, dans un milieu compact comme le sol, les interstices sont de petites dimensions et abritent donc de petits animaux qui peuvent se déplacer entre les débris. Comment vivent et bougent les animaux les plus gros (comme les taupes ou les vers de terre) ? Ils doivent creuser des galeries. Des dessins des animaux rencontrés sont choisis et collés dans le « Livre de la biodiversité » commencé à la séance II-9 (a, b et c), afin de compléter l’inventaire du milieu prospecté.

2. Tous les êtres vivants du sol sont-ils visibles à l’oeil nu ?

L’enseignant lance par cette question une discussion collective. Des éléments de réponse sont apportés par les élèves qui citent souvent l’existence d’êtres vivants « microscopiques »,
en pensant généralement aux animaux si petits qu’on les confond avec les plus petits morceaux de terre. Parfois, les « microbes » sont évoqués.

L’enseignant dévoile le dispositif de Berlese préparé avant la séance et interroge la classe : « À quoi peut servir cette installation ? À quoi sert chacun des éléments du montage (la lampe, l’entonnoir, le grillage, le récipient, le liquide) ? ». Au tableau, le nom de chaque élément est inscrit ainsi que les propositions de la classe concernant sa fonction. Au cours d’une discussion collective émerge le principe du fonctionnement du dispositif de Berlese, dont l’enseignant donne le nom. Ce principe de fonctionnement est rédigé collectivement et écrit sur le cahier d’expériences. L’enseignant propose alors, à partir de cette définition, que chacun dessine sur son cahier d’expériences un schéma du montage, muni d’une légende indiquant le nom de chaque élément et sa fonction.
Exemple : Le dispositif de Berlese expose un échantillon de litière à la chaleur d’une lampe. Les animaux contenus dans la litière fuient la chaleur et la sécheresse provoquées par la lampe, descendent dans l’entonnoir et tombent dans la bouteille où ils sont conservés dans l’alcool.

Note pédagogique
- Il est utile de signaler aux enfants que le fait de prélever et tuer des animaux, même minuscules, n’est pas anodin. Ici, il s’agit d’une activité scientifique, mais cela ne dispense pas d’une réflexion éthique et ce peut être l’occasion d’ouvrir un débat sur le respect de la vie sous toutes ses formes.
- S'il le souhaite, l'enseignant peut faire réaliser les montages à ses élèves, par exemple par groupes.

La classe met en route le dispositif. La manipulation étant longue (quelques heures), le maître aura effectué une manipulation semblable au préalable et montre aux élèves l’échantillon déjà récupéré et représentatif de la microfaune du sol du milieu exploré.

Il interroge alors la classe : « Quels outils utiliser pour observer ces animaux minuscules ? ». Les idées sont recensées au tableau ou sur une affiche, puis sont discutées collectivement. L’évocation est souvent faite des loupes à main et des microscopes (avec lesquels les loupes binoculaires sont souvent confondues par les enfants).

L’échantillon obtenu est réparti entre les groupes de travail. Son observation est réalisée avec les outils disponibles dans la classe, au moins des loupes à main. L’enseignant invite les enfants à dessiner un ou plusieurs animaux observés, afin de compléter le « Livre de la biodiversité ». Si l’école dispose d’une ou plusieurs loupe(s) binoculaire(s), il sera aisé de prendre des photos avec un appareil numérique en plaçant l’objectif de l’appareil sur l’oculaire de la loupe.

De nombreux animaux invisibles à l’oeil nu sont révélés par le simple usage de la loupe. L’enseignant demande si « en utilisant d’autres outils, il serait possible d’observer encore plus de biodiversité ”cachée”, plus petite encore ». La plupart des enfants ne manquera pas de citer à nouveau le microscope et l’enseignant pourra compléter l’information en expliquant qu’une multitude de micro-organismes, bactéries et champignons notamment, ne peuvent être observés et dénombrés qu’avec l’aide d’un microscope et font donc aussi partie de la biodiversité « invisible ». Ils jouent cependant un rôle essentiel, en particulier parce qu’ils sont responsables de la décomposition des organismes morts, permettant ainsi l’enrichissement des sols.

Conclusion collective

À la lumière de ces découvertes, chaque élève est invité à écrire en quelques lignes ce qu’il a retenu de la séance. Les propositions sont mises en commun au tableau et une conclusion collective est rédigée. Exemple de conclusion : La biodiversité n’est pas seulement celle que l’on voit en se rendant dans le milieu : il faut parfois la chercher. Par exemple, des animaux se cachent dans la litière du sol. Certains sont visibles à l’oeil nu, d’autres sont très petits et doivent être cherchés à l’aide d’outils adaptés à leur taille (des loupes, des microscopes).

Pour clôturer la séance, le maître pourra attirer l’attention des élèves sur le fait que « l’on ne peut trouver que si l’on cherche », et que le nombre des découvertes dépend aussi de l’effort
que l’on fait pour chercher. « Si nous n’avions pas fouillé dans le sol, nous n’aurions jamais vu ces êtres vivants »

 


Séance 11 : Combien d’espèces sur la planète ? Les explorateurs de la biodiversité

Durée : de 1h30 à 2h.

Matériel

Objectifs

  • Comprendre que la nécessité d’inventorier la biodiversité n’est pas seulement restreinte à la forêt près de l’école : il faut connaître celle de la Terre entière.
  • Découvrir combien d’espèces sont connues sur la planète et combien resteraient encore à découvrir.
  • Réaliser quels sont les moyens modernes mis en oeuvre pour l’activité d’exploration de la biodiversité.

Compétences

  • Traiter une information complexe comprenant du texte, des images, des graphiques, etc.
  • Rédiger en groupe une synthèse et l’exposer à la classe.

Lexique : Biodiversité, étendue, espèces, inventaire, exploration, missions.


Question initiale

L’enseignant et les élèves reviennent sur les conclusions des séances précédentes : pour connaître l’étendue de la biodiversité, il faut mener des actions de terrain (« aller voir ») ; savoir regarder, classer ; ne pas s’arrêter à ce qui est évident. Le maître questionne alors la classe : « Nous avons contribué à mieux connaître la biodiversité d’un milieu proche de chez nous. Mais quelle est la biodiversité du monde ? À votre avis, combien d’espèces connaît-on sur la planète ? Combien en reste-t-il à découvrir ? Où chercher en priorité et quels sont les moyens disponibles ? ».
Les idées des élèves sont écrites sur le tableau ou sur une affiche. Après un moment de discussion, l’enseignant demande comment on peut essayer d’en savoir plus : une recherche documentaire est envisagée.

Note pédagogique
Avant de distribuer aux élèves les documents, il est important de réfléchir avec eux sur les informations à chercher et sur la façon de restituer ce que l’on a compris, surtout si la classe est confrontée pour la première fois à une étude documentaire. L’enseignant peut, par exemple, poser des questions comme : « Que veut-on savoir ? Comment faire un résumé de ce que l’on a appris ? Que peuvent nous apporter des informations comme la nature du document ou sa date de publication ? ».
La classe peut mettre en commun ses idées et définir un compte-rendu type aidant au travail de synthèse, contenant par exemple des points tels que :
- la question à laquelle on souhaite répondre ;
- pour chaque document :
- la nature du document (article de presse, données scientifiques, photographie…) et son année de publication,
- une liste en quelques points des informations obtenues ;
- pour la série de documents : une conclusion, en quelques lignes.

Recherche (étude documentaire)

L’enseignant répartit les élèves en groupes de travail. Chaque groupe étudiera une série de documents (parmi les planche 33, planche 34, planche 35, planche 36, planche 37 et planche 38), avec pour mission de répondre à l’une des questions soulevées par la classe ou liées à la thématique considérée :

1) Combien d’espèces connaît-on sur Terre, combien en reste-il à découvrir ?
2) Quelles régions explore-t-on en priorité et quels sont les moyens dont on dispose ?
3) Que révèlent les grandes missions d’inventaire de la biodiversité ?

Chaque groupe rédigera collectivement un compte-rendu sur une affiche, que chaque membre copiera également sur son cahier d’expériences.

Note pédagogique
Idéalement, deux groupes travailleront sur chaque question, afin de permettre une confrontation des interprétations et des conclusions au moment de la mise en commun.

Description des documents :

Mise en commun

Chaque groupe désigne un porte-parole. Après avoir rappelé la question posée à son groupe, ce rapporteur énonce à la classe les informations collectées à partir des documents étudiés et les conclusions tirées. L’affiche récapitulative rédigée collectivement par le groupe est affichée au tableau. Si deux groupes ont travaillé sur le même jeu de documents, les présentations de l’un pourront apporter des compléments à la présentation de l’autre, voire ouvrir un débat en cas de contradictions. Cette mise en commun est également l’occasion, pour la classe, de discuter chaque élément d’information.

Conclusion collective

Une conclusion collective est élaborée par la classe. Pour cela, l’enseignant écrit au tableau les propositions des élèves et aide à en faire la synthèse, en quelques phrases, qui sera copiée par chacun dans son cahier d’expériences.

Exemples de conclusions :
- On connaît à l’heure actuelle 1,7 million d’espèces sur Terre, mais il en resterait au moins 8 millions à découvrir, en majorité des insectes qui constituent 70 % de la biodiversité.
- Il est important d’accélérer l’inventaire de la biodiversité à une époque où de plus en plus d’espèces sont menacées d’extinction, surtout dans les « points chauds » de biodiversité.
- Une exploration efficace de la biodiversité est permise par l’organisation de missions d’inventaire, rassemblant des spécialistes de tous les groupes et des moyens modernes. De telles expéditions permettent de mettre à jour de nombreuses espèces nouvelles pour la science.

Prolongements

À titre d’ouverture, l’enseignant peut proposer d’explorer les sites traitant des grandes missions naturalistes (historiques et modernes) pour découvrir que l’exploration de la biodiversité
est plus que jamais une aventure :
- Expéditions historiques : http://acces.ens-lyon.fr/santo/pedagogie/histoire/
- Expéditions La planète revisitée dont Guyane Française (2014-2015) : http://www.laplaneterevisitee.org/
- Mers Australes 2008 : http://mersaustrales.mnhn.fr/
- Mission « Santo 2006 » : http://www.santo2006.org/

À une échelle accessible pour les élèves, le maître peut également impliquer la classe dans des programmes d’inventaire de la biodiversité des jardins :
- Observatoires des papillons, escargots, bourdons et coléoptères des jardins : http://obj.mnhn.fr/ et http://www.noeconservation.org/
- Suivi photographique des insectes pollinisateurs : http://www.spipoll.org/
... et de nombreux autres.

 


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