A l'école de la biodiversité

Séquence 1 : Qu’est-ce que la biodiversité ?
Auteurs : Gabrielle Zimmermann(plus d'infos)
Didier Pol(plus d'infos)
Résumé :
Séquence 1 : Qu’est-ce que la biodiversité ?
Publication : 9 Janvier 2015
Objectif :
Repérer les différents aspects de la biodiversité sur Terre. Comprendre qu’elle est le résultat de 3 milliards d’années d’évolution. Constater que, dans un milieu donné, les organismes interagissent entre eux et dépendent les uns des autres.

 


Séance 1 : Introduction à la diversité biologique de la planète

Durée : 1 h 30

Matériel

  • Pour chaque élève :
    - Un cahier (qui servira de cahier d’expériences pendant tout le module).
  • Pour chaque groupe d’élèves :
    - Une affiche vierge au format A3.

Objectifs

  • S’immerger dans la thématique du module.
  • Approcher la notion de diversité du vivant.
  • Faire la différence entre ce qui est vivant et ce qui ne l’est pas.
  • Établir une première définition du terme « biodiversité ».

Compétences

  • Énumérer et associer des idées.
  • Discriminer / Rassembler.

Lexique : Vivant, non vivant, groupes, différences, diversité.


Question initiale : le monde vivant

L’enseignant annonce aux élèves qu’ils vont s’intéresser à « la nature » pendant une série de séances et leur demande de sortir le cahier qui leur servira de cahier d’expériences. Il interroge alors la classe : « Que trouve-t-on dans la nature ? ». Quelques réponses sont inscrites au tableau. Ces dernières mélangent des concepts très généraux (des plantes, des animaux) et des noms d’organismes en particulier (des marronniers, des aigles, des grenouilles, du blé…). De même, des noms d’objets non vivants (des cailloux, de l’eau…) pourront être proposés.

Variante
En amont de la séance, le maître peut proposer aux élèves de découper et collecter des images et photos représentant la nature : paysages, animaux, plantes... Le jour de la séance, il leur demande de venir coller ces images sur une affiche, ce qui constituera une base pour dresser la liste des éléments observés.

L’enseignant demande si on peut faire des « grands groupes » avec les propositions inscrites au tableau (par exemple en soulignant d’une même couleur les noms que l’on veut mettre ensemble). Les plantes sont rassemblées d’un côté, les animaux d’un autre. Les éléments non vivants sont repérés en tant que tels et placés dans un groupe à part, ou restent sans que l’on sache quoi en faire.
L’enseignant demande aux élèves de réfléchir à ce qui est vivant et à ce qui ne l’est pas. « Comment reconnaît-on un être vivant ? ». Cette question est difficile, même pour des adultes. Il peut mettre les enfants sur la piste en les ramenant à un contexte connu : « L’être humain est vivant. De quoi avons-nous besoin pour vivre et sans quoi nous risquerions de mourir ? ». Les élèves évoquent l’eau et la nourriture qu’il faut consommer, l’air qu’il faut respirer… Puis le maître les invite à s’interroger sur les autres éléments inscrits au tableau : « Lesquels ont également besoin de se nourrir, de boire, de respirer ? ». Si besoin, il revient sur la question des cailloux, de l’eau et des éventuels autres éléments non vivants proposés.

Notes scientifiques
• Les plantes posent souvent problème car les élèves ne réalisent pas toujours qu’elles sont vivantes. Le maître peut demander : « Que faut-il pour s’occuper d’une plante ? ». Il faut l’arroser, lui donner de l’engrais et de la lumière.
• La question du « mouvement » est parfois évoquée car les enfants ont souvent en tête que « ce qui est vivant bouge » (c’est l’une des sources de confusion concernant les plantes). Il est utile de leur faire remarquer que ceci peut être un piège.

Trois groupes sont finalement constitués : les plantes, les animaux et les « objets non vivants ». Les plantes et les animaux sont eux-mêmes rassemblés dans un groupe plus grand : les « êtres vivants ». L’enseignant demande alors à la classe : « Quelle est l’histoire de la vie d’un être vivant ? ». Les élèves évoquent la naissance, le fait de grandir, de faire des petits et de mourir. Si besoin, la question de ces étapes chez les plantes est à nouveau évoquée. Il demande enfin comment on appelle la science qui étudie les êtres vivants. Les élèves ne connaissent pas forcément la réponse. C’est la biologie.
Une définition de ce qu’est un « être vivant » est élaborée collectivement et inscrite par chacun sur le cahier d’expériences. Exemple de définition : Les êtres vivants qui peuplent la planète ont besoin de se nourrir pour exister. Ils naissent, grandissent, se reproduisent et meurent. La science qui étudie les êtres vivants s’appelle la biologie.
 

Activité : la diversité du monde vivant

L’enseignant dit aux élèves qu’ils vont maintenant s’intéresser aux êtres vivants et laisser de côté ce qui est non vivant.
Après avoir séparé la classe en deux groupes de travail et distribué à chacun une affiche au format A3, le maître propose aux élèves d’aller plus loin dans la liste commencée au tableau et donne la consigne : « Un groupe va s’intéresser aux animaux, l’autre aux plantes. Chaque groupe va essayer d’inscrire sur son affiche le plus possible de noms d’êtres vivants, comme une collection de mots ». Il leur dit de ne pas essayer de faire de groupes, simplement d’écrire sur la feuille un maximum d’idées.

Note
De façon optionnelle, si la classe dispose de quelques ouvrages (guides naturalistes, flores…), ils peuvent être mis à disposition des élèves.

Exemples :
- Pour les animaux : le loup, l’escargot, le papillon, la sauterelle, la truite, le crabe…
- Pour les plantes : le pissenlit, le chêne, la pâquerette, le pommier, la vigne, le bouleau…

Chaque groupe travaille pendant 15 à 20 minutes, les élèves discutent entre eux de leurs propositions. Au terme du temps imparti à l’activité, les deux affiches sont exposées au tableau, face à la classe. On compte rapidement combien de noms ont été proposés au total (animaux et plantes confondus).
Le maître demande alors aux élèves ce qu’ils pensent de cette collection des êtres vivants : « Y trouve-t-on beaucoup de noms ? Aurait-on encore pu en trouver d’autres (avec plus de temps et de documents) ? Les animaux et les plantes que vous avez cités se ressemblent-ils ou sont-ils tous différents ? Vivent-ils tous au même endroit ? ».
Sur cette base, il demande alors à la classe de réfléchir collectivement et de proposer quelques adjectifs pour décrire « le monde vivant ». Pour les aider, il peut proposer une phrase à compléter : « Dans le monde vivant, on trouve des éléments…». Les élèves proposent « nombreux », « variés », « différents », « divers »…

Conclusion collective : la biodiversité

L’enseignant écrit alors au tableau le mot « biodiversité » et engage le débat sur sa signification, à la lumière de tout ce qui vient d’être dit. Avec les élèves, il décortique le mot et montre qu’il est construit à partir de « biologique » (les élèves ont vu en première partie de séance que la biologie était la science qui étudie les êtres vivants) et de « diversité », c’est-à-dire ce qui est varié, nombreux, différent, comme la « collection » que la classe vient de réaliser.

Note pédagogique
Le préfixe « bio » évoque presque systématiquement pour les enfants les « produits bios » qu’ils rencontrent dans leur quotidien. La question sera sans doute évoquée, et le maître pourra les aider à comprendre que ce nom est donné à ces produits « parce qu’ils proviennent d’êtres vivants non modifiés, non traités par des produits chimiques ».

À la lumière de ces découvertes, la classe élabore collectivement une première définition du terme « biodiversité ». Cette définition sera complétée à la prochaine séance. Exemple de définition : La biodiversité est l’ensemble de toutes les possibilités prises par les êtres vivants qui peuplent la planète : ils sont nombreux, différents, variés.

Ouverture optionnelle
De façon optionnelle, un dessin d’imagination peut être proposé aux enfants, en leur faisant dessiner sur une feuille le plus d’éléments « divers » possibles (en taille, en forme, en couleurs…) issus de la nature. La galerie ainsi réalisée pourrait être affichée dans la classe et illustrer ce foisonnement de formes de vie différentes imaginées par les enfants. Cette approche peut être une façon d’ouvrir le sujet et de faire le point de façon ludique sur ce que les élèves ont en tête, au début du module.
 


Séance 2 : Biodiversité des individus, des espèces, des milieux

Durée : 1 h 10.

Matériel

  • Pour chaque groupe d’élèves :
    - Des pochettes en plastique transparent.
    - Des étiquettes en papier (feuilles A4 coupées en deux).
    - 4 planches de photos d’organismes à découper (planche 1, planche 2, planche 3 et planche 4).
  • Pour la classe :
    - 5 photographies d’habitats à photocopier en A4 (planche 5, planche 6, planche 7, planche 8 et planche 9).
    - 1 planche de photos d’organismes à photocopier en grand et à découper (planche 10).
    [ Cliquez ici pour télécharger l'ensemble des fiches documentaires de cette séance ]

Objectifs

  • Repérer les différents aspects de la biodiversité sur Terre : entre individus, entre espèces, entre milieux de vie.
  • Compléter la définition proposée à la séance I-1.

Compétences

  • Énumérer et associer des idées.
  • Décrire des milieux de vie et des organismes, en dégager les grandes caractéristiques.
  • Discriminer / Rassembler.

Lexique : Biodiversité, être vivant, espèce, milieu de vie, rassembler.


Question initiale : le monde vivant

L’enseignant invite les élèves à se rappeler des notions vues à la séance I.1 et à relire les définitions concernant « les êtres vivants » et « la biodiversité ». Il leur annonce qu’ils vont essayer d’en apprendre un peu plus sur la biodiversité et qu’ils vont pour cela procéder à un jeu de « tri ».

Activité 1 : la diversité du vivant mise en boîtes

L’enseignant sépare les élèves en groupes de travail. Il distribue à chaque groupe une dizaine de pochettes en plastique, des étiquettes en papier et un jeu de vignettes de photos d’organismes (planche 1, planche 2, planche 3 et planche 4).

Les élèves découpent rapidement les vignettes et les étalent au hasard devant eux, face visible : poissons-clowns, poissons rouges, grenouilles dendrobates dorées, grenouilles rousses européennes, bleuets, pâquerettes et humains.
L’enseignant donne la consigne suivante : « Observez attentivement les photos. En utilisant les pochettes en plastique mises à votre disposition, mettez ensemble les êtres vivants qui se ressemblent. Écrivez sur l’une des étiquettes en papier les raisons de votre choix et glissez-la avec les vignettes dans la pochette en plastique. »

Notes pédagogiques et techniques
• Les pochettes en plastique peuvent être remplacées par des boîtes ou des assiettes.
• Les vignettes ont été mélangées sur les planches à distribuer aux groupes d’élèves, afin de ne pas les influencer dans leur activité de tri.
• L’impression des vignettes en couleur est indispensable pour illustrer les différences entre les individus.
• Il est préférable de faire travailler les élèves par groupes, de préférence en effectif restreint (quatre ou cinq).
• Afin de ne pas influencer les élèves dans le nombre de groupes à constituer, il est possible de faire une pile de pochettes en plastique et de leur demander d’en prélever le nombre qu’ils estiment nécessaire à réaliser leur classement.

Pour une classe de CE2 ou si l’enseignant souhaite adapter le niveau de l’activité, il est possible de réduire le nombre de vignettes et de ne considérer que les photos de : bleuets, grenouilles dendrobates, poissons-clowns et humains.

Aperçu des vignettes des planches 1, 2, 3 et 4 (les noms scientifiques sont donnés à titre indicatif et n’ont pas à être évoqués avec les élèves) :


Poissons-clowns (Amphiprion ocellaris)


Poissons rouges (Carassius auratus)


Grenouilles dendrobates dorées (Dendrobates auratus)


Grenouilles rousses européennes (Rana temporaria)


Bleuets (Centaurea cyanus)


Pâquerettes (Bellis perennis)


Êtres humains (Homo sapiens)

Mise en commun

Après une quinzaine de minutes, chaque groupe révèle combien il a fait de pochettes et ce qu’il a placé dans chacune. Un porte-parole est désigné dans le groupe pour expliquer quels sont les indices utilisés pour le classement. Chaque choix fait ainsi l’objet d’une discussion collective. Les réponses sont diverses : « Parce qu’ils ont des nageoires », « Parce que ce sont des poissons-clowns ». Le cas échéant, le maître peut inciter les élèves à affiner leur réflexion en leur demandant : « Qu’est-ce qu’ils ont en commun sur leur corps et qui vous permet de dire qu’ils se ressemblent ? ».

Note pédagogique et technique
L’enseignant peut choisir d’imprimer en plus grand les vignettes et de les afficher au tableau avec des magnets pour cette phase de discussion. Il pourra ainsi les déplacer, les rassembler, tracer des cercles à la craie autour des groupes constitués…

L’enseignant demande alors : « Pourquoi les êtres vivants de chaque pochette se ressemblent-ils autant ? Comment pourrait-on appeler des individus regroupés ensemble parce qu’ils se ressemblent ? ». La classe discute et propose des termes variés : « Ils se ressemblent parce qu’ils appartiennent à la même ”famille”, à la même ”race”, à la même ”espèce” ». Ce dernier terme est souvent le plus long à venir, même si les élèves le connaissent.

Note pédagogique et scientifique
La notion de « race » est délicate, mais c’est presque toujours ce mot qui est proposé par les enfants en premier, car ils connaissent bien les races de chiens et de chats (dont les individus se ressemblent plus entre eux qu’ils ne ressemblent à ceux des autres races). Afin d’aider l’enseignant à se préparer à cette question, un éclairage scientifique consacré aux notions d’« espèce » et de « race » est disponible dans les éclairages scientifiques globaux du module.

Le maître élargit la question : « À votre avis (et en supposant qu’on a des mâles et des femelles adultes), les individus peuvent-ils se reproduire (”faire des petits”) à l’intérieur des pochettes ? Et entre pochettes différentes, le peuventils ? ». Les élèves ont généralement l’intuition que des espèces différentes ne peuvent pas se reproduire entre elles. Entre le poisson-clown et l’homme, la réponse est souvent catégorique. Entre les deux espèces de grenouilles, les élèves resteront sans doute plus interrogatifs et l’enseignant pourra donner la réponse.
Le maître dit alors aux élèves que chaque espèce peut être appelée par son nom et propose de donner un nom à chacun des groupes constitués par la classe (à chacune des pochettes). Ces organismes sont en général connus par les enfants, et les noms de « poissons-clowns », « poissons rouges », « bleuets », « pâquerettes » et « humains » viendront aisément. Pour les grenouilles dendrobates dorées et les grenouilles rousses, l’aide de l’enseignant pourra être apportée.
Il demande alors aux élèves de mieux regarder ce qui se trouve à l’intérieur de chaque pochette et demande : « Que remarquez-vous à l’intérieur de chaque groupe (de chaque espèce) ? Vous avez classé ces êtres vivants ensemble parce qu’ils se ressemblent, mais sont-ils tout à fait identiques ? ». Les élèves discutent et il émerge que – même à l’intérieur d’une espèce – on observe des différences entre les êtres.

Rédaction d’une définition collective

Une définition du terme « espèce » est construite collectivement et rédigée dans le cahier d’expériences. Exemple de définition : L’espèce est un ensemble d’individus qui se ressemblent et peuvent se reproduire entre eux. À l’intérieur d’une espèce, les individus possèdent de petites différences qui les rendent uniques.

Activité 2 : diversité des habitats et adaptation des organismes

Dans un second temps, la série de photos d’habitats photocopiée au préalable par le maître est fixée au tableau (planche 5, planche 6, planche 7, planche 8 et planche 9).
Cette série comprend : le désert, la barrière de corail (océan), la prairie, la forêt tropicale humide et la banquise. Il donne alors la consigne suivante : « Observez les photos de ces endroits du monde. Quelles sont les conditions de vie qui y règnent (quelle température, quelle humidité) ? Ces conditions sont-elles les mêmes ou observez-vous de la variété ? ». Les suggestions concernant les caractéristiques des différents milieux sont inscrites au tableau (en dessous de chaque photo) et sont le support d’une discussion collective.

Note pédagogique
Si les élèves ont du mal à démarrer dans la description des milieux, l’enseignant peut proposer une liste de mots qu’ils devront associer à l’une ou l’autre des photos : « chaud, froid, sec, humide, lumineux, obscur, eau, air… ».

Aperçu des planches 5, 6, 7, 8 et 9 « milieux de vie » :

L’enseignant fixe alors au tableau une photo de poisson-clown, une photo de grenouille dendrobate, une photo de bleuet et y adjoint une photo de cactus et une photo d’ours blanc (planche 10). Puis il donne la consigne : « À présent, essayez de trouver dans lequel de ces endroits habite chacune des espèces affichées. Notez sur votre cahier d’expériences quels sont les indices qui ont permis votre choix : quels éléments pouvez-vous observer sur ces êtres vivants qui leur permettent de survivre dans le ”milieu de vie” que vous pensez être le leur ? ».

Après une dizaine de minutes, les idées des élèves sont mises en commun et une définition du terme « milieu de vie » est rédigée collectivement. Exemple de définition : Milieu : endroit où un groupe d’êtres vivants peut vivre et s’épanouir. Les organismes y vivant possèdent des caractéristiques adaptées aux conditions du milieu (exemples : le poisson-clown « respire » dans l’eau grâce à des branchies, l’ours blanc est protégé du froid par une fourrure épaisse, le cactus est capable de conserver l’eau si rare dans le désert…).

En désignant la pochette regroupant les photos d’Homo sapiens, le maître interroge la classe : « Dans quels milieux vit l’Homme ? Peut-on dire qu’il est présent dans le milieu de vie du poisson-clown ? Comment ? Pour quoi faire ? Avec quelles conséquences ? ».

Conclusion collective

À la lumière de ces découvertes, les enfants sont invités à compléter la définition du terme « biodiversité » rédigée collectivement à la séance I-1. Après quelques minutes de rédaction personnelle, les propositions sont mises en commun et un consensus est proposé. Exemple de définition : La biodiversité est l’ensemble de toutes les possibilités prises par les êtres vivants qui peuplent la planète : ils sont nombreux, différents, variés. La biodiversité inclut la variété des êtres à l’intérieur de chaque espèce, la variété des espèces, la variété de leurs milieux de vie.

 


Séance 3 : D’où vient la diversité biologique ?

Durée : 1 h 30.

Matériel

Objectif

  • Découvrir l’un des mécanismes à l’origine de la diversité des espèces : la sélection naturelle.

Compétences

  • Être capable de produire et de décrire différents scénarios.
  • Savoir formuler leur possible issue.
  • Restituer à l’oral et à l’écrit ses prévisions.

Lexique : Biodiversité, évolution, environnement, sélection naturelle.


Préparation de la séance

Avant la séance et pour chaque groupe d’élèves, l’enseignant photocopie un jeu de planches pour l’activité « de l’herbe, des gazelles et des lions ». Le jeu est constitué de neuf cartes photocopiées
et, le cas échéant, découpées à partir des planches 11, 12, 13, 14 ,15, 16 et 17 : une espèce de gazelles, trois types de végétation à découper (herbes jaunes, herbes brunes et arbres hauts), un  lion à découper, quatre cartes « Après quelques générations ».

Notes techniques et pédagogiques
- Attention, le temps de préparation pour cette séance est un peu long, mais il est rentable.
- La photocopie (de préférence en couleurs) peut être faite sur du papier rigide ou du carton plume. Si vous choisissez de plastifier les cartes obtenues, vous pourrez les remettre à profit d’une année sur l’autre.
- La manipulation des planches par les élèves eux-mêmes fait partie intégrante d’une démarche d’appropriation de la situation et de réflexion. Si vous ne pouvez imprimer qu’un seul jeu de planches, vous pouvez l’afficher au tableau et réfléchir en classe entière aux différentes situations en faisant venir successivement des élèves au tableau.

Il est recommandé à l’enseignant de bien clarifier ses propres idées sur la sélection naturelle avant de mener la séance. Ce thème comporte de très nombreuses idées reçues solidement ancrées, et il sera bon de savoir les identifier pour transmettre un message juste et clair à la classe. Pour cela, le maître peut s’en référer aux éclairages scientifiques globaux du module.

Question initiale

L’enseignant introduit le sujet en réactivant les découvertes de la séance passée : « Qu’est-ce que la biodiversité ? Nous avons vu que la nature est très diverse : on y trouve des milieux de vie variés, de très nombreuses espèces et, à l’intérieur de ces espèces, des individus également tous différents ». Il interroge alors la classe : « Comment est apparue une si grande diversité sur Terre ? ».
Dans un premier temps, la classe réfléchit à la diversité à l’intérieur d’une espèce, par exemple l’Homme. Tous les humains sont différents entre eux, même lorsqu’ils possèdent les mêmes parents (voir les frères et soeurs). Pourquoi ? Parce que les caractéristiques des parents se mélangent au hasard chez leurs enfants.
Dans un second temps, il interroge la classe sur la variété des espèces : comment se sont différenciées autant d’espèces ? Cette question est difficile, même pour des adultes. Pour aider les élèves, l’enseignant peut ressortir l’image de l’ours polaire étudiée à la séance précédente et réactiver une conclusion déjà évoquée en classe : « Pourquoi cet ours est-il blanc, alors que nous connaissons aussi un ours brun dans nos forêts ? ». L’ours est blanc « parce qu’il vit sur la banquise ». Alors ici, qu’est-ce qui a créé de la biodiversité ? « C’est le froid, la glace, la neige : le milieu de vie ».

Collectivement, la classe élabore une phrase pour résumer ces idées. Elle est marquée par chacun sur le cahier d’expériences. Exemple : La diversité entre les êtres vivants d’une même espèce est due au mélange au hasard des caractéristiques des parents. La diversité entre les espèces est influencée par l’environnement.

Activité : de l’herbe, des gazelles et des lions

Pour tenter d’en savoir plus, le maître propose une activité de modélisation : « de l’herbe, des gazelles et des lions ». Il répartit les élèves en groupes de travail.

1. Situation initiale

Dans un premier temps, l’enseignant distribue à chaque groupe d’élèves la carte correspondant à la « situation initiale » (planche 11), représentant une espèce de gazelles avec sa diversité interindividuelle.

Il demande alors aux élèves de décrire ce qu’ils voient : « Les gazelles sont-elles toutes identiques ? Qu’est-ce qui les différencie ? ». Il note les idées énoncées au tableau. Leurs « couleur jaune ou brune », « tailles différentes », « cornes différentes », « tâches différentes » seront sans doute évoquées, et permettront à nouveau de faire appel à la définition collective du terme « biodiversité » : on est ici en présence d’une diversité « entre individus », « au sein d’une même espèce » de gazelles.

Note pédagogique
Si ce point n’est pas clair pour les élèves, le maître pourra préciser que les gazelles de petite taille ne sont pas les petits des autres gazelles mais bien des gazelles adultes.

2. De l’herbe, des gazelles et des lions : exploration de scénarios

L’enseignant distribue à chaque groupe d’élèves le reste du jeu de cartes (à partir des planches 12, 13, 14, 15, 16 et 17), dont celles représentant différents paramètres environnementaux possibles pour le milieu de vie des gazelles :
- trois types de végétation : des herbes jaunes, des herbes brunes ou des arbres hauts (les élèves choisiront un type de végétation pour chaque scénario) ;
- un lion (qui pourra être présent ou non dans chaque type de végétation). Les lions mangent quelques gazelles à chaque génération.

Il demande alors aux élèves d’explorer différentes solutions possibles en superposant sur la carte de la situation initiale ces éléments d’environnement. Il les met au défi de prévoir ce qui pourra se passer après quelques générations, pour chacun des scénarios ainsi constitués (chaque groupe choisira deux ou trois scénarios, selon le temps disponible). Exemples de scénarios : « herbes jaunes, lion », « herbes brunes, pas de lion », « arbres hauts, lion », etc. Pour représenter son choix de « résolution de scénarios », chaque groupe choisira une carte parmi celles de la série « Après quelques générations » et remplira en commun la « Fiche de scénarios » distribuée par l’enseignant pour rendre compte de ses conclusions par écrit.

Notes pédagogiques
- La notion de « génération » peut être inconnue des enfants, ou en tous cas confuse. Par un rapide questionnement et une discussion commune autours des générations de leurs parents et de leurs grands-parents, ce terme pourra être explicité au moment des consignes.Exemple de définition : Une génération est un ensemble d’individus de la même espèce ayant approximativement le même âge et se reproduisant approximativement au même moment.
- En cas de besoin, le maître peut aiguiller la classe en posant des questions telles que : « Quelles gazelles le lion va-t-il manger le plus ? », « Quelles gazelles pourront se nourrir le plus facilement et survivre le plus longtemps ? » et, par voie de conséquence : « Quelles gazelles feront le plus de petits ? ».

Aperçu des cartes et exemples de superpositions :

Mise en commun

Dans chaque groupe sont choisis des porte-parole qui exposent chacun un scénario et la prévision rédigée en commun quant au devenir de la population de gazelles après quelques générations. Chaque cas donne lieu à un débat collectif, les solutions retenues pour chaque scénario sont inscrites dans le cahier d’expériences (ou distribuées par le maître sous la forme d’une fiche de synthèse des scénarios, s’il souhaite gagner du temps).

Exemples :
- Scénario « herbes jaunes, lion » : les gazelles claires seront plus nombreuses à survivre car elles seront moins visibles aux yeux des lions. Leurs petits seront plus nombreux que ceux des gazelles foncées survivantes, elles deviendront les plus nombreuses dans la savane après quelques générations.
- Scénario « herbes brunes, pas de lion » : sans lion, tous les types de gazelles survivront au milieu des herbes brunes. Leurs petits seront aussi nombreux, et la population ressemblera à la population d’origine, après plusieurs générations.
- Scénario « arbres hauts, lion » : les gazelles à long cou seront plus nombreuses à survivre car elles auront un accès plus facile à la nourriture et ne mourront pas de faim. Leurs petits seront plus nombreux que ceux des gazelles à cou plus court survivantes, elles deviendront bientôt les plus nombreuses dans la savane. Puisqu’il n’y a pas d’herbe, les lions verront de la même façon les deux couleurs de gazelles et les mangeront de la même façon. On retrouvera donc des gazelles à long cou des deux couleurs, après quelques générations.

Enfin, l’enseignant interroge les enfants : « Qu’arrivera-t-il si la population d’origine de gazelles est séparée en deux par l’effondrement d’une montagne, et que chacune des deux populations ainsi créées se retrouve dans un scénario différent (par exemple, des lions d’un côté de la montagne mais pas de l’autre) ? ». Les idées de la classe sont débattues. Après plusieurs générations, chacun des deux groupes aura « évolué » différemment, selon les scénarios proposés par les élèves. On sera en présence de deux espèces différentes. Il y aura eu augmentation de la biodiversité. À l’échelle de l’histoire du vivant (3 milliards d’années), de tels événements ont permis l’apparition de toute la biodiversité passée et actuelle.

Conclusion collective

Les élèves construisent collectivement un résumé de la séance, à partir de ce qu’ils ont compris de l’influence du hasard sur la création de nouveauté biologique, ainsi que de la sélection naturelle dans un environnement donné. Pour cela, l’enseignant note les idées au tableau et aide à la synthèse. Si elle n’a pas été suggérée au cours de ce débat, il énoncera la notion de « sélection naturelle ».

Exemple de définition : Lorsqu’une population est soumise à une contrainte (un prédateur comme le lion, un accès restreint à de la nourriture), les animaux qui sont les moins gênés par cette contrainte sont avantagés par rapport aux autres, vivent plus longtemps et font donc plus de petits. Après quelques générations, leurs particularités avantageuses deviendront majoritaires dans la population, si les contraintes du milieu n’ont pas changé. Ce phénomène est nommé « sélection naturelle » et il est passif (les gazelles ne deviennent pas brunes « pour échapper aux lions » dans les herbes brunes). Pour l’apparition de toute la biodiversité terrestre, le temps nécessaire a été très long (3 milliards d’années).

Prolongements multimédias

- L’animation interactive « Le jeu de l’évolution » permet de découvrir un autre aspect de l’influence du hasard sur la biodiversité.
- L’animation interactive « Sélection naturelle : des phalènes, des arbres et des mésanges » permet une autre illustration du phénomène de sélection naturelle. Il propose également une première approche de l’impact que peuvent avoir les activités humaines sur la biodiversité, par des phénomènes de sélection de populations à court terme directement liés aux modifications de l’environnement consécutives aux activités industrielles.
- L’animation interactive « Adaptations », enfin, propose un aperçu de la diversité de forme du membre des tétrapodes, résultant de phénomènes d’adaptation à différents modes de déplacement (la nage, la course, le vol…).

 


Séance 4 (optionnelle) : Mettre de l’ordre dans la biodiversité : trier, ranger, classer

Durée : 1 h.

Matériel

Objectif

  • Comprendre qu’il y a plusieurs façons possible d’ordonner des objets : trier, ranger, classer.

Compétences

  • Réfléchir au sens des mots.
  • Observer et comparer des êtres vivants.
  • Discuter, débattre, se mettre d’accord.

Lexique : Biodiversité, classification, classer, trier, ranger.


Préparation de la séance

Remarques communes aux séances 4 (optionnelle) et 5 : Avant la séance, le maître imprime les planches nécessaires. Afin d’être à l’aise avec les activités proposées et les caractères observés sur les animaux, il est recommandé de consacrer un peu de temps à la préparation de cette séance et de bien s’en imprégner. Les élèves poseront de nombreuses questions auxquelles l’enseignant pourra mieux répondre s’il s’est un peu approprié le sujet. Une « Fiche de définition des caractères » est là pour aider les élèves et l’enseignant.

Note pédagogique
Cette activité est optionnelle, il est possible de mener la séance I-5 sans l’avoir proposée aux élèves. Néanmoins, son utilité est grande, car elle leur permet de toucher à un aspect important de la pratique scientifique : la précision du langage. Dans notre vie quotidienne, les termes de trier, ranger et classer se mélangent souvent dans notre vocabulaire. En sciences, on a besoin de savoir exactement de quoi l’on parle pour bien rechercher ou faire tous les mêmes choses. De plus, cette activité propose aux élèves une première observation globale des êtres vivants qu’ils auront ensuite à classer.

Question initiale

Dans un premier temps, l’enseignant aide les élèves à réactiver les notions des séances précédentes : « Les espèces sont nombreuses et variées sur Terre : c’est l’un des aspects de la biodiversité. Comment apparaissent ces espèces ? Elles se séparent les unes des autres sous l’effet d’environnements différents. On parle de sélection naturelle, c’est l’un des moteurs de l’évolution ».
Il expose alors la question initiale : « Pour mieux comprendre le monde qui l’entoure, l’Homme a besoin de classer les êtres vivants, d’organiser cette variété pour y voir plus clair. Comment les scientifiques qui étudient la biodiversité font-ils pour mettre de l’ordre dans toutes ces espèces ? ». La classe fait des propositions. Pour aider les élèves, le maître peut éventuellement leur demander de se rappeler le jeu de la première séance où ils avaient rassemblé des photos. Il demande : « Pourquoi aviez-vous mis ensemble certains êtres vivants ? Parce qu’ils se ressemblaient. Pour mettre de l’ordre dans les êtres vivants, on va observer leur apparence. »

Activité : trier, ranger, classer

L’enseignant propose d’étudier un peu de vocabulaire et écrit trois mots au tableau : « trier », « ranger », « classer ». Il demande aux élèves d’y réfléchir et invite la classe à discuter des actions décrites par ces trois mots. Pour les aider à y voir plus clair dans ce vocabulaire, souvent rendu confus par l’usage courant de la langue, le maître peut proposer de chercher des exemples. Exemples : on trie les fruits mûrs et ceux qui ne le sont pas encore, on trie les perles bleues et les perles rouges. Dans les exercices de mathématiques faits en classe, on range du plus petit au plus grand. À la bibliothèque, on range les livres par ordre alphabétique. On peut classer des dossiers ou des papiers : mettre ensemble ceux qui concernent la banque, mettre ensemble les factures. Le cas échéant, le maître peut attirer l’attention des élèves sur le fait que le langage de tous les jours déforme parfois le sens des mots. « Ranger sa chambre », par exemple, n’a plus vraiment de lien avec l’action de ranger comme on l’utilise en mathématiques.

Par ces simples exemples, la notion de « critère » émerge immédiatement : on trie, range ou classe toujours « en fonction de quelque chose » qu’on aura décidé. Le maître accroche alors au tableau la série de 14 images d’animaux (planches 19, 20, 21, 22, 23, 24 et 25), photocopiée au préalable et mélangée dans l’espace. Il demande à la classe de réfléchir aux critères que l’on pourrait imaginer pour trier, ranger et classer ces animaux.



 

Le maître répartit les élèves en groupes de travail et distribue à chaque groupe un jeu de vignettes (planche 18). Il donne la consigne : chaque groupe est en charge d’une mission différente, qui est de trier, ranger ou classer ces animaux en organisant les vignettes sur la table. Avant de commencer, chaque groupe devra se mettre d’accord et choisir l’un des critères proposés au tableau. Lorsque le travail est terminé, un porte-parole est désigné dans chaque groupe et explique ce qui a été fait.

Notes pédagogiques
- Il ne s’agit pas ici de faire trouver « la bonne réponse » aux élèves, mais bien de faire travailler leur réflexion et leur jugement, de les faire débattre et arriver à proposer une solution, même si elle ne correspond pas à une « réalité biologique ».
- Il est fréquent que les propositions de classement, tri, rangement soient sources de débats dans les groupes, surtout si le critère qui a été choisi est subjectif (par exemple, ranger « du plus moche au plus beau »). Apprendre le débat et la concession fait partie d’un apprentissage, tant d’un point de vue scientifique que citoyen.

À la lumière de ces débats et de cette activité, des définitions collectives sont écrites sur le cahier d’expériences pour chacune des actions. Exemples de définitions :
- Trier les organismes, c’est les séparer en lots opposés (ceux qui « ont » quelque chose et ceux qui ne « l’ont pas », ceux qui « font » quelque chose et ceux qui ne le « font pas », etc.).
- Ranger les organismes, c’est les placer dans un ordre donné en fonction d’un aspect qui nous intéresse.
- Classer les organismes, c’est faire des groupes en fonction de quelque chose que les membres du groupe partagent, par exemple une ressemblance.

 


Séance 5 : Mettre de l’ordre dans la biodiversité : comment classe-t-on les êtres vivants ?

Durée : 2 h.

Matériel

Objectifs

  • Observer et comparer des caractères morphologiques chez les animaux.
  • Comprendre et utiliser les principes de la classification scientifique.
  • Apprendre à lire une classification emboîtée.
  • Savoir repérer les liens de parenté (« Qui est plus proche de qui ? ») d’un échantillon d’espèces et les relier au concept d’évolution.

Compétences

  • Observer et comparer des êtres vivants pour établir des classements.
  • Interpréter des classifications emboîtées pour raisonner sur l’ascendance commune des organismes (« Qui est plus proche de qui ? »).

Lexique : Biodiversité, rassembler, classer, parenté, cousin, évolution.


Préparation de la séance

Remarques communes aux séances 4 (optionnelle) et 5 : Avant la séance, le maître imprime les planches nécessaires. Afin d’être à l’aise avec les activités proposées et les caractères observés sur les animaux, il est recommandé de consacrer un peu de temps à la préparation de cette séance et de bien s’en imprégner. Les élèves poseront de nombreuses questions auxquelles l’enseignant pourra mieux répondre s’il s’est un peu approprié le sujet. Une « Fiche de définition des caractères » est là pour aider les élèves et l’enseignant.

Question initiale

Note pédagogique
Si les élèves ont fait la séance 4 (optionnelle), cette question initiale est à remplacer par un bref rappel des notions vues au cours de celle-ci.

Dans un premier temps, l’enseignant aide les élèves à réactiver les notions des séances précédentes : « Les espèces sont nombreuses et variées sur Terre : c’est l’un des aspects de la biodiversité. Comment apparaissent ces espèces ? Elles se séparent les unes des autres sous l’effet d’environnements différents. On parle de sélection naturelle, c’est l’un des moteurs de l’évolution ».

Il expose alors la question initiale : « Pour mieux comprendre le monde qui l’entoure, l’Homme a besoin de classer les êtres vivants, d’organiser cette variété pour y voir plus clair. Comment les scientifiques qui étudient la biodiversité font-ils pour mettre de l’ordre dans toutes ces espèces ? ». La classe fait des propositions. Pour aider les élèves, le maître peut éventuellement leur demander de se souvenir du jeu de la première séance où ils avaient rassemblé des photos. Il demande : « Pourquoi aviez-vous mis ensemble certains êtres vivants ? Parce qu’ils se ressemblaient. Pour mettre de l’ordre dans les êtres vivants, on va observer leur apparence ».

Activité : classer les êtres vivants

Le maître explique aux élèves que les scientifiques « classent » les êtres vivants pour pouvoir y voir plus clair dans la nature. Les classer signifie « faire des groupes d’êtres vivants en fonction de ressemblances », exactement comme les élèves l’ont fait au cours de la séance I.1 (jeu des pochettes). On va rassembler les êtres vivants en fonction de ce qu’ils « ont » (des poils, des feuilles en forme d’aiguilles, des yeux, des fleurs, des nageoires…). On ne s’occupera que de « ce qu’ils ont » (sur leur corps) et on laissera de côté « ce qu’ils font » (voler, filtrer, respirer sous l’eau…).

Éclairage scientifique
D’après Guillaume Lecointre, professeur au Muséum national d’histoire naturelle et directeur de l’ouvrage Comprendre et enseigner la classification du vivant, Belin, 2004 (2e éd. 2008, 311 p.) : « En sciences, l’objectif est d’obtenir une classification en rapport avec l’histoire évolutive des organismes (…). On ne peut regrouper les êtres vivants et parler de leur origine qu’en s’attachant à observer ce qu’ils “ont” concrètement. Les regrouper sur la base de ce qu’ils “n’ont pas” n’aurait pas de sens : ce qu’ils n’ont pas ne les spécifie en rien et ne saurait témoigner de leur origine. Pour justifier cette démarche auprès de l’enfant, on peut partir du principe suivant : “se connaître, c’est en partie savoir de quoi l’on est fait et d’où l’on vient”. On pourra demander à un enfant de tenter de décrire un camarade en énonçant ce qu’il n’a pas, puis de faire des groupes de camarades sur la base de ce qu’ils n’ont pas. Ensuite, on pourra comparer cette démarche à celle qui consiste à décrire et à regrouper les camarades sur la base de ce qu’ils ont. On arrive vite à la conclusion que la seconde démarche peut avoir du sens, tandis que la première n’en a pas. »

1. Choisir des caractères

Le maître accroche au tableau la série de 14 images d’animaux (planches 19, 20, 21, 22, 23, 24 et 25), photocopiée au préalable et mélangée dans l’espace. Il demande : « Quels éléments allons-nous observer sur ces animaux pour repérer des ressemblances et donc en rassembler certains entre eux ? Certains de ces animaux “ont-ils” quelque chose en commun ? Regardez les images et faites des propositions ».

Par groupe ou en classe entière, les élèves réfléchissent aux critères possibles et une liste est mise en commun au tableau. Parmi les critères énoncés, sera sans doute proposé (dans le désordre) de rassembler les animaux qui possèdent : six pattes, des poils, quatre pattes, des nageoires, des plumes, un squelette externe, une tête, dix pattes, des membres en forme de « nageoire »… Ces éléments observables sur les animaux sont nommés « caractères » : la classe élabore une définition de ce mot à partir de ce qui vient d’être discuté. Exemple de définition : Un caractère est un élément que l’on peut observer pour décrire un être vivant. Par exemple : « des poils », « quatre pattes », « une tête avec des yeux et une bouche »…

2. Observer les animaux

L’enseignant explique aux élèves que les scientifiques travaillent chaque jour pour choisir les caractères permettant de fabriquer des classements représentant le mieux possible la nature. Il les sépare alors en groupes de travail et distribue à chaque groupe un exemplaire de la « Fiche de définition des caractères ».

Chaque caractère est lu par la classe. « Pour qu’on soit bien sûrs d’observer tous la même chose, il faut qu’on soit tous bien d’accord sur ce que désigne chaque caractère ». Pour chaque caractère, le maître demande aux élèves de trouver parmi les images du tableau un animal le possédant. Exemple : « Trouvez un animal qui possède le caractère “plumes”» : « Le pigeon ».

L’enseignant distribue ensuite à chacun des groupes d’élèves un exemplaire de la « Fiche d’observation des caractères », ainsi qu’une photocopie de la planche 18 rassemblant les miniatures des dessins. Chaque groupe découpe grossièrement les vignettes. Le maître donne la consigne : « Observez les animaux et trouvez quels caractères ils possèdent. Mettez des croix dans les cases en face de ces caractères ».

Notes pédagogiques et scientifiques
- L’enseignant peut choisir de mener cette étape en classe entière en recopiant la grille d’observation au tableau.
- Il peut proposer aux élèves de se répartir l’observation des animaux : chaque élève du groupe de travail observera deux ou trois animaux.
- Certains caractères sont visibles à l’extérieur du corps de l’animal, d’autres pas (le squelette à l’intérieur). D’autres caractères peuvent poser problème, par exemple la présence d’écailles, le nombre de pattes de la crevette, les ailes de l’oiseau (sont-elles des « pattes » ?)… Le cas échéant, le maître peut mettre à disposition de la classe un ou deux ouvrages de type « encyclopédie de la nature » ou proposer aux élèves de chercher des informations sur Internet.

Après quinze à vingt minutes, la classe met en commun ses observations en discutant chaque point nécessaire. Le corrigé proposé est le suivant :

3. Repérer les caractères partagés

À partir de la « Fiche d’observation des caractères » remplie, l’enseignant invite les élèves à dresser une liste d’affirmations concernant les « caractères » que ces animaux « ont » en commun. Chaque élève inscrit cette liste sur son cahier d’expériences.

Exemples d’affirmations :
- l’humain et le chat ont des poils,
- le crabe et la crevette ont dix pattes,
- la grenouille, la salamandre, le pigeon, le canard, l’homme et le chat ont quatre membres,
- tous les animaux que j’observe ont une tête…

Les propositions sont mises en commun au tableau et discutées. Certains rassemblements, par exemple « la mouche, le canard et le pigeon ont des ailes » pourront donner lieu à une conversation, le maître demandant si nécessaire aux enfants si les ailes de la mouche ressemblent à celles du pigeon et si elles leur semblent être « la même chose ».
Le maître demande alors aux élèves de chercher si certains des animaux observés possèdent la même liste de caractères, c’est-à-dire des croix dans exactement les mêmes cases. La classe remarque que la mouche et le coléoptère possèdent les mêmes caractères, le pigeon et le canard, le chat et l’humain... « Qu’est-ce que cela veut dire ? Que ces animaux se ressemblent plus entre eux qu’avec tous les autres. »

4. Représenter : le jeu des « ensembles emboîtés »

L’enseignant distribue à chaque groupe jeu de vignettes « Caractères partagés ». et met alors les élèves au défi (c’en est un, et ce mot est très motivant pour les élèves) de représenter visuellement toutes les affirmations écrites au tableau, en utilisant exclusivement le matériel suivant :
- une grande feuille de papier A3,
- leur série des 14 vignettes « animaux » (planche 18),
- la série des 13 vignettes « Caractères partagés » découpée,
- un feutre pour tracer des cercles autour des animaux que l’on veut rassembler : on constitue des « ensembles », des « boîtes ». Chaque « ensemble » devra porter pour titre une vignette « Caractères partagés ». Comme si l’on mettait des boîtes dans des tiroirs et ces tiroirs dans un meuble. On a le droit d’emboîter les ensembles.

Note pédagogique
Si, après un temps de manipulation, la classe peine à démarrer et à saisir le principe de la représentation en « ensembles », l’enseignant pourra inviter les élèves à réfléchir entre eux sur la base d’un « indice », selon le modèle ci-dessous. Après un bref temps de conversation en groupe, le principe devrait alors être clairement établi par analogie et le travail sur les vignettes « animaux » pourra s’engager de façon concrète.

 

Mise en commun

Une fois le groupe mis d’accord sur la disposition des vignettes et le tracé des ensembles, il les colle sur la feuille A3. Les posters ainsi réalisés sont affichés au tableau et discutés collectivement.
L’enseignant pourra lancer la conversation au travers de questions telles que : « Observez-vous des “ensembles” différents entre les posters ? », « Déplaceriez-vous certains animaux d’un “ensemble” à un autre, sur l’un ou l’autre poster ? », « Quels noms de groupes d’animaux associer à chaque “ensemble” » ?
Le maître explique que le travail des scientifiques est exactement celui que les élèves viennent de faire et que l’une des représentations possibles est celle des « ensembles », aussi nommée « classification emboîtée » (du mot « classer », avec l’idée de boîtes mises les unes dans les autres). Il affiche sur le mur les « Classifications emboîtées » des animaux et des végétaux, photocopiées au format A3 (planche 26 et planche 27).

Note pédagogique
Il ne s’agit pas ici d’apprendre les termes scientifiques exacts aux enfants, mais de faire en sorte qu’ils puissent nommer les groupes animaux constitués en classe. Le fait d’afficher ces classifications au mur permettra d’y revenir ponctuellement, même en dehors des séances allouées au projet thématique, et de définir à tout moment à quel groupe un animal appartient.

Ouverture : une histoire de cousins

À titre d’ouverture, l’enseignant pose la question : « Pourquoi les espèces ont-elles des caractères en commun ? ». Les idées des enfants sont écrites au tableau ou sur une affiche. Les réponses, très diverses, sont du type : « Parce qu’ils vivent dans un même milieu », « Parce qu’ils sont de la même famille », « Parce qu’ils sont cousins… ». L’idée que « plus des espèces possèdent des caractères en commun, plus elles sont des cousins proches » émerge. Pourquoi des cousins se ressemblent-ils ? Parce qu’ils ont hérité des caractères de leurs ancêtres communs. La classification est donc le reflet de l’évolution des espèces.
À partir de cette idée de « grande famille du vivant » et de la notion de « cousins », l’enseignant demande aux élèves de réfléchir à « qui est plus proche de qui », sur les classifications emboîtées qu’ils ont construites et affichées au tableau. Oralement, il invite les élèves à partager des phrases de la forme « ... sont plus proches entre eux que de... ».

Exemples :
- la mouche et le coléoptère sont plus proches entre eux que de tous les autres,
- le chat et la grenouille sont plus proches entre eux que de la mouche,
- l’humain et le chat sont plus proches entre eux que de tous les autres…

Notes pédagogiques
- Éventuellement, l’enseignant peut tourner l’exercice sous forme de question / réponse : « Qui est plus proche cousin de l’humain : le
chat ou la grenouille ? » Etc.
- Ces quelques considérations, proposées à titre d’ouverture, mettront en place autant de bases utiles à la compréhension future (au collège et au lycée) des notions de phylogénie, d’ancêtre commun hypothétique, et à la visualisation des classifications sous d’autres formes (des arbres).

Conclusion collective

Enfin, le maître annonce la rédaction d’une conclusion collective et demande à chaque élève d’écrire individuellement quelques phrases correspondant à ce qu’ils ont retenu de la séance. Les propositions sont mises en commun et compilées au tableau en une conclusion collective que chacun écrira dans son cahier d’expériences. Exemple de conclusion : Pour classer les êtres vivants, on les observe et on note leurs différents caractères. Puis on les regroupe dans des ensembles emboîtés selon ce qu’ils ont en commun. Plus ils ont de caractères communs et plus ils sont proches. La classification est le reflet de l’évolution.

 


Séance 6 : Les organismes dépendent les uns des autres : milieux de vie

Durée : 1 h.

Matériel

Objectifs

  • Observer les constituants d’un milieu de vie.
  • S’interroger sur les relations entre ces différents constituants.
  • Approcher la notion d’écosystème.

Compétences

  • Définir ce qui est vivant, non vivant.
  • S’interroger sur les relations entre êtres vivants, formuler des hypothèses.

Lexique : Milieu de vie, régime alimentaire, herbivore, carnivore.


Question initiale

Dans un premier temps, la classe revient sur les conclusions des séances précédentes : « La biodiversité est la diversité des êtres vivants qui peuplent la planète : elle inclut la variété des individus à l’intérieur de chaque espèce, la variété des espèces, la variété de leurs milieux de vie. Cependant, au sein d’un milieu donné (prairie, forêt, étang, etc.), on ne trouve pas les mêmes conditions de vie et on ne trouve donc pas les mêmes êtres vivants. C’est pourquoi nous allons étudier plus en détail quelques milieux de vie ».

Recherche documentaire : identifier les constituants d’un milieu

L’enseignant distribue aux élèves réunis en petits groupes (quatre à cinq élèves par groupe) des photographies de différents milieux de vie, par exemple milieu marin, forestier, cultivé, urbain, etc. (planches 28, 29, 30 et 31). Il demande à chaque groupe d’observer attentivement la planche qui lui a été confiée pour dresser une liste de ce qu’il voit et d’imaginer, le cas échéant, ce qui n’est pas visible mais probablement présent. Il donne la consigne de lister d’une part ce qui est vivant, d’autre part ce qui ne l’est pas, sur une affiche, par exemple dans un tableau à deux colonnes.

Notes pédagogiques
- Idéalement, au minimum deux groupes travailleront sur chaque document, afin de permettre une confrontation des interprétations et des conclusions au moment de la mise en commun.
- Une autre possibilité consiste à mener le débat directement en classe entière, selon le choix de l’enseignant.

Exemple de tableau pour le milieu urbain :

Vivant Non vivant
- Les arbres du square
- Le moineau
- Le héron cendré...
- La route en bitume
- Les voitures
- Les immeubles...

Mise en commun

Chaque groupe affiche au tableau les listes établies, en regard des planches correspondantes. Un porte-parole est désigné dans chaque groupe et explicite devant la classe les résultats des observations. 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.
Par ses questions, l’enseignant conduit les élèves à compléter les listes, par exemple – si les élèves n’y pensent pas – pour souligner l’importance de l’air, de l’eau, de la lumière, du sol, des micro-organismes, des productions humaines, etc. Il souligne que, dans chaque exemple, on trouve des êtres vivants et des constituants inertes, c’est-à-dire « non vivants ».

Débat : quelles sont les relations entres les différents constituants des milieux ?

L’enseignant propose aux élèves d’essayer de découvrir quelles sont les relations entre les différents constituants des milieux, mises en évidence par la classe sur les affiches. Pour cela, il demande à chaque groupe de se concerter puis de répondre, sur une nouvelle affiche, à trois questions concernant le milieu qui lui a été attribué. Les trois questions sont écrites au tableau puis les réponses données sur chaque affiche sont discutées collectivement :

1) « Quelles sont les relations entre les composants inertes (eau, air, sol, etc.) et les êtres vivants ? ». Si nécessaire, l’enseignant questionne les élèves sur le rôle, pour les êtres vivants, de l’air, de l’eau, du sol.
2) « Quelles sont les relations entre les différents êtres vivants observés ? ». Si nécessaire, l’enseignant questionne les élèves : « Qui est mangé par qui ? », de façon à faire émerger la notion de chaîne alimentaire. « En quoi les abeilles sont-elles utiles pour les plantes ? ». « Avec quoi les oiseaux construisent-ils leur nid ? ». Ou encore, pour faire émerger d’autres types de relations, sur le rôle des vers de terre dans les sols.
3) « Quelles relations peut-il y avoir avec l’Homme dans chaque cas ? ». Au besoin, l’enseignant souligne le rôle de l’Homme dans le modelage des paysages, dans l’exploitation des ressources destinées à la nourriture, aux vêtements, à la construction, etc. Il amène les élèves à réfléchir sur sa position au sommet des chaînes alimentaires.

On approche ainsi la notion d’écosystème en identifiant progressivement les différents composants et les diverses interactions établies entre eux. Les élèves découvrent ainsi que de nombreux animaux dépendent des plantes pour se nourrir, s’abriter ou se reproduire, que d’autres se nourrissent d’animaux, que de nombreuses plantes dépendent des insectes pollinisateurs pour leur reproduction, etc.

Rédaction d’une conclusion collective

Une définition du terme « écosystème » peut alors être construite collectivement et rédigée dans le cahier d’expériences. Exemple de définition : Un écosystème est l’ensemble des êtres vivants d’un milieu donné qui constituent avec lui un système dans lequel les différents constituants, vivants ou non, interagissent entre eux. Exemples : prairie, forêt, récif corallien, écosystèmes cultivés, écosystèmes urbains.

 


Séance 7 : Les organismes dépendent les uns des autres : chaînes alimentaires

Durée : 1 h.

Matériel

Objectifs

  • Observer plus finement l’un des types de relations que des êtres vivants peuvent entretenir dans un milieu donné.
  • Approcher les notions de chaîne et de réseau alimentaires.

Compétences

  • Associer, créer des liens logiques, représenter, discuter, débattre.

Lexique : Écosystème, régime alimentaire, phytophage, zoophage, détritivore.


Question initiale

Dans un premier temps, la classe revient sur les conclusions de la séance précédente : « Dans un milieu donné, il existe des relations entre les différents constituants : entre les êtres vivants et ce qui est non vivant, et aussi entre les êtres vivants eux-mêmes ». Le maître propose d’étudier plus en détail l’une des relations entre êtres vivants : celle qu’ils entretiennent pour se nourrir.

Activité : construire un réseau alimentaire

L’enseignant distribue à chaque groupe une planche de photos mettant en scène des organismes connus du jardin (planche 32), végétaux et animaux (dont l’Homme), et leur pose la question : « Qui est mangé par qui ? ». Les élèves énoncent leurs idées : elles sont variées et il apparaît rapidement que certains êtres vivants sont mangés par d’autres.

Pour tenter d’en savoir plus sur ces relations, le maître propose à chaque groupe de découper les photos des êtres vivants, de les disposer sur une grande feuille (A3) et de les relier par des flèches dessinées au feutre de façon à ce qu’elles montrent « qui est mangé par qui ». Pour cela, ils disposeront la pointe de la flèche vers celui qui mange (conventionnellement, la pointe de la flèche indique le sens du flux de matière. Par exemple, le chat mange le mulot est représenté par : mulot -> chat, autrement dit, le mulot est mangé par le chat). Visuellement, la flèche va « dans la bouche de celui qui mange ».

Aidés par l’enseignant lorsqu’ils ignorent le nom de l’être vivant ou ce que mange tel ou tel animal, les élèves construisent ainsi intuitivement une chaîne alimentaire en collant sur une feuille A3 les images reliées par les flèches. Ils inscrivent également le nom de l’être vivant à côté de chaque image. Lorsqu’ils veulent situer l’Homme, ils constatent qu’il se trouve à l’extrémité de la chaîne.

Note
Attention, sur la vignette du centre, c’est bien la petite fille qu’il faut prendre en compte, et non le trèfle qu’elle tient.

Grâce à un porte-parole, chaque groupe présente alors son affiche au tableau et, le cas échéant, modifie la chaîne en fonction des remarques des autres groupes et de l’enseignant. Ce dernier souligne, au vu des résultats, que les êtres vivants présentés constituent un « réseau » alimentaire, c’est-à-dire « un ensemble de noeuds reliés entre eux par des liens ». Les affiches constituées par les groupes illustrent visuellement cette notion.

Proposition de réseau alimentaire à partir des vignettes :

L’enseignant demande ensuite aux enfants de formuler des hypothèses sur ce qui se passerait au cas où l’un des maillons du réseau venait à disparaître. La discussion fait apparaître que la disparition de certaines espèces peut avoir des conséquences importantes pour l’ensemble des êtres vivants d’un même réseau alimentaire, pouvant même aller jusqu’à leur disparition.
Pour le représenter, l’enseignant peut proposer aux élèves de coller les images d’êtres vivants sur des boîtes (par exemple des canettes) et de retirer au hasard l’un ou l’autre maillon de l’empilement jusqu’à effondrement de la structure.
 

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 : Les êtres vivants s’associent au sein des écosystèmes où ils dépendent les uns des autres, notamment pour se nourrir. Si certains êtres vivants de l’écosystème disparaissent ou se trouvent déséquilibrés, c’est tout l’écosystème qui est menacé d’effondrement.

Note scientifique
Noter que les relations au sein d’un écosystème ne sont pas uniquement trophiques (c’est-à-dire liées à la nutrition). Ainsi, la microfaune du sol concourt à la dissémination des bactéries et des spores de champignons, les vers de terre au drainage des sols et à l’aération des racines, de nombreux insectes à la pollinisation des plantes à fleur, etc., activités essentielles pour le fonctionnement de l’écosystème.

Prolongements

À titre de prolongement et à long terme, l’enseignant peut proposer la reconstitution d’un écosystème dans un aquarium ou un vivarium, pour la classe.

L’enseignant peut également proposer la découverte d’une animation pédagogique en Flash développée par La main à la pâte : « Le réseau alimentaire », qui propose aux élèves d’explorer le réseau alimentaire du milieu de vie forestier.

 


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