Epistémè - Le jeu de la sélection et du hasard (Activités)

Le jeu de la sélection et du hasard [Argumentaire 2]

 

Activité 1 : Vous avez dit hasard ?

Une objection classique qui vous a été opposée par l'un de vos adversaires est la suivante : Cette complexité chez l’oiseau s’explique par le but précis de voler, et ne peut résulter du hasard. L’argument consiste à dire qu’il n’y a rien d’aléatoire dans les êtres vivants, mais que tout est finement pensé. Le rôle du hasard dans l’évolution n’a pas été clairement expliqué dans votre article. Vous êtes conscient que vous devez éclaircir ce point car une théorie s’articule sur des hypothèses et des faits clairement formulés.

 

Vous disposez d’un paquet de 60 cartes, chaque carte contenant une lettre (2 alphabets + quelques voyelles, surtout E puis A, I, O). Les cartes sont mélangées, disposées face cachée.

4 cartes sont tirées au hasard et sont posées face visible de façon alignée, comme pour former un mot.

 

Mode 1 : seulement du hasard

Vous essayez de former un mot avec seulement du hasard. Pour cela, vous tirez au hasard chaque carte et vous les placez successivement de gauche à droite. Le jeu s’arrête si un mot apparaît (nom propre, nom commun, verbe conjugué). On compte le nombre de cartes qu’il a fallu poser. Au bout de 30 cartes le jeu est perdu.

 

Mode 2 : du hasard et de la sélection

On recommence le même jeu mais cette fois, vous avez le droit de choisir de poser ou non la carte tirée.

 

 

  • Consigne : Comparez les résultats obtenus dans les deux modalités.
  • Consigne : Reprenez maintenant votre expérience initiale sur les pinsons. Où intervient le hasard dans votre théorie ? La théorie de l’évolution postule-t-elle vraiment que la complexité s’explique par le hasard ?

 

Coups de pouce :

- Est-ce le hasard qui a fait apparaître les mots ?

- Où intervient le hasard ?

- Qu’est-ce qui est indispensable de rajouter au hasard pour obtenir des mots ?

- De la même façon, qu’est-ce qui relève du hasard et qu’est-ce qui ne relève pas du hasard dans la simulation avec les pinces ?

 

  • BILAN D’ETAPE

Vous avez maintenant éclairci votre argumentation : dans votre scénario, le hasard est à l’origine de la diversité mais c’est ensuite la sélection naturelle qui opère un tri et permet d’expliquer le fait que les êtres vivants présentent des organes qui les rendent adaptés à leur environnement. Votre théorie ne postule pas que les êtres vivants s’adaptent par hasard. Par contre, elle montre qu’il est inutile d’imaginer que la Nature confère aux organismes des éléments pour qu’ils soient adaptés. Le tri de la sélection naturelle se suffit.

 

  • Consigne finale : Formulez une réponse à l’objection soulevée en début de séance en appuyant votre argumentaire sur la simulation réalisée.

 

 

Activité 2 : La course aux oeufs

 

Une autre objection que votre adversaire 2 vous a présentée est que la preuve que les êtres vivants ont été façonnés dans un "but" est la suivante : On n’observe que des oiseaux parfaitement adaptés à leur environnement, car ils ont été ainsi faits (par une Nature bienveillante, par une intelligence prévoyante …).

Une fois encore, votre esprit scientifique vous amène à vouloir confirmer cette hypothèse à l’aide de données tangibles.

 

Les femelles de l’espèce coucou gris pondent leurs œufs dans le nid d’une autre espèce, dite hôte. Ce comportement permet au coucou d’économiser l’énorme quantité d’énergie dépensée à élever ses oisillons. Mais pour l’hôte, cela représente une perte de temps et d’énergie tout aussi importante. D’autant que l’œuf du coucou éclot avant ceux des hôtes et que le jeune coucou, aussitôt né, éjecte hors du nid les œufs (voire les oisillons s’il n’est pas le premier à naître). Pourquoi l’hôte n’élimine-t-il pas les œufs du coucou avant l’éclosion ? Se pourrait-il que les oiseaux ne soient pas si parfaits que ça ?

Pour répondre à cette question, vous partez observer des nids parasités par des coucous. Ce que vous allez découvrir va vous surprendre. Parfois, les œufs de coucous ressemblent à s’y méprendre aux œufs de l’hôte ! D’autres fois, la distinction saute aux yeux !

  

 

Pour essayer de comprendre ces observations, vous décidez de vous livrer à une expérience de pensée. Vous allez essayer d’imaginer une expérience, sans la réaliser, mais en définissant assez bien son cadre pour pouvoir progresser dans votre raisonnement. Pour vous aider, vous concevez, avec l’aide de votre collaborateur,  un jeu de cartes constitué de deux paquets :

- l'un représente l’ensemble des modifications que peut connaître l’œuf du coucou ;

- l’autre représente l’ensemble des modifications que peut connaître l'hôte dans sa capacité à discriminer les oeufs.

 

  • Choisissez votre camp (coucou ou hôte) et préparez-vous à un affrontement ! Mais rappelez-vous que l’évolution que vous allez observer ne concerne pas un individu, mais une lignée d’individus qui se transmettent des caractères ! Ensuite, déroulez l'évolution avec ou sans stratégie déterminée et comparez vos résultats avec ceux observés dans la nature.

 

Situation de départ

       

Dans un premier temps, vous décidez de suivre l’hypothèse de vos adversaires : les animaux seraient parfaits car ils auraient été créés ainsi par la Nature pour réaliser leur but. Dans cette hypothèse, le but du coucou est de produire des œufs qui se camouflent de telle sorte que l’hôte ne pourra pas les distinguer des siens et les éliminer. Le but de l’hôte est au contraire de discriminer les œufs du coucou pour pouvoir les éliminer. Puisque dans cette hypothèse, les êtres vivants sont vus comme des objets créés pour remplir une fonction, vous allez chacun étudier votre jeu de cartes et en choisir 3 pour réaliser au mieux votre objectif. Quand vous les avez choisies, celui qui joue le coucou additionne les effets des 3 cartes pour déterminer l’aspect général de son œuf. Ensuite, celui qui joue l’hôte additionne les effets de ses cartes pour voir s’il rejette ou non l’œuf ! Vous pouvez désigner un gagnant, et rejouer ce combat plusieurs fois.

  • Consigne : Evaluez maintenant le « niveau de perfection » de l’hôte et du coucou en lui attribuant une note sur 4. Pour le coucou, un point est obtenu par critère de ressemblance avec l’œuf du parasite. Il y a 4 points car il y a 4 caractéristiques : couleur, taille, forme, motif. Pour l’hôte, un point est obtenu pour chacune des 4 caractéristiques où il arrive à reconnaître ses propres œufs. Par exemple, il a 2 points s’il peut reconnaître des œufs de coucou qui sont de la mauvaise couleur (pas bleus) et de la mauvaise taille (trop petits).Quelle note obtient l’hôte ? Et le coucou ? Comment a augmenté leur perfectionnement ?

 

Dans un deuxième temps, vous allez suivre une autre hypothèse : celle du hasard et de la sélection naturelle. Vous allez donc tirer vos cartes au fur et à mesure, chacun à votre tour, en commençant par l’hôte. Vous ne pouvez plus choisir vos cartes donc les cartes sont mélangées et tirées face cachée.

L’hôte dispose de 2 cartes taille, 2 cartes forme, 3 cartes couleur et 3 cartes motif. C’est uniquement lorsqu’il a toutes les cartes d’une caractéristique qu’il devient capable de discriminer les œufs.

Si à ce moment-là le coucou pond des œufs que l’hôte peut éliminer, le coucou perd. Sinon le jeu continue. A la fin de 6 tours, si les œufs du coucou ne sont pas éliminés, le coucou gagne. On dessine alors le nid correspondant à la situation.

Le coucou dispose aussi de 2 cartes taille, 2 cartes forme, 3 cartes couleur et 3 cartes motif. A chaque tour, il pose une carte et la conserve sauf si elle est immédiatement contre-sélectionnée (par exemple, si la lignée du coucou pond des œufs bleus et qu’elle se met à les pondre rouges ET que l’hôte est capable de distinguer les couleurs, alors la mutation est abandonnée). Dans tous les autres cas, les cartes sont forcément posées et appliquées, même si le joueur les pense inutiles.

  • Consigne : Régulièrement, évaluez le niveau de perfection du coucou, au bout de 3 tours (pour pouvoir comparer à la première situation) et au bout de 6 tours. Comparez également les situations obtenues à celles obtenues au premier tour et aux observations de terrain.
  • Consigne : A la fin d'une partie, complétez votre nid en cas de victoire du coucou et comptez les « points de perfection ». Comparez cette situation aux situations réelles et aux résultats obtenus dans le cas de l’hypothèse d’une « nature bien pensée ».

  • Consigne finale : Formulez une réponse à l’objection soulevée en début de séance en appuyant votre argumentaire sur les observations réalisées et votre expérience de pensée.

 

 

Activité 3 : Faites pour voler ?

 

La dernière objection formulée par votre adversaire est l’idée que, "Chez l’oiseau, tout, et notamment ses plumes, est « fait pour voler »" . Les organes sont-ils vraiment pensés pour une fonction ? Une nouvelle fois, vous allez chercher des faits précis pour valider ou réfuter votre hypothèse.

Vous invitez vos amis biologistes à vous rapporter un maximum de souvenirs d’observations d’oiseaux qu’ils ont pu faire au cours de leurs expéditions.  Chacun revient avec ses dessins naturalistes réalisée aux quatre coins du monde.

  • Consigne : Dans un premier temps, vous décidez de classer les observations par petits groupes. Discutez entre vous pour décider de ce qui motive le regroupement de ces observations dans une même catégorie.
  • Consigne : Dans un second temps, vous vous mettez d’accord pour classer ces observations en lien avec la fonction des plumes qu’elles pourraient mettre en évidence.

 

Finalement, un des paléontologues de votre groupe relate le travail dans son laboratoire. Des études très fines au microscope de plumes retrouvées sur un petit dinosaure en Chine semblent révéler la coloration de ces plumages ancestraux. Ces dinosaures ne savaient pas voler comme l’indiquent certains éléments comme l’absence de l’os du sternum où se fixent les puissants muscles des ailes chez les oiseaux d’aujourd’hui. Dès lors, à quoi servaient les premières plumes si ce n’est pas à voler ?

  • Consigne : A l’aide de ce schéma, élaborez vos hypothèses !

 

  • Consigne finale : Formulez une réponse à l’objection soulevée en début de séance en appuyant votre argumentaire sur les observations réalisées et votre expérience de pensée.

 

Partenaires du projet

Fondation La main à la pâte