Océan - Séance II.3 Relations entre les espèces : parenté (1)

Résumé

En utilisant le jeu de cartes déjà mis en œuvre à la séance précédente, les enfants découvrent les grands principes de la classification du vivant. Dans cette première partie, ils s’initient à la notion de caractère et procèdent à l’observation des espèces étudiées pour dresser un tableau « d’observation des caractères ».

Notions

· Une classification s’établit en observant et en comparant des êtres vivants

Modalités d’investigation

Observation, classification

Matériel

Pour chaque groupe

· Un jeu de cartes représentant des espèces marines : E, F, G ou H (ces cartes sont les mêmes que pour la séance II-2, à savoir celles des Fiche 12 , Fiche 13 et Fiche 14 , mais les jeux sont différents. Les cartes déjà photocopiées peuvent être réutilisées)

o   Jeu E : cartes n°3, 4, 10, 12, 24 et 27,

o   Jeu F : cartes n°9, 11, 14, 16, 18, 20 + carte inédite n°31 ( Fiche 21 ),

o   Jeu G : cartes n°1, 11, 13, 17, 19 et 28,

o   Jeu H : cartes n°2, 6, 15, 22, 23 et 29.

· Un exemplaire de la Fiche 16 et de la Fiche 17

Lexique

Caractère, parenté, classification

Durée :

1h

Avant-propos

Cette séance représente une opportunité d’étudier la diversité des espèces marines tout en s’initiant à la méthodologie en vigueur dans le domaine de la classification du vivant. Cette séance (séance II-3) et la suivante (séance II-4) sont indissociables l’une de l’autre.

Note pédagogique et scientifique

  •  S’il est possible de discuter avec les élèves des critères qu’eux-mêmes proposeraient pour réaliser cette classification, il n’est pas possible d’utiliser ces caractères pour mener ensuite l’activité de classification. La raison en est simple : en mettant en œuvre leurs propositions, les élèves n’aboutiraient jamais à un résultat congruent avec la classification du vivant en vigueur (ce qui ne serait satisfaisant ni d’un point de vue de la construction des savoirs scientifiques, ni du point de vue de l’estime de soi et de la science). En effet, la classification du vivant en vigueur est basée sur de nombreux critères impossibles à manipuler par les élèves, notamment des caractères embryologiques, génétiques, ou encore d’autres nécessitant une dissection et des connaissances fines en anatomie. On touche ici du doigt la limite de l’enseignement des sciences fondé sur l’investigation : il n’est pas possible pour les élèves, en une heure et avec les moyens d’observation d’une salle de classe, de refaire le chemin de plusieurs siècles de travaux en classification.
  •  Ainsi, une proposition raisonnable consiste à leur demander quels caractères ils proposeraient eux, puis à découvrir ceux sur lesquels les scientifiques s’accordent aujourd’hui, et enfin les mettre en œuvre.

Avant la séance, l’enseignant photocopiera les planches et vignettes nécessaire à mener cette séance  et préparera les jeux de cartes qui seront utilisés (il les placera éventuellement dans des enveloppes annotées E, F, G ou H).

Afin d’être à l’aise avec l’activité proposée, il est recommandé de passer un peu de temps à la préparation de cette séance. Les élèves poseront sans doute des questions auxquelles l’enseignant sera plus à même de répondre s’il s’est imprégné du contenu, au préalable. Les éclairages scientifiques de ce module  pourront l’y aider, ainsi que la fiche de définition des caractères à observer sur les animaux ( Fiche 16 ), qui est aussi bien à destination de l’enseignant que des élèves. Toutes les planches et images individuelles sont disponibles sur le site dédié au projet.

Question initiale

L’enseignant aide la classe à remobiliser les notions étudiées au cours des activités précédentes et introduit le sujet de cette séance : nous avons vu que les espèces marines étaient nombreuses et très variées. Pour mieux comprendre le monde qui l’entoure, l’Homme a besoin d’organiser cette diversité pour y voir plus clair, d’y faire des « catégories », des « boîtes ». Comment les scientifiques qui étudient la biodiversité marine font-ils pour mettre de l’ordre dans toutes ces espèces ?

Les élèves émettent leurs idées, puis l’enseignant explique que les scientifiques « classent » les êtres vivants, afin de mieux comprendre le vivant. Les classer signifie « faire des groupes d’êtres vivants en fonction de ressemblances ». Pour cela, on va rassembler les êtres vivants en fonction de ce qu’ils « ont » (des yeux, des poils, 8 pattes…). On ne s’occupera que de « ce qu’ils ont » (sur ou dans leur corps) et on laissera de côté « ce qu’ils font » (voler, nager, respirer sous l’eau…).

C’est l’objectif de cette séance : réaliser une classification d’êtres vivants. Pour cet exercice, on choisit de s’intéresser exclusivement à des animaux, et l’on réutilisera certaines des cartes déjà utilisées à la séance précédente.

Eclairage scientifique

  •  Guillaume Lecointre, Professeur au Muséum National d’Histoire Naturelle et auteur de l’ouvrage Comprendre et enseigner la classification du vivant, Belin, 2004, 2e éd. 2008, 311 p.), explique sur le site de la Fondation La main à la Pâte : « 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 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 ».

Recherche (classification : choisir des caractères et observer les animaux)

L’enseignant répartit les élèves par groupes, idéalement huit groupes pour que chaque jeu de cartes soit étudié par deux groupes d’élèves. Chaque groupe reçoit un jeu de cartes : E, F, G ou H et les élèves observent un moment le lot qu’ils ont reçu.

Note pédagogique

  •  Le groupe ayant reçu le jeu de carte G reçoit également la vignette représentant la moule (issue de la Fiche 17 ) car l’illustration de la carte ne permet pas de voir l’intérieur de la coquille (les valves des moules sont très rapprochées lorsqu’elles sont vivantes).

L’enseignant demande alors : 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, seront sans doute proposés (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… 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, par exemple : 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 »…

 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 sépare alors les élèves en groupes de travail et distribue à chaque groupe un exemplaire de la Fiche 16, qui présente et définit des caractères couramment utilisés par les scientifiques pour classer les animaux.

Note scientifique

  • Attention, les « grandes catégories » d’observations proposées sur la Fiche 16 sont d’ordre utilitaire, destinées à faciliter le travail des élèves et ne sont pas le reflet d’une homologie entre les caractères qu’elles contiennent. Par exemple, lorsqu’on propose à la classe de regarder si l’animal possède un « squelette », différents types de structures peuvent être observées (squelette articulé externe, squelette osseux  interne…), issues de plusieurs événements évolutifs distincts et convergeant simplement dans leur fonction de « squelette » (qui soutient l’organisme). De telles réflexions ne peuvent pas encore être menées avec les élèves à ce niveau, mais elles pourront l’être à partir du lycée.

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, l’enseignant peut éventuellement demander aux élèves de trouver parmi les cartes étalées sur les tables un animal le possédant. Exemple : trouvez un animal qui possède le caractère « plumes » - « le goéland argenté ».

Note pédagogique et scientifique

  •  Quelques caractères concernant « l’intérieur du corps » leurs sont proposés ici car ils sont à l’origine de grandes « boîtes » incontournables de la classification et sont relativement intuitifs, même pour des élèves de l’école primaire (par exemple la présence d’un squelette osseux à l’intérieur du corps de certains êtres vivants). Néanmoins, à chaque fois qu’un caractère n’est pas directement et aisément observable par les élèves sur les photos, sa colonne est pré-remplie sur la Fiche 17 destinée par la suite à faire l’observation des animaux.

L’enseignant distribue à chaque groupe d’élèves un exemplaire de la Fiche 17 (partie E, F, G ou H, correspondant au jeu de cartes attribué précédemment) proposant une grille destinée à faciliter l’observation des caractères. L’enseignant s’assure que la nature du document est comprise et donne la consigne : observez les animaux et trouvez quels caractères ils possèdent. Cochez les cases en face des caractères qu’ils possèdent. Pour vous aider, certains caractères sont déjà remplis : leur colonne est en gris.

Notes pédagogiques et scientifiques

  •  Parce que certains caractères sont pré-remplis, certains animaux figurant dans la liste ne nécessitent aucunes réponses supplémentaires de la part des élèves (c’est le cas pour la raie bouclée et pour le requin bleu). Cependant, il est intéressant et important de laisser les élèves réfléchir à leur cas, afin qu’ils réalisent par eux-mêmes qu’il n’y a rien à cochée.
  •  Dans le cas de ces deux animaux (la raie bouclée et le requin bleu), les élèves devront peut-être effectuer une rapide recherche ou demander l’aide du maître avant de conclure que leurs nageoires ne répondent pas à la définition de « nageoires à rayons ».
  •  Dans certains cas, par exemple lorsque les élèves se demandent si les membres antérieurs des oiseaux (transformés en ailes) ou les membres des baleines et phoques (transformés en palettes natatoires) sont bien des membres, l’enseignant pourra apporter son aide ou proposer une brève recherche.

Après quinze à vingt minutes de travail en autonomie pour chaque groupe, la classe met en commun ses observations en discutant chaque point nécessaire. Au tableau, sur une affiche ou sur une image projetée, la grille complète de la Fiche 17 est complétée grâce aux réponses de l’ensemble de la classe. Le corrigé proposé est ici, il pourra être distribué aux élèves en fin de séance.

Partenaires du projet

Fondation La main à la pâte ESA SHOM Expéditions TARA Editions Le Pommier