ESD Cohérence verticale : Histoire de la Terre et évolution du vivant

Je me suis lancé la dedans, mais j'ai trouvé long et difficile. J'ai essayé de synthétiser les objectifs et les notions abordées dans chaque niveau . Parenté et évolution est déjà il ya deux ans, mais avec le programme de troisième à partir de cette session......
J'ai démarré en essayant une synthèse sur les fondements actuels de l'évolution d'après (Dossier PLS : L'évolution rien ne l'arrête, n°63 avri-juin 2009, TRES BIEN )

Bonne lecture et merci d'avance pour les retours.




La théorie de l’évolution admise actuellement par la communauté scientifique est attribuée à Darwin (origine des espèces 1859). Elle est le fruit d’avancées diverses que l’on doit à plusieurs naturalistes. Nous en retiendrons quatre :

- Buffon (1707-1788) a contribué à l’émergence de l’idée d’évolution en élaborant le concept d’espèce à partir de la descendance et l’interfécondité, et de fait celle de la continuité des générations. Il admettait l’idée de modifications chez les espèces sous l’action de causses naturelles (climat), mais pas celle de transformations indéfinies ni celle d’ascendance commune de tous les êtres vivants (Les époques de la nature, 1779).

- Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) est considéré comme le premier évolutionniste. Pour lui, les espèces descendent les unes des autres et se modifient à l’infini. L’évolution s’inscrit dans un processus graduel, linéaire et itératif qui permet le passage à des types de plus en plus complexes sous l’action de circonstances.

- Georges Cuvier et Charles Lyell sont des paléontologues de renom du XIX et fixistes. Sur la base de critères anatomiques, Cuvier soutien que les espèces appartiennent à des groupes distincts qui ne descendent pas les uns des autres. La classification des êtres vivants fait donc apparaître des embranchements et prend nécessairement la forme d’un arbre logique.

- Pour Lyell les changements sur Terre sont liés à la répétition des mêmes causes (principe d’uniformitarisme). Ces changements sont à l’origine des changements de faune et de flore par sélection au sein d’un pool préexistant (anti transformiste = toutes les espèces existent dès le départ).

La théorie de Darwin est celle de « descendance avec modification par sélection naturelle ».

La théorie ne peut se concevoir qui si on considère que Darwin est un transformisme (Lamarkiste) convaincu.

Le mérité de Darwin est donc d’avoir construit une théorie en s’appuyant sur des faits et l’hypothèse de la sélection naturelle, et une stratégie argumentative.

A partir de :

- données empiriques sur la dynamique des populations ( apports des travaux de l’économiste Malthus) et formulation d’une hypothèse explicative

- il élabore un modèle =sélection artificielle qu’il généralise à la nature = la sélection naturelle

- accumulation d’arguments en faveur de l’hypothèse (explanandum)= faits explicables à la lumière de l’hypothèse.



Ø THEORIE ADMISE (si je ne me trompe ????)









EN CLASSE DE SIXIEME


Partie transversale : diversité, parenté et unité des êtres vivants (7h)

L’objectif et de découvrir et d’utiliser la classification actuelle des êtres vivants, sans l’interpréter en terme d’évolution et, d’établir l’unité structurale des êtres vivants, la cellule.

Dans cette partie l’espèce est définie (ressemblance et interfécondité entre individus).

Les différentes espèces du monde vivant sont situées dans la classification actuelle grâce à des critères bien définis ou attributs qu’ils ont en commun. Cette classification se présente sous forme de groupes emboîtés.

La cellule est l’unité commune à toutes les espèces. La structure de base simplifiée de la cellule est proposée (membrane plasmique, cytoplasme et noyau).

On montre la biodiversité, au sein de laquelle des similitudes entre espèces permettent une classification. L’unité structurale entre tous les êtres vivants au niveau cellulaire est soulignée

EN CLASSE DE CINQUIEME


Partie : GEOLOGIE : Evolution des paysages (17h)

L’objectif et montrer :

- que la surface de la Terre subit des changements et que le modelé du paysage s’explique principalement par l’action de l’eau.

- La reconstitution des paysages anciens est rendu possible par le principe d’actualisme.

L’étude des fossiles dans la reconstitution des paysages anciens prépare l’approche de l’évolution de la biodiversité au cours du temps en classe de troisième.

C’est ainsi que l’origine, le dépôt des sédiments, la formation des roches sédimentaires et la fossilisation d’êtres vivants contemporains sont présentés. Les roches sédimentaires sont des archives des événements géologiques et biologiques passés



La classe de cinquième permet donc un enrichissement de la classification des êtres vivants.

A travers les fossiles, on montre La variation de la biodiversité.

L’importance des roches sédimentaires dans la reconstitution de l’histoire de la Terre.



EN CLASSE DE TROISIEME


Partie ; Diversité et unité des êtres humains (13h)

L’objectif est de proposer une première explication de l’unité des espèces à partir de l’exemple humain et d’établir la relation entre information génétique et l’ADN des chromosomes.

Chaque individu possède les caractères de l’espèce et les variations qui lui sont propres. Les caractères qi se retrouvent dans les générations successives sont des caractères héréditaires.

Les chromosomes sont les supports de l’information génétique.

Les chromosomes sont formés d’ADN.

L a molécule d’ADN peut se pelotonner lors de la division, ce qui rend les chromosomes visibles.

Chaque chromosome contient de nombreux gènes qui déterminent les caractères héréditaires.

Un gène peut exister sous plusieurs versions ou allèles, ce qui suggère des modifications dans la molécule D’ADN.

L’universalité de la molécule d’ADN.

Les caractères héréditaires ou attributs d’une espèce sont contrôlés par l’information génétique portée l’ADN des chromosomes.

L’ADN est le support universel de l’information génétique des êtres vivants.



Partie : GEOLOGIE : Evolution des êtres vivants et histoire de la Terre et histoire de la vie

L’objectif est d’atteindre un premier niveau de formulation de la théorie de l’évolution au cours des temps géologique sous la forme d’un arbre unique ; de présenter les mécanismes génétiques sous –jacents, et enfin de montrer que l’histoire de la Terre et de la vie sont couplées.

Ces points permettent d’aborder différentes notions :

Ø des groupes d’espèces ce sont succédés au cours du temps,

Ø leur comparaison conduit à imaginer des parentés entre elles qui s’expliquent par l’évolution.

Ø Une espèce nouvelle présente des caractères ancestraux et des caractères nouveaux par rapport aux espèces antérieures dont elle serait issue.

Ø La cellule, unité du vivant et l’universalité du support de l’information génétique dans tous les organismes, homme compris indique une origine primordiale commune.

Ø L’apparition de caractères nouveaux au cours des générations suggère des modifications de l’information génétique : ce sont les mutations

Ø Des événements géologiques ont affecté la surface de la Terre depuis son origine en modifiant les milieux et les conditions de vie ; ces modifications sont à l’origine de la sélection de formes adaptées.

Ø L’évolution est marquée par des crises de la biodiversité avec extinctions en masse, suivies par des périodes de diversification.

Ø la succession des formes vivantes et les transformations géologiques sont utilisées pour subdiviser le temps géologique.



Les fondements de la théorie de la théorie de l’évolution selon Darwin sont présentés.

Le rôle des changements des conditions sur Terre dans le phénomène de sélection naturelle est établit.

L’utilisation de l’évolution de la biodiversité au cours du temps, en rapport avec les changements sur Terre dans la définition des grandes coupures de l’échelle des temps géologiques.



EN CLASSE DE SECONDE


Partie : cellule, ADN et unité du vivant

La structure des cellules est approfondie. La structure des cellules bactérienne ou procaryotes est abordée. (distinction entre eucaryote et cellule procaryote)

On montre que la structure des cellules est en rapport avec son fonctionnement

Les attributs des êtres vivants peuvent être caractérisés à différentes échelles (anatomiques, cellulaires=métabolisme ou moléculaires). Ces attributs sont contrôles génétiquement.

La structure de la molécule d’ADN et le codage de l’information génétique sont précisés.

Les mutations sont caractérisées au niveau moléculaire.


Accumulation d’arguments en faveur de l’origine commune des espèces.



EN CLASSE DE PREMIERES


Ø Première L (7h30 TP-cours)et Première ES (7 à 8 semaine de cours et 3 h de TP)



Partie : Du génotype au phénotype, application biotechnologiques

Universalité du code génétique, synthèse des protéines et expression de l’information génétique.

Argument en faveur de l’origine commune des espèces.



Partie : Place de l’homme dans l’évolution



- Utilisation de la méthode cladistique pour établir des liens de parenté et élaboration d’arbre de la vie ou arbre phylogénétique. Définition et utilisation de caractères homologues à l’état dérivé, c’est –à-dire les innovations évolutives.

- Utilisation des similitudes moléculaires pour établir la parenté entre espèces. Les génomes des espèces acquirent le statut d’archive

- Les familles multigéniques offrent des exemples d’innovations évolutives. Elles sont les conséquences d’innovations génétiques à caractère aléatoire.

- L’évolution est le résultat d’un bricolage génétique (faire du neuf avec du vieux)

- Les innovations qui affectent les gènes de développement jouent un rôle important dans l’évolution.

- Sélection naturelle au niveau génétique et évolution.

On peut alors expliquer le phénomène de contingence

Contingence de l’évolution (mécanisme génétique aléatoire, puis sélection par le milieu) : Le chemin de l’évolution est donc imprévisible)

L’étude se termine par la reconstitution des grandes étapes de l’émergence et l’évolution du genre homo (exploitation de données paléontologique et de génétique de population humaine actuelle). L’origine africaine de la lignée humaine est établie.

Ø Premières S

Partie : Relation génotype phénotype et environnement

Universalité du code génétique et des mécanismes d’expression de l’information génétique.

Argument convainquant de l’origine commune des espèces.



EN CLASSE DE TERMINALE


On retrouve les mêmes notions abordées en classes de premières L et ES avec des approfondissements qui se traduit par des activités pratiques plus riches en rapport avec un volume horaire plus important (1h30/semaine).



Partie : Parenté des êtres vivants actuels et fossiles- phylogenèse-Evolution (3 semaines)

-définition des états des caractères homologues par utilisation des données paléontologiques ou d’un groupe extérieur (espèce).

- la place des fossiles dans l’arbre phylogénétique.

- le caractère buissonnant de la lignée humaine.



Partie : Stabilité et variabilité des génomes et évolution (6 semaines)

Les innovations génétiques.

Partie : Mesure du temps dans l’histoire de la Terre et histoire de la vie (2 semaines)

Utilisation du principe d’irréversibilité de l’évolution des espèces et des fossiles stratigraphiques en chronologie relative.

Dans ton introduction, pour l'histoire des sciences, je ne m'arrêterais pas à Darwin; il lui manquait des infos sur 2 points:
* sur le point du moyen de l'héritabilité des caractères: il ne savait pas que les caractères héréditaires se transmettent par des particules, les chromosomes; il faudrait faire un lien avec les pères de la génétique: Mendel, Morgan?
* sur l'évolution des espèces, il y a un moteur important qu'il ne connaissait pas, c'est l'évolution de la Terre par le tectonique des plaques. Wegener et consort donc, ont amené des informations expliquant des tas de fossiles.

C'est vrai, il y a en plus un parallèle à faire avec le programme de spécialité "du début de la génétique aux enjeux des biotechnologies". D'autant plus que maintenant, le programme insiste sur l'enseignement de l'histoire des sceinces. Moi je me suis arrété à Darwin parce que j'ai trouvé les éléments de la théorie de Darwin constituent le fil directeur de la cohérence verticale.

Peut-on imaginer un sujet sur la cohérence verticale et enseignement de l'histoire des sciences sur un thème précis ?

Merci pour tes remarques Julie. Elles m'ont permis de voir les choses sous un autre angle.

après avoir lu rapidement juste quelques remarques
pour le college l essentiel y est, il te manque les prérequis du primaire
pour le lycée rapidement il manque des notions
seconde tu insiste pas assez sur l unité plus sur la diversité , mais il faut montrer l unité au nv cellulaire fonctionnel génétique et anatomique (ex chez les vertébrés)
pour les 1 L precise si c est un thème obli ou facultatif, il me semble que la notion de code est abordé (mais en gardant T au lieu de U)
pour la TS la crise KT, les caractères homologues du point de vue anatomique embryo et moléculaire
les innovations à détailler l....(duplication etc)

la selection naturelle, la dérive....
et la TS spé?