LA THEORIE SCIENTIFIQUE CYCLE 4 - LYCEE€¦ · = L’Homo neanderthalensis : l’Homme de...

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Compétences:Distinguerunecroyanceouuneidéed’unsavoirscientifique-Comprendrel’évolutiond’unsavoirscientifiqueObjectif:Apartirdesdocumentssuivantsaccompagnésd’aidesàl’exploitationparlesélèvesetdecomplémentspédagogiquespourlesenseignants,définirlescaractéristiquesd’unethéoriescientifique.Cesnotionspermettrontd’aborderencycle3et4lacompétence:«Distinguerunecroyanceouuneidéed’unsavoirscientifique-Comprendrel’évolutiond’unsavoirscientifique»Lathéoriescientifiquechoisieestlathéoriedel’évolutionetsoncorollaire,lasélectionnaturelle,abordéeencycle4etaulycée.Lesexempleschoisisont,danslamesuredupossible,unlienaveclesressourcesardéchoisesdontlaCavernedupontd’arc,lacitédelapréhistoired’OrgnacetlesitedeSoyons.

ACTIVITE1:Unexempledethéoriescientifique…lathéoriedel‘évolution.

Document1:Lecoudelagirafe«…onsaitquecetanimal,leplusgranddesMammifères,habitel’intérieurdel’Afrique,etqu’ilvitdansdeslieuxoùlaterre,presquetoujoursarideetsansherbage,l’obligedebrouterlefeuillagedesarbres,etdes’efforcercontinuellementd’yatteindre.Ilestrésultédecettehabitude,soutenue,depuislongtemps,danstouslesindividus,quesesjambesdedevantsontdevenuespluslonguesquecellesdederrière,etquesoncols’esttellementallongé,quelaGirafe,sanssedressersurlesjambesdederrière,élèvesatêteetatteintàsixmètresdehauteur.»Lamarck,1809«Lahautestature,l’allongementducou,desmembresantérieurs,delatêteetdelalanguesontchezlaGirafe,desconditionsquiadaptentadmirablementsacharpenteentièreàl’habitudedebroutersurlesbranchesélevéesdesarbres.EllepeutainsitrouverunenourriturehorsdeportéepourlesautresOnguléshabitantlemêmepayscequidoit,pendantlesdisettes,luiêtretrèsavantageux(...).DemêmepourlaGirafenaissantedanslanature,lesindividuslesplusélevésetcapablesainsidebrouterunpouceoudeuxplushautquelesautres,ontsouventpuêtreconservésentempsdefamine,carilsontdûparcourirtoutlepaysàlarecherchedenourriture…»«…lesindividusayantuneouplusieurspartiesplusallongéesqu'àl'ordinaire,ontdûengénéralseulssurvivre.Leurcroisementaproduitdesdescendantssoithéritantdesmêmesparticularitéscorporelles,soitd’unetendanceàvarierdelamêmemanièretandisquelesindividusmoinsfavoriséssouslesmêmesrapportsaurontétéplusexposésàpérir.»Darwin,1872

(Wikipépia)

LATHEORIESCIENTIFIQUE CYCLE4-LYCEE

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Document2:L’évolutiondel’Homme?-Faireunerecherched’imagesdanslemoteurderecherche«Qwant»surInternetentapantcetteexpression:«évolutionhomme».-Sauvegardezuneouplusieursimagesquivoussemblentscientifiquementlaplusjuste.(Attentionderespecterlesdroitsdelapropriétéintellectuelleencitantlesite,l’auteur)https://www.qwant.com

TheoriginalMarchofProgressillustrationfromEarlyMan(1965)–WikipédiaDépliantd’unerevuede1965montrantl'ensembledesespèces(connuesàl'époque!)quipourraientêtreàl'originedel'hommemoderne.QUESTIONS:1.QuelleestladifférenceprincipaleentrelesexplicationsdeLamarcketcellesdeDarwin?2.Pourquoilesgirafesnaissent-ellesavecunlongcou?3.Queltyped’imagestrouvez-vousleplussouvent?Sont-ellesidentiquesàcelledudocumentci-dessus?Pensez-vousqu’ellessoientscientifiquementexactes?Argumentez.REPONSES:1.PourLamarck,lebesoindebrouterlefeuillageenhauteurdéterminel'allongementducou,etcettecaractéristiqueacquisedanslavied’unegirafesetransmetd'unegénérationàl'autre.PourDarwin,ilexistedesdifférenceshéréditairesdanslalongueurducoudesgirafesetcellesquiontlecoulepluslongontplusdechancesdesurvie.Cettecaractéristiquehéréditaireestsélectionnéeparlanatured'unegénérationàl'autre.Danssonlivre,l’originedesespèces,Darwinmontreune«luttepourl’existence»,c’est-à-direquetouslesindividusnesurviventpas,doncnelaissentpasdedescendants.Lesindividusprésentantlemeilleursuccèsreproductifsontceuxquipossèdentdesvariationsavantageuses.2.Lesréponsesdesélèvessontàcollecter.Lesélèvesdevrontêtrecapableenfind’activitéd’expliquerpourquoilesgirafesnenaissentpasavecunlongcoupourmieuxsenourriretainsisurvivre.Lesgirafesnaissant(aléatoirement)avecunlongcouonttendanceàplussurvivrecarcapabledemieuxsenourriretdoncàplussereproduire.L’(les)allèle(s)contrôlantlalongueurducouserépand(ent)alorsdanslapopulation.C’estlasélectionnaturelle.3.Imageoudessincommeceluiprésentédansledocument2:Faireréfléchirlesélèvessurleserreurspossiblesdecedocument.

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Dusingeveluà4pattesaugrandsingevoûtépuisàl’Hommegrandsingemodernebarbusurses2jambestenantunelanceavecunepointeensilex:Unereprésentationsymboliquefausse!Cetteimagesemblevouloirmontrerunprogrèsdansl’anatomie,lesconnaissances,laculture.L’Hommen’estpasplusévoluéquen’importequelautreêtrevivant(voirlareprésentationcirculairedelaclassification).Chaqueespèceaévoluédefaçonoptimalepourtransmettrecesgènesenlienavecsonenvironnement.Cettenotiondeprogrèsnécessaireestremplacéeparunprocessuscontingentquisedérouleàtraversdes«accidents»dansl’histoiredel’Homme(extinctions,diversifications…).Cette«évolutionlinéaire»decesimagesrenvoieàlanotiondechainonmanquant(déjàcitéeparDARWINquinotelanécessitédelarecherched’intermédiairespourprouverparlapaléontologiel’évolutiondel’Homme):Recherchedela«forme»quiallaitdonnernaissanceàla«forme»suivante.Danslareprésentationbuissonnantedel’évolutiondel’Homme,cettenotionn’apasdesens.Lienshttps://www.hominides.com/html/theories/evolution-de-l-homme-representation-dessin.phphttp://histoirevisuelle.fr/cv/icones/207http://edu.mnhn.fr/course/view.php?id=42

Notreancêtreestunsingequiexisteencoreaujourd'hui

L’ancêtredel’Hommen’estpasunchimpanzé:Nousavonsunancêtrecommunaveclesgrandssingesdatéà-7/-8Ma

Les ancêtres de l'homme marchaient à quatre pattes.

Toumaï, Orrorin, Lucy … étaient partiellement bipèdes

Evolution linéaire : Chaque ancêtre a un descendant unique, puis un autre jusqu’à l’Homme moderne qui est une finalité de l’évolution.

Les lignées sont multiples, certaines ont disparues sans descendance : C’est une évolution buissonnante.

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ACTIVITE2:Observationsscientifiquesdelathéorie(Evolutiondelabiodiversité)

Document3-L’évolutiondel’Homme:Del’Hommed’Orgnacàl’Aurignaciendelacavernedupontd’arc.

=Homoheidelbergensis(prénéandertalien):L’HommedeOrgnac3

Reconstitution(sculptureaumuséedeTautavel)–Wikipédia Crânedel'hommedeTautavel-Wikipédia

UnautreHomoheidelbergensis:L’HommedeTautavel(300000à450000ansBP) Liens:L'industrielithiquedusitepléistocènemoyend'Orgnac3(Ardèche)(http://www.persee.fr/doc/galip_0016-4127_1992_num_34_1_2296)

NucléusetéclatLevalloisensilexdeHaute-Saône.(Wikipedia)

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=L’Homoneanderthalensis:l’HommedeNéandertal(450000et35000ansBP)deSoyons

LeNéandertalien:MuséeSoyons–Ardèche Crâned'HomoneanderthalensisdeLaFerrassie(Wikipépia)

RacloirmoustérienensilexdelagrotteduNoisetier.Wikipédia

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=L’Homosapiens:L’AurignaciendelaCavernedupontd’Arc(36000ansBP)

L’Aurignacien:Galeriedel’Aurignacien-©GrotteduPontd'arc CrânedelasépulturedeTéviec(-6740à-5680ans) Wikipedia

Grattoirs-©GrotteduPontd'arc

QUESTIONS

1.Donnezquelquesdifférencesmorphologiquesobservablessurlescrânesd’Homoneanderthalensisetd’Homosapiens.3.Décrivezl’évolutiondesoutilsdeces3espèces.2.Pourquoil’étudedecesdifférentesespècescontredisent-ellesleschémadel’évolutiondudoc2?

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REPONSES

Encomparantlespériodesdeprésence,ons’aperçoitquecesespècesontpucohabiter:HomoheidelbergensisavecHomoneanderthalensisetHomosapiensavecHomoneanderthalensis(etmêmesereproduire:cf.paléogénétique).Doncl’idéed’uneévolutionlinéaire(doc.2)n’estpasjuste.Onparlerad’uneévolutionbuissonnante.

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Document4:Labiodiversitévarieaucoursdutemps

Liondescavernes Lionsactuels(savane)

Rhinocéroslaineux Rhinocérosactuel

Mammouthlaineux Eléphantactuel

Galerie de l’Aurignacien - © Caverne du Pont d'arc Wikipédia

QUESTIONQuelestlefacteuràl’originedescaractèresphysiquesoucomportementauxdesespècesdupaléolithiquesupérieur?FaitesunerecherchesurInternet(Qwant)pourrépondreàcettequestion:Quelssontlescaractèresapparuschezlemammouthlaineuxluipermettantdeseprotégerdufroid?

REPONSEAupaléolithiquesupérieur,laTerreconnaîtsondernierépisodeglaciaire.Donclefroidestàl’originedespoilsdumammouthourhinocéros(conformeaveclathéoriedelasélectionnaturelle)Leliondescavernesvivaitenhiverprincipalementdanslescavernes.LesProboscidiens:EvolutiondugenreElephas(Elephasrecki)Lamodificationdesmolaires(augmentationdelahauteuretdunombredelamesdentaires-diminutiondel’épaisseurd’émail)correspondàunchangementderégimecomposédeplusd’herbesetmoinsdefeuillesdoncàunchangementclimatique.L’adaptationaufroiddumammouthlaineux(Mammuthusprimigenius):Poilslaineux,couchedegraissesouslapeau,bossegraisseusesurlecrâneetsurlegarrot–replidepeauformantunclapetquifermel’anus,isolantl’intérieurducorps–oreillesetqueuepluspetites.

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ACTIVITE3:Lareprésentationdel’évolution–LesarbresPhylogénievsgénéalogie

Document5:L’arbregénéalogiquedeHaeckel

«QUIDESCENDDEQUI?»

Wikipédia

Arbregénéalogique(1877)deHaeckel(biologisteetphilosopheallemandquidiffusalesidéesdeDarwin) :Lesêtesvivantslesplussimples(moinsdecellules)étaientplusanciensquelespluscomplexescommel’HommedernieràêtreapparusurTerreetsetrouvantàlacimedel’arbre.Notiond’évolutionduplussimpleverslepluscomplexe.

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Document6:L’arbredesparentésdubison

«QUIESTLEPLUSPROCHEDEQUI?»

Arbredeparentésouarbrephylogénétique.

«Unclassificateurd'aujourd'huicommencedoncparconstruireun"arbre"phylogénétiquequiexprimedesdegrésrelatifsd'apparentemententreespèces.Puisilentiresaclassification,enemboîtantlesgroupeslesunsdanslesautresselonlesbranchesdel'arbre,chacuncomprenantunancêtrehypothétiqueettoussesdescendants.»G.Lecointre

L’observationdesêtresvivantsamontréleursdifférencesmaisaussileursressemblances.Deuxespècesdifférentespeuventavoirdesattributscommuns.Cesindividuspartagent-ilsunancêtrecommundontilsauraienthéritécescaractèrescommuns?N’existe-ilpasdesliensdeparentésentrecesespèces?

Unexemple:Arbrephylogénétiquesimplifiédesbisons(voirfichepédagogique:phylogenie_bisons_lycee.pdf)

Liens:http://www.evolution-of-life.com/fr/observer.html

QUESTIONSTracezunarbregénéalogiquedevotrefamillesur3ou4générations.Quellesinformationsvousapportentcetarbre?Quelsontvosdescendants?vosascendants?

REPONSESCetarbremontrelesdifférentesgénérationsaveclesdescendantsetlesascendantsdansunemêmefamille.L’arbregénéalogiqueestunereprésentationdesascendants(ancêtres)et/oudesdescendantsd'unindividuoud'uncouple.Descendant?Ascendant?DescendantLafille(oulefils)estledescendantdupèreetdelamère,desesgrands-parents,arrièresgrands-parents….«lesenfantssontlesdescendantsdeleursparents,lespetits-enfantsdeleursgrands-parents,etc.»Personnedelamêmefamilleetd’unegénérationpostérieure.AscendantLepèreestl’ascendantdesonfilscarissueparlanaissance.«Lesascendantsreprésententlesancêtresdequelqu’un.»L’arbregénéalogiquerépondàlaquestion:Quidescenddequi?

Ancêtrecommunauxbisonsdessteppesetauxbisonsd’Europeancien

Innovationévolutive:caractèrenouveausoithéritédesgénérationsprécédentessoitapparuparmutation.

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QUESTIONSQuellesinformationsvousapportentl’arbredesparentés(phylogénétique)dubison?PourquoilareprésentationdeHaeckelest-ellefausse?REPONSESL’arbrephylogénétiquerépondàlaquestion:Quiestleplusprochedequi?«L'arbrephylogénétiqueprésentelesrelationsdeparentéentreorganismesvivants.Ilmontrequiestprochedequi,etnonpasquidescenddequi.»acces.ens-lyon.fr«L'arbrephylogénétiquenousmontrequelscaractèressontvraimentlesmêmeschezplusieursespèces(héritésd'unancêtrecommun)etquelssontceuxqui,initialementvuscommelesmêmes,nelesontenfaitpas.»acces.ens-lyon.frLebisondessteppesestplusprochedubisonaméricainquedubisond’Europecarilspossèdentunancêtrecommunplusrécent.Lebisondessteppesetlebisonaméricainpartagentdoncplusdecaractèresencommun.Notiond’ancêtrecommun,decaractèresdérivésouancestraux,placedesfossiles:lectured’unarbredesparentés.Liens:Lireetexploiterunarbrephylogénétique(http://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/evolution/enseignement-de-levolution/syntheses-mises-au-point/liens-de-parente/lire-et-exploiter-un-arbre-phylogenetique)«Haeckelfaitenfinpartiedecettegénérationd’évolutionnistespourquilapremièretâchedelabiologieconsistaitàreconstruirelagénéalogiedel’ensembledesêtresvivantsenremontantjusqu’àl’originedumondeorganique.Ilestlepremieràfigurerl’évolutionparunarbresurlesbranchesduquelsontdisposéestouteslesespècesexistantesenpartantdesêtresunicellulairesàsonpiedpourremonterjusqu’ausommetoùdominel’espècehumaine.S.JayGouldamisenévidencel’idéologierépanduesurlesramificationsdecetarbredontlaformeévaséeverslehautimposel’idéed’uneévolutionlinéaireetprogressive.Dans«L’Originedesespèces»deDarwinaucontraire,leschémadel’évolutionparmodificationssuccessivesdesespècesconserveuncaractèrepurementabstrait. [LathéoriedelarécapitulationdeHaeckelàFreud-JacquelineDuvernayBolens(Edition:L’Espritdutemps)

Haeckeldessineunarbreoùl'Hommeestausommetdonclerésultatultimedel’évolutionselonunhiérarchie:Homme>autresmammifères>autresvertébrés>invertébrés>animauxprimitifs.Quesignifiesupérieur(>)pourHaeckel?Danslesarbresactuels(sphériques),Iln'yaalorsaucunehiérarchieentreespèces,maisseulementdesdifférences,etl'Homme(Homosapiens)n'est"supérieur"àaucuneautreespèce.

«Danscesarbresphylogénétiquesanciens,ilyaunehiérarchieimplicite,etquin'estpasquechronologique.Touslesbourgeonsdetouteslesbranchesd'unépicéasontcontemporainsdubourgeonapical,etpoussentencore,cequ'ignorentlamajoritédesgens(etdesélèves)quis'imaginentquelesbassesbranchesd'unsapinn'évoluentetnegrandissentplus.Inutiledepréciserquedansdetelsarbres,l'anthropocentrismeaidant,c'estHomosapiensquereprésentelebourgeonapical.»http://planet-terre.ens-lyon.fr/image-de-la-semaine/Img492-2015-04-06.xml

Onremarqueraquel'axeverticalnereprésentepasletemps?Quereprésente-t-il?

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ACTIVITE4:Lasélectionsexuelle

Document7:Lesboisdumégacéros

Galeriedel’Aurignacien©CaverneduPontd’arc

QUESTIONS:Commentsontapparuslesboisdumégacéros?Quelavantagetirelemâledumégacérosdelaprésencedecesboistrèsdéveloppés?Proposezunehypothèsequiexpliqueraitladisparitiondecetteespèce. REPONSE:Commepour«lecoudelagirafe»,lesboissontapparusaufildesgénérationsparuneouplusieursmutationsprovoquantl’apparitionetledéveloppementdececaractère.Lesboisdumégacérosfavorisentlesindividusquipeuventattirerlespartenaires(caractèressexuelssecondaires)etsedéfendreenleurdonnantunavantagereproductif.Onparledesélectionsexuelle.Atermecesboisvontdevenirunhandicappoursedéplaceretfuirlesprédateurs.Commentaires:Lesélèvesvoientquelesmutationspeuventapporterdesavantages(etdesinconvénients)àlasurvieetàlareproductiondesindividus.C’estcommecelaqu’unenouvellemutationpeutserépandredansunepopulationetmodifierdemanièreimportantelescaractéristiquesdecettepopulation.Ilsvoientaussiquel’évolutiondelabiodiversitéaucoursdestempsgéologiquesn’arienàvoiravecuneévolutionlinéaire,graduelleetdirigée.Elleapuénormémentvarieraucoursdutempssuiteàdesévènementsd’extinctionetdediversification.

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ACTIVITE5:Faitscientifiqueethypothèse

Document8:Lesbisonsdel’artpariétal

Desreprésentationspariétalesdifférentesdubisondessteppes(Bisonpriscus)aujourd’huidisparu.

QUESTION:

Cocherlaréponsequivoussemblelaplusréfléchie.Argumentez.

£Jepeuxaffirmerqueces2représentationsdebisonscorrespondentà2espècesdifférentes.

£Jepeuxaffirmerqu’ils’agitd’unemêmeespèce.

£Jepeuxsupposerqu’ils’agitde2espècesdifférentes.

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REPONSE:

Labonneréponseest«Jepeuxsupposerqu’ils’agitde2espècesdifférentes.».

Aucunargumentscientifiquenepermetdevaliderpourl’instantles2premièresréponses.

Les2représentationspariétalessontd’âgesdifférentsetdestylesartistiquesdifférentspourdesHomosapiensdecultures

différentes(AurignacienetMagdalénien).

L’affirmation«Jepeuxsupposerqu’ils’agitde2espècesdifférentes.»estdoncunehypothèse.

Document9:Lesespècesdebisons

Iln’existeactuellementque2espècesdebisons:lebisond'Europe(Bisonbonasus)etlebisond'AmériqueduNord(Bison

bison).

Lebisoneuropéen(Bisonbonasus)n’apasdefossilesconnusetsemblentapparaitresoudainementaudébutdel’holocène

(10000dernièresannéesdenotrehistoireenviron)peudetempsaprèsladisparitiondubisondessteppes(finpléistocène:

environ12000ans).Lesbisonseuropéensactuelsdescendentdecesbisonsdel’Holocène.

QUESTION:

Comparezlamorphologiedes2bisonsdel’artpariétaletles2bisonsactuels.Lesquelssemblentlesplusproches?

REPONSE:

Lesbisonsdessinésparlesaurignaciensressemblentauxbisonsaméricains.

Lesbisonsdesmagdaléniens,plusrécents,sontsemblablesauxbisonsd’Europe.

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Document10:Arbrephylogénétique(desparentés)duBisond’Europeactuel.(ADNnucléaire)

Espècesactuelles:Bisoneuropéen(Bisonbonasus)-Bisonaméricain(Bisonbison)

Espècesdisparues:Bisondessteppes(Bisonpriscus)–Bisond’Europeancien

QUESTIONSDequelleespèceestleplusprochelebisond’Europeancien?Dequelledessinest-illeplusproche?AurignacienouMagdalénien?Est-cequecesfaitsscientifiquesvouspermettentdevalidervotrehypothèse?Argumentez.

REPONSES:

DubisondessteppesMagdalénienLebisond’Europeancienetlebisondessteppesontunancêtrecommuntrèsproche.Lebisond’Europeancienressembleauxbisonsdesmagdaléniens.Lebisondessteppesadûêtrelebisondessinéparlesaurignaciensetlebisondesmagdalénienscorrespondàuneespècedifférente.

Compléments:Voirfichepédagogique«Phylogéniedesbisonsetartpariétal»

L’analysedel’ADNmitochondrialcompléteral’originedubisond’Europe.

Lessapiensdupaléolithiqueontdessinélebisondessteppes–aurignaciens-(ressemblantaubisonaméricain)etl’ancêtre

dubisond’Europe–magdaléniens-(ressemblantaubisond’Europe)quiestunhybrideauroch-bisondessteppes.

Ces2espècesontalternéenimportanceselonleclimat:Lebisondessteppesétantplusadaptéàunclimatfroid(paysagede

toundraavecabsenced’étéchaud).Lebisonhybrideétaitprésentdansunenvironnementplusdiversifiéavecunrégimeplus

variable.Lesdeuxtaxonsontoccupédesnichesécologiquesdistinctes.

Selonleclimatuneespèceprédominaitetdoncsereproduisaitplus.Lebisonhybride(ancêtredubisoneuropéen)etle

bisondessteppesreprésententdifférentesformesécologiques.

Lebisondessteppesestabondantdansl’artplusancienquelederniermaximumglaciaire(22–18000ans)doncplusadapté

auclimatfroid.

Les2formesontététrouvéesdansdessédimentsdelamerduNorddatésdupléistocènetardif.

Ils’agitdoncbiende2espècesdifférentesenlienavecleclimat.

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Pistespédagogiques:Cettedistinction«faitprouvéethypothèse»peutêtretraitéàpartirdestravauxdeM.Goodman(2003)portantsurleséquençagededifférentesmoléculeschezl’Hommeetlechimpanzé́.Cestravauxontpermisd’envisagerderéunirl’hommeetlechimpanzé́enunseulgenre:Homo.Problématiques:Est-ilvraiquel’Hommedescenddusinge?Quelleestlarelationentrel’Hommeetlesingedansl’évolution?Discuterl’hypothèsedeMrGoodman:L’HommeetleChimpanzé́appartiennentaumêmegenre(Homo).

Documentsvalidantl’hypothèsedeGoodman:Arbrephylogénétique(gèneCOX2parexemple)montrantlaproximitédel’Hommeetduchimpanzé(ancêtrecommunpropre)

Documentsmettantenquestionl’hypothèsedeGoodman:Matricedesdistances(gèneCOIparexemple)montrantquel’Hommeestleplusprochedestouslesprimatesmaisunesimilitudeplusforteestobservéeentrelechimpanzéetlegorille.Lechimpanzéestplusprochedugorillequedel’Homme!

Documentsréfutantl’hypothèsedeGoodman:Donnéesanatomiquesetmorphologiques.Comparaisondusqueletteduchimpanzéetd’unfossiledugenreHomo(exemple:Homohabilis)ChezHomohabilis:legrosorteilcourtetaccoléauxautresdoigtsestuncaractèredérivédugenreHomo.DemêmelapositionavancéedutrouoccipitaldanslegenreHomoestplusreculéechezlechimpanzé.Lechimpanzénepossèdedoncpascescaractèresdérivés.Onnepeutdoncpasclasserlechimpanzéetl’HommeactueldanslemêmegenreHomo.

StatutdufaitscientifiqueUnfaitscientifiquen’estniuneopinion,niunecroyance.C’estunévénementobservable.

Unethéoriescientifiquesefondetoutd’abordsurdesobservations,àpartirdesquellesonélaboredeshypothèsesetdesmodèlesquel’ontesteensuitepourvérifierqu’ellescorrespondentàlaréalité.Lefaitestquelquechosederéel,uneréalité.Maisenmêmetempsonremarqueraqu'iln'yajamaisdefaitbrut.Nousavonstoujoursuncertainpointdevuesurleréel.Unethéorieneseraconsidéréecommescientifiquequesielleestconfrontéeàlaréalitédontelleprétendapporteruneconnaissance.Elleadoncnécessairementrapportavecdesfaits.

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ACTIVITE6:Lerôledel’environnementdanslathéoriedel’évolution

Document11:Desgènespourcombattrelefroid!

L’HommedeDenisovaouDénisovien:CetteespècedugenreHomo,identifiéeen2010,avécuentreunmillionet40000annéesavantnotreère,principalementenAsie,etsurtoutenChineetSibérie.

Fragmentdephalangedel'HommedeDenisova(-41000ans),etsapositiondanslamain.(Wikipedia)Phalangeappartenantàunenfantde7ans(-50000à-30000ans)LesInuitsLepeupleinuitvitactuellementsurunterritoirequis'étendsurplusde5000km,allantdel'AlaskaàlaSibérie,c'est-à-diretoutautourducerclepolairearctique.Ilyaenviron150000InuitsvivantauGroenland,auCanadaetauxÉtats-Unis.Cettepopulationestadaptéeauclimatpolaire(températuresinférieuresà30°C).Caractéristiquesmorphologiques:corpspetitettrapu,membrespluscourts,silhouetteplutôt«ronde».

Wikipédia L’HommedeNéandertal:©CitédelaPréhistoireORGNAC

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L’HommedeNeandertalNéandertalatraversé3épisodesglaciairesdansdespaysagesdesteppesgeléesetenneigées.LesétudesanatomiquesdesfossilesmontrentqueNeandertalétaitadaptéaufroid:corpspetitettrapu,membrespluscourts(avant-brasetjambepluscourtsquelacuisseetlebras).Répartitiongéographiquedel’HommedeNeandertal

Répartitiondel'HommedeNéandertalenEurope(bleu),auMoyen-Orient(orange),enAsiecentrale(vert),etdansl'Altaï(violet)–WikipédiamodifiéeQUESTION:Quelssontlescaractèresanatomiquescommunsàcesdeuxespècesvivantdansunclimatfroid?REPONSE:Corpspetitettrapu,silhouette«ronde»,membrespluscourts.Extension:Principed’actualismeSiunfossileretrouvéadesressemblancesavecuneespècequivittoujoursaujourd’hui,onconsidèrequecefossilevivaitdansunmilieuidentique.Lesscientifiquesontcomparélegénomede200InuitsduGroenlandauxgénomesd’autrespopulationsactuellesd’Homosapiensoud’espècesdugenreHomodisparues(fossilesdeNéandertaliensetdeDenisoviens).IlsontidentifiédesgènesTBX15etWARS2présentssurlechromosome1desInuits.Cetteséquenced’ADNétaitquasimentidentiquechezlesdenisoviensmaismoinsfréquentechezleNeandertaliens.LesInuitsnesonttoutefoispaslesseulshumainsàposséderlaséquenceTBX15/WARS2.D’autrespopulationshumainesactuellesl’ontaussi,maisdansuneproportionbeaucoupmoinsimportante.Ilsontmontréégalementunlienétroitentrelaprésencedecegèneetlestockagedegraissechezlesindividus.Lagraisseproduisantdel’énergielorsdesaconsommationparl’organismeetpermettantdeluttercontrelefroid.QUESTION:Proposezunehypothèsequiexpliqueraitcommentcesgènes(TBX15etWARS2)ontpuseretrouverdansd’autrespopulationsactuellesd’Hommemoderne?Proposezunehypothèseexpliquantl’apparitiondecesgènespuisdeleurmaintienchezlesDénisovienspuislesInuits.REPONSE:L’HommedeDénisovaatransmiscesgènesensereproduisantavecHomosapiensdelamêmerégion,ilyaenviron50000ans.PuiscesHomosapiensdelarégiondel’Altaïsesontdéplacésàtraverslemondeenrépandantcesgènes.(Reproduction)L’HommedeDénisovaadonccertainementdûsereproduireavecHomosapiens.Autrepossibilité:LesgènessontpassésdesDénisoviensverslesNéandertalienspuisdesNéandertaliensversHomosapiens.(Neandertal,monfrère:S.Condemi–F.Sabatier)

Denisoviens

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Remarque:Ils’agitd’accouplementsinterspécifiques!Pourallerplusloin:Cesgènessontapparusparmutationchezunpetitnombred’individus(HASARD).Ilsontapportéunavantagereproductifàcesindividus(meilleurerésistanceaufroiddoncmoinsdemortsdoncplusdedescendance).CesgènessontdoncrestésdanslegénomedesDenisovienspuistransmisparaccouplementauxautresespècesdugenreHomo.OnretrouvelasélectionnaturelledeDARWINetle«coudelagirafe»avecimportancedesconditionsenvironnementales.Compléments:TBX15joueunrôledansladifférenciationdesadipocytesbruns(Gburciketal.,2012).Lesadipocytesproduisentdelachaleurparoxydationdeslipideslorsqu'ilssontstimuléspardestempératuresfroides,cequifaitduTBX15ungènecandidatfortpourl'adaptationàlaviedansl'Arctique.Référence:https://academic.oup.com/mbe/article/34/3/509/2731791

Neandertal,monfrère:S.Condemi–F.Sabatier(Flammarion)

ArchaicAdaptiveIntrogressioninTBX15/WARS2 :https://academic.oup.com/mbe/article/34/3/509/2731791

Despistesd’activités:

-Ladisparitiondel’ourspolaireoulanaissanced’unenouvelleespèceVoirfichier:OursABC.pdf

-Evolutiondeséquidés Comparaisondespattesde2équidésduWyoming(AmériqueduNord):Eohippus(-55Ma)etMesohippus(-35Ma)etlechevalactuel,Equus.Comparaisondelapaléogéographiedecetterégionàcesdifférentespériodes.L’Eocèneinférieur(-50millionsd'années):périodechaude.Lewyomingétaitrecouvertdeforêtstropicaleshumidescommel’Inde.LesalligatorsétaientprésentsdansdesmaraisprochesduPôledunordetlespalmierssesontdéveloppésenAlaskaméridional.L’éocènemoyenetsupérieur(-37à-50Ma):Refroidissementetsécheresse.Lesrapportsisotopiquesdel’oxygèneétablissurdescoquillesd’invertébrésmarinsindiquentunechutede10°CdelatempératuremoyennedeseauxduPacifiqueetl’étudedespaléofloreséocèneetoligocènedelacôteouestnord-américaineindiquentunechutede8°C.Laforêttropicaleestremplacéeparlasteppeetlasavane.

D’aprèsWikipédiaPourallerplusloin:«PatternsinPalaeontology:ThePaleocene–EoceneThermalMaximum»

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https://www.palaeontologyonline.com/articles/2011/the-paleocene-eocene-thermal-maximum/https://www.earthbyte.org/geoscientific-model-development-a-suite-of-early-eocene-climate-model-boundary-conditions/

LapetitetailledeEohippusétaitadaptée(avantagesélectif)auxforêtstropicalesdel’éocèneinférieur.LespattesredresséesetlenombrededoigtréduitdeMesohippusestunavantagesélectifdanslasteppedel’éocènemoyenetsupérieur.

Lien:LivreSVTcycle4p.184(BELIN)

- Evolutiondeslézardshttps://media.hhmi.org/biointeractive/vlabs/lizard2/?_ga=2.211473237.1179706587.1511164901-83943057.1511164901ouapplicationtablettes:http://www.hhmi.org/biointeractive/lizard-evolution-virtual-lab

Anolisvert-Wikipedia EvolutiondeslézardsAnolisdesilesdescaraïbes:Jamaïque–Cuba–Hispaniola–PuertoRicoCetexemplemontrecomment,enunpeuplusde30ans(30générations),cetteespècedelézardpeutsetransformer(évoluer)enréponseàdenouvellescontraintesenvironnementales:espaceplusrestreintetnouvellesressourcesalimentaires.L’originegénétiquedecestransformationsn’apasétécomplétementdémontréemaislesmodificationsanatomiquess’observantdèslanaissance,ilestfortprobablequ’ellesoitvalidéeenaccordaveclathéoriedel’évolution.Cetexemplepermetd’intégrerlesoutilsnumériquescommelatabletteavecuneactivitédemesuresdesquelettesnotamment.REMARQUE:Onneconfondrapasdesobservationsbrutes,visiblespartousetdesexplicationsscientifiquesàl’auned’unethéorie,avecunedifficultésupplémentairepourcettethéoriedel’évolution:letemps.Lasélectionnaturelle(ouladérivegénétique)nesontdoncpasdesfaitsdirectementobservables:seulsleurseffetspeuventêtreobservésparexemplel’adaptationdespopulationsàdenouvellesconditionsenvironnementales.

COMPLEMENTS:Lerôleduclimatsurlavitessed’évolutiondelamassecorporelledesoiseauxetdesmammiféresaucoursdes80millionsd’années.Créationd’unmodèled’évolutionphénotypique:Rôledelatempératuresurlatailledecesclassesd’animauxquimontrequeletauxd’évolutionaugmentependantlespériodesfroides.Source:“AcceleratedbodysizeevolutionduringcoldclimaticperiodsintheCenozoic”JulienClaveletHélèneMorlonhttp://www.pnas.org/content/114/16/4183

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ACTIVITE7:Lemonderéelexpliquéparlathéoriescientifique

Document12:Lesphalènesdubouleau(lestravauxdeKETTLEWELL:Lespreuvesexpérimentalesd’unethéorie)LesobservationsLaPhalèneduBouleauestunpapillondenuitdontlacolorationvariedugrisclairaunoir.Ellevitdanslesforêtsdesrégionstempéréesenparticulierdebouleauxdontl’écorceestclaire.Ellepasselajournéeinactivesurletroncdesarbres.Lesoiseauxcommelamésangesenourrissentdephalènes.En1848,quelquespapillonsnoirs(dits«carbonaria)sontobservésdanslarégiondeManchester(Angleterre)parmilesphalènesclaires(dits«typica»)enmajorité.En1895:Lamajoritédesphalènes(89%)deManchestersontmaintenantnoires.Onobserveégalementquelestroncsdesbouleauxblancsontnoircisàcausedelapollutiondesusinesenpleindéveloppement.ProblématiqueQuelleestl’originedecetteévolutiondelacouleurdespapillons?HypothèseConnaissantlathéoriedelasélectionnaturelledeDarwin,J.W.Tuttscientifiqueanglais,pensequelesphalènesnoiresdevenuesmoinsvisibles,sontmoinsmangéesparlesoiseauxquelesphalènesblanches.Lechangementdecouleurestuneévolutionparsélectionnaturelle.DesexpérimentationsBernardKettlewellréalisedesexpériencesentre1955et1956pourtestercettehypothèse.Illâchedans2forêtsdebouleaux(unepolluée:Birminghametunenonpolluée:Dorset)lemêmenombredephalènesnoiresetblanchesqu’ilamarquéesventralement,lesexposantainsiauxoiseaux.Illescaptureànouveauauboutdequelquesjoursetlescompte.Cequiluipermetdesavoirlenombredepapillonscapturésparlesoiseauxdanschaqueforêt.LesrésultatsDORSET:Forêtnonpolluée Phalènenoire PhalèneblanchePapillonslâchés 190 190Papillonscapturésparlesoiseaux 164 26%depapillonscapturésparlesoiseaux 86,32% 13,68%BIRMINGHAM:Forêtpolluée Papillonslâchés 58 58Papillonscapturésparlesoiseaux 15 43%depapillonscapturésparlesoiseaux 25,86% 73,14%

QUESTION:Est-cequelesrésultatsdeBernardKettlewellvalidentl’hypothèse?Argumentez.Aide:CalculezlepourcentagedepapillonscapturésparKettlewelldanslesdeuxforêtspuiscomparezlesrésultats.REPONSE:Danslaforêtpolluée,ilcapture3foisplusdephalènesnoires(nonvisiblesparlesprédateurssurlestroncssombresdepollution)etdanslaforêtnonpolluéeenviron6,5foisplusdephalènesblanches.Ilmetdoncenévidenceunlienentrelenombredepapillonsnoirsetletauxdepollution,cequivalidel’évolutionparsélectionnaturelle.COMPLEMENTS:Dessimulationsenligne(Ordinateurs–Tablettes)http://www.collegetheophanevenard.net/gallerand/evolution_phalene/main.htmhttp://philippe.cosentino.free.fr/productions/phalenes/http://phet.colorado.edu/sims/natural-selection/natural-selection_fr.jnlp

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ACTIVITE8:Desexpérimentationsfaussées?

Document13:LesexpériencesdeKettlewellcritiquéesDescritiquesontétéformuléespardesornithologuesàl’encontredesexpériencesréaliséesparKettlewell.Cespapillonsnocturnessontlâchésdejour.Incapablesdevoler,ilsvontdoncseposerailesrepliéessouslesbranchespoursedissimuler.Lesoiseauxnemangeraientdoncpaslesphalènesquelquesoitleurcouleur.LesphotographiesquiaccompagnaientlestravauxdeKETTELWELLmontrenttoujoursdesphalènesavecdesailesdéployées.Or,enpositionderepos,lesphalènesnedéploientjamaisleursailes.QuelleestlavaleurdestravauxdeKettlewell?

QUESTIONSQuelsconseilsauriez-vousdonnéauxscientifiquesavantlapublicationdesestravaux?Lescritiquesremettent-ellesencauselasélectionnaturelle?REPONSESLacommunautéscientifiqueauraitdûreproduirel’expériencedeKETTELWELL(PrincipedeREPRODUCTIBILITE)ettenircomptedel’avisdesornithologuesquis’appuiesurl’aspectdesailesdupapillonavantpublication.Ceserreursneremettentpasencauselathéoriemaisl’exempledesphalènesnedevraitplusêtreemblématique.D’autresexemplespourraientêtrecités:lesmouchesdesîlesKerguelenparexemple.(Mouchesavecousansailes)Lien:http://www.svt.ac-aix-marseille.fr/ancien_site/expoconf/darwin/la_phalene_du_bouleau.pdf

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ACTIVITE9:Commentlacultureinfluencenotreévolutionbiologique?Unexempled’interactionbiologieet

culture:adaptationsgénétiquesàl’alimentation(éleveurs/agriculteurs)–Adaptationbioculturelleaulait

Lesmutations(Dugénotypeauphénotype)

Document14:Ladigestiondulactose

Dansl’espècehumaine,l’enfantjusqu’à3-4ansdigèrelelactose,glucidedulait.Lesadultesserépartissentendeuxphénotypesencequiconcernel’aptitudeàledigérer.Ceuxquidigèrentlelactosesontappelés:LP(«lactasepersistants»)outolérantsaulactoseetceuxquinepeuventpasledigérer:LNP(«lactasenonpersistants»)ouintolérantsaulactose.Ladigestiondulactoseestdueàuneenzyme:lalactase.(Cf.chapitreDigestion:Lasimplificationmoléculaire)35%delapopulationmondialeseulementestcapablededigérerlelactosedoncdetypeLP.Lesscientifiquesontmontréquetouslesindividus(mêmelesLNP)possèdentlegèneresponsabledelaprésencedelalactase.Donccettenon-digestiondulactoseestdueàunmauvaisfonctionnementdugènedontlerésultatseraunelactasequinefonctionnepas.Legènejouantunrôlesurlalactasedoncsurladigestiondulactoseestsituésurlechromosome2etexistesousdifférentesformes(allèles):14010G/C;13915T/Get13907C/Gaprèsmutationsd’ungèneoriginel(ancestral).Quelestlephénotypeancestral:LPouLNP?-65%environdelapopulationmondialeestdephénotypeLNP.-Laquasi-totalitédesmammifèresadultesdontlesgrandssingesneconsommentpasdelaitetsurtoutnesynthétisentplusdelactasedoncdephénotypeLNP-Desscientifiquesontétudié(séquencé)l’ADNextraitde8squelettesdesitesarchéologiquesd’Allemagne,deHongrie,dePologneetdeLituanie.L’âgedecesosestcomprisentre5800et5000ansavantJ.C(Néolithique).IlsontobservédesallèlesprésentsdansdeshumainsactuelsLNP.-Unemomieviellede5300ansaétédécouverteen1991danslemassifdel’OtzaÏ(à3210md’altitude),àlafrontièreItalo-Autrichienne.L’analysedesonADNmontreégalementungénotyped’individuLNP.QUESTIONSQuelestvotrephénotype?LPouLNP?Quelestlephénotypequiestapparuenpremier(ancestral):LPouLNP?Argumentez.REPONSESL’exploitationdecesdifférentstypesdedonnéesdébouchesurl’idéequelephénotypeLNPestancestraletlephénotypeLPdérivé:grandssinges,fossileslignéehumaineLNP.CephénotypeLP,phénotypedérivé,résultedemutationssurvenuessurl’ADNdesindividusLNP.Quelssontlesfacteursquiontcontribuéàl’expansiondecesmutationsdanslespopulations?Lelactoseestprésentuniquementdanslelait.Lapossessiond’allèlesLPayantpouruniqueeffetdepermettrededigérerlelactosealorslasélectionnaturelleagardécesallèlesquesilesHommesconsommentdulait,doncpratiquentunélevagelaitier.C’estdoncladomesticationdubétail,chèvres,brebisetvaches,etc.donclepassaged’unesociétédecueilleurs-chasseurs(Paléolithique)àunesociétédeagriculteurs-éleveurs(Néolithique)quiacréélenouvelenvironnementayantpermisl’évolutionbiologiqueduphénotypeLNPauphénotypeLP.L’évolutionculturelletransmisedegénérationengénérationaentraînél’évolutionbiologique.QUESTIONSoulignez(ouréécrivez)l’hypothèserépondantàlaproblématique.REPONSE«C’estdoncladomesticationdubétail….ayantpermisl’évolutionbiologiqueduphénotypeLNPauphénotypeLP.»

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UneétuderéaliséeenAfriqueetenJordanieapermisdetracerlegraphiqueci-dessous.Lespeuplesnomadesconsommentlelaitdeleurbétail(ovins,caprinsetchameaux).

VariationdelafréquenceduphénotypeLP(Toléranceaulactose)enfonctiondumodedeviedecertainespopulations.Sources:Lactosedigestionandtheevolutionarygeneticsoflactasepersistence:http://www.cnmd.ac.uk/mace-lab/publications/articles/2009/Ingram_HumGen09_LCT_Review.pdfQUESTIONQuellesinformationsdonnentcegraphique?Est-ceconformeauxréponsesprécédentes?(Peut-onparlerdesélectionnaturelle?Pourquoi?)REPONSEDanslapopulationdebédouinsdudésertaumodedevienomadeetquiconsommelelaitdeleurbétail(ovins,caprinsetchameaux)lafréquenceduphénotypeLPétaitde76%alorsquedanslapopulationd’arabesnonbédouinsdeszonesurbainesetagricolesdeJordanie,lafréquencedeLPn’étaitquede25%.MêmesconclusionsenAfrique.LasélectionnaturelleagardélesmutationsLPpourlespeuplesentirantunbénéfice:lesnomades.PourquoicephénotypeLP(capacitéàdigérerlelactose)est-ilunavantagesélectifpourcertainspeuples?-Lelaitpouvaitremplacerl’eaupolluéedanslesrégionsoùilyavaitlasécheresse.LesindividusLPétaientmoinsmaladeetmourraientmoins.-LelaitestunalimenttrèsricheencalciumetapporteunpeudevitamineD.LesindividusLPsouffraientmoinsderachitisme.QUESTIONEcrireuneautrehypothèsemontrantl’avantagequeprocuraitladigestiondulactosedonclapossibilitédeboiredulaitchezleshommesdunéolithique.REPONSELelaitpouvaitêtreunapportalimentairederemplacementdanslespériodesdedisetteentrelespériodesderécoltedesculturescéréalièresdoncfavoriserlasurviedespersonnesLP.

Liens:http://www.evolution-of-life.com/fr/observer/video/fiche/good-milk-bad-milk.html

http://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/evolution/accompagnement-pedagogique/accompagnement-au-

lycee/terminale-2012/un-regard-sur-levolution-de-lhomme/evolution-dans-la-lignee-humaine/quelques-aspects-genetiques-

de-levolution-des-populations-humaines-homo-sapiens-sapiens/culture-et-selection-naturelle-au-cours-de-lhistoire-des-

populations-humaines/lactase/plan-lactase

Vidéo:https://www.canal-u.tv/video/mnhn/comment_la_culture_influence_notre_evolution_biologique.17639

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ACTIVITE10:Unemodélisation(Expliquerlaréalitéparunmodèlequisebasesurdesfaits)

Document15:Modélisation

LephénotypeLNPestancestral,apparuenpremier,alorsquelephénotypeLPrésultedemutationsintervenuesentre-5000et-10000ans.Actuellementenviron35%delapopulationmondialeestdetypeLP.

Objectif:modélisezl’apparitiondelapopulationd’individuscapablesdedigérerlelactosedudébutdunéolithique(-7500ans)àaujourd’hui.

Outil:http://www.ac-nice.fr/svt/productions/freeware/evolution/html5/index.htm

Aide:Unevaleursélectivede1signifiequel’individuayantcegénotypesurvitetsereproduitdemanièreoptimale.Unevaleursélectivede0signifiequel’individuayantcegénotypenesurvitpasetnepeutdoncpassereproduire.Pluslavaleurserafaiblemoinsl’individuauradeschancesdesereproduiredoncdesurvivreetdoncsesmutationsdisparaitrontaveclui.

Onprendraunefréquencedel’allèleLPaunéolithique(temps=0)faiblecaronpeutpenserquetrèspeud’individusavaientcettemutationaudébut:Fréquencedel’allèleLP=5%(Cequisignifiequel’onémetl’hypothèsequ’ilyavait5%delapopulationmondialeaveclamutationLP).

Changerlenomdel’allèle1parLP(formepermettantladigestiondulactose).Changerlenomdel’allèle2parLNP(mutationnepermettantpasladigestiondulactose).Changerlavaleurdelafréquencedel’allèleLPpar5%.REMARQUE:LimitedumodèleLemodèlenumériqueimpose100générations.Notreétudesefaitsur9500ansenviron(de-7500àaujourd’hui.)Chezl’Homme,onpeutprendreenmoyenne2à3générationspar100ans.Cequicorrespondà:9500/2,5=3800générationspourlapériodeétudiéeQUESTIONSExpliquezles3typesdegénotypes:LP//LP–LNP//LNP–LP//LNPetschématisezlapairedechromosome2d’unindividuLP//LNP.Modélisezl’apparitiondelapopulationdesindividusLNPenprenantcommehypothèsequelavaleursélectivedes3génotypesestde0,5.-Qu’est-cequesignifieunevaleursélectivede0,5pourunindividu?-Queltypedegraphiqueallez-vousobtenir?-Lancerlamodélisation.Comparezavecvotreréponseprécédente.-Quelestlepourcentaged’individusdigérantlelactose?D’individusnedigérantpaslelactose?

Poursimplifierlamodélisation,onétabliralacorrespondancesuivante:Génotype Phénotype

LP//LP LP:DigèrelelactoseLP//LNP LP:DigèrelelactoseLNP//LNP LNP:Nedigèrepaslelactose

(Cequivoudraitdirequel’allèleLPestdominant!)

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REPONSES-L’Hommea23pairesdechromosomesavecsurchaquechromosomeunallèled’ungène:LPouLNP.

-Unevaleursélectivede0,5pourungénotypesignifiequel’individuaura50%dechance(1chancesur2)desereproduiredoncdetransmettrelegénotype(l’allèlemuté:LP).-Ondevraitobtenirunedroitehorizontaledevaleur0,5(5%).-Individusdigérantlelactose:10%-Individusnedigérantpaslelactose:90%

LesplusfortesfréquencesduphénotypeLPsurlecontinenteuropéensontobservéesdanslenord-ouestdel'Europe,enparticulierdanslesîlesbritanniquesetlaScandinavieoùellesvariententre89%et96%.QUESTION-ModifiezlesvaleurssélectivespourobtenirunmodèleconformeauxobservationssurlesîlesbritanniquesetlaScandinaviec’estàdire90%dephénotypeLPauboutdexgénérations.-ProposezunehypothèseexpliquantunevaleursélectivesiélevéedugénotypeLP//LPdoncduphénotype«Digestiondulactose»

LP LNP

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REPONSESLafréquenceélevéedesLPs’observedanstouteslespopulationsactuellesoupasséesquiconsommentdulait.EnAfriqueetauMoyen-Orient,lephénotypeLPestplusfréquentdanslespopulationsnomadesélevantlebétailquedanslespopulationsdépendantdelacueilletteetdelachasse.L’élevagedubétailaveclaproductiondulaitauraitdoncdonnerunavantagesélectifàlamutationLPchezleseuropéensetlesscandinaves.Autrehypothèse:L’allèleLPestdominantdoncles2génotypesLP//LPetLP//LNPdonnentunmêmephénotype:(LP).

Compléments:Ilestprobablequelespopulationseuropéennesdunéolithique(-5000à-6000ans),étaientmajoritairementdephénotypeLNP,bienquelaproductionlaitièreaitdébutédepuis2à3millénaires.EneffetlespersonnesLNPpeuventmangerdufromagemoinsricheenlactose.

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ACTIVITE11:Unethéorieinvalidée!

Document16:EastSideStoryLe30novembre1974enEthiopiedespaléontologuesdontYvesCoppensdécouvredesrestesfossilisésdeLucy,vieillede3,2Ma,la«grand-mèredel’humanité».En1983YvesCoppensémetunehypothèsesurl’originedel’humanité́,baséesurlaconséquenced’unchangementclimatiquequiseraitintervenudansunerégiondel’Afriquedel’Est.Ilya8Ma,danscetterégiondel’Afriqueéquatorialesedéveloppeuneforêtluxurianteoùlanourritureestabondantepourlesanimaux,parmieuxlesgrandssinges.Maisunegrandefaille,laRIFTVALLEY,s’effondreetcoupecetterégiondunordausuden2parties,séparantendeuxlapopulationdegrandssinges.Cettebarrièrenaturellevaégalementavoirdesconséquencessurleclimatetlavégétation.Àl’Ouest,laforêtresteetriennechangepourlesgrandssinges,quiserontàl’originedesgrandssingesactuels.Àl’Est,oùlespluiessontrares,lasavaneremplacelaforêt:lessingesontplusdedifficultésàtrouverleurnourriture.Ilsdevrontsedéplaceràdécouvertetadopterontunetechniqueplusrapide:laBIPÉDIE.Ilsserontàl’originedelalignéehumaine.Cettehypothèse:l’EASTSIDESTORYestacceptéeparlacommunauté́scientifiqueinternationaleetdevientunethéorie.En1994desossementsdepiedsontdécouverts:baptisés«LITTLEFOOT».IlsappartiennentàunAustralopithèque(ancêtredel’Homme)vivantàl’EstduRiftetserontdatésen2015à3,67Ma.En1995unfossilecontreditlathéorie.ABEL,contemporaindeLucy,estdécouvertauTchad.Selonl’EastSideStory,puisqu’ilvitàl’Ouest,ABELdevraitêtreungrandsinge,orc’estunaustralopithèquecommeLucyou«Littlefoot»En2000BrigitteSENUTdécouvreunenouvelleespècedansl’EstafricainORRORIN(l’Hommedumillénaire)datéede6Ma,plusvieuxqueLucyavecaussidescaractèrespréhumains,maisdanscecasconformeàlathéoriedeYvesCoppens.Enjuillet2001,MichelBRUNETetsonéquipedécouvreTOUMAÏ,fossileâgéde7Ma,àl’OUEST(à2500kmdelavalléedurift).Toumaïétaitbipède,avecdescaractèrescaractéristiquesdespréhumains.Lathéoriede«l’Eastsidestory»doitdoncêtreabandonnée.Fichier:EastSideStory.kmzàouvriravecGoogleEarthlocalisantlesdifférentesdécouvertes.QUESTIONS1.Ouvrirlefichier«EastSideStory.kmz»avecGoogleearth.LocalisezleRiftafricainetlesdifférentesdécouvertesàl’Estouàl’Ouestcecettefaille.2.Schématisezlesdifférentesdécouvertessurunefrisechronologique3.Expliquezpourquoilathéoried’YvesCoppensn’étaitplusacceptableparlesscientifiques.4.Quellecaractéristiqued’unsavoirscientifiqueestmisenévidencedanscetexemple?REPONSES

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LadécouvertedeToumaïàl’Ouestduriftaconfirméladécouverted’ABELetinfirmélathéoriedeCOPPENS,montrantquelalignéehumaineprovientbiendu«berceauafricain»maispasuniquementàl’ESTduRift.Leshypothèsesduesauxchangementsclimatiquessontdoncfaussesmaiscelaneveutpasdirequecesvariationsn’aientpaseuunrôledansl’évolutiondel’Homme.UnethéorieestREFUTABLE(Réfutabilité):Onpeutprouverqu’unethéorieestfausse.

ACTIVITE12:Unethéorien’expliquepastoujourstout!mêmesic’esttentant…

Document17:Oul’évolutionnetransmetpastout…LesratsquiviventdanslesforêtsdepinsdeJérusalem(Israël)sontdevéritablesexpertspourdécortiquerlespommesdepinsetmangerlesgraines.Lesratsnoirsquiviventdansd'autresmilieuxsonttrèsmalhabilesdanscemêmeexercice.Desexpériencesontétéréalisées.Expérience1:Descônesdepinssontdonnésàdejeunesratsnésdemèresqui«savent»décortiquerlescônesdepinmaisquiontétéélevéspardesfemellesqui«nesaventpas».Expérience2:Descônesdepinssontdonnésàdejeunesratsnésdemèresqui«nesaventpas»maisélevéspardesfemellesqui«savent».

Résultats

NombredepetitsNombredepetitsqui

apprennentàouvrircônes%

Expérience1 25 0 0

Expérience2 55 36 65,5

QUESTIONSEst-ce-quelecomportement“décortiquerdespommesdepin”esttransmisparlesparents?Argumentez.Proposezunehypothèsedelatransmissiondececaractère.Donnezunexemplechezl’Homme.Commentappelle-t-oncetensembledeconnaissances?REPONSESExpérience1:Lesjeunesratsnesaventpasdécortiquerlescônes.Expérience2:ilssontcapablesdedécortiquerlescônesetd'accéderauxgraines.Lecomportement«décortiquerlescônes»n'estpastransmisparlesgènesmaisparl'observationducomportementdesmamans-rats.L'informationquipermetdedécortiquerlescônesavecadresses'esttransmisedegénérationengénérationsansavoirrecoursàlavoiegénétique.DoncdescaractèrespeuventêtretransmissansinterventiondelasélectionnaturelledeDARWIN.Cetensembledecomportementspourraits’appelerlaculture."Lacultureestlerésultatdecequ'onapprendd'autrui,paroppositionàcequ'onapprendseul”L.Cavalli-Sforza

LUCYAustralopithèque

-3,2Ma

LITTLEFOOTAustralopithèque

-3,67Ma

ABELAustralopithèque

-3,2Ma

ORRORINAustralopithèque

-6Ma

TOUMAIAustralopithèque

-7Ma

1974EST

1994EST

1995OUEST

2000EST

2001OUEST

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Lecomportementdujeunerat«tétersamère»estinscritdanssesgènes.Parcontre,lecomportement«décortiquerlescônesdepins»estapprisparimitation.LiensCulturaltransmissionoffeedingbehaviourintheblackrat(Rattusrattus)parJosephTerkel.In:Sociallearninginanimals:therootsoftheculture.AcademicPress,1994https://cloudfront.escholarship.org/dist/prd/content/qt9n7291hf/qt9n7291hf.pdf

ACTIVITE13:Unethéorieàvérifier?

Document18:«Importancedelamarche(course)dansl’évolutiondelalignéehumaine?»-LesmigrationsLesplusanciensfossilesd'hominidésontétéretrouvésenAfrique:Toumaï(-7millionsd'années),Orrorin(-6millionsd'années),Lucy(-3,2millionsd'années)….Donc,saufnouvellesdécouvertes,nospluslointainsancêtressetrouvaientenAfrique.IlsontquittéensuitececontinentpourleProche-Orient,l’Asieoul’Europeoùonretrouvedesfossilesetdesoutilsdatantde1millionsd’annéesouplus.ParexempleàDmanissi,enGéorgie:Homogeorgicus(-1,81milliond'années).Ilestmaintenantadmisparlesscientifiquesquelespremièresmigrationshorsd'AfriquedugenreHomoontdûs'effectuerilyaenvironunpeumoinsde2millionsd'annéesenviron.(1,7Ma?)Qu’est-cequiapurendrecesmigrationspossiblesàpartirdecettepériodeetpasavant?(Pourquoipasdemigrationshorsd’AfriqueparlesAustralopithèquesparexemple?)Réponse:LegenreHomoaacquis,enplusdelabipédieetdescaractéristiquesanatomiques,unemusculaturerendantpossibleceteffortenendurance.

QUESTIONCommentezcetteréponseàpartirdel’étudedesdocumentsci-dessous.

Documents:Lathermorégulationestunensembledemécanismespermettantàunêtrevivantdemaintenirsatempératureinterneconstante.Parexemplechezl’Homme:37°Cenviron.

Silatempératureducorpsaugmentetrop,l’Hommeutiliselasudationcommeprincipalmécanismededissipationdelachaleurauniveaudel’ensembledelasurfacecorporellequiestgrande.Lamajoritédesmammifèresterrestrescommelechien,utilisentlehalètement(respirationscourtesetrapides)pourévacuerlachaleurcorporelleparlabouche:surfacedelalangueetdesalvéolespulmonairespluspetite.Ladisparitiondespoilschezl’Hommepermetunedissipationdelachaleurplusefficace.Onremarqueraquelasudationestindépendantedelarespirationcequidonneraàl’Hommelacapacitédecourir(oumarcher)longtempsàuneallureraisonnable(endurance).L’Hommeestainsicapabledecourir(marcher)desheures,desjours,àalluremodéréeetparcourirdesdistancesimportantes.Trèspeud’animauxensontcapables:loup,lycaon,gnous…Leshommespréhistoriquesauraientpupratiquerlachasseàl’épuisementou«persistenthunting»commeactuellementdespopulationsd’Afrique.Ilscourent(marchent)aprèsuneproiejusqu’àcequ’elles’arrêtepourhaleter(thermorégulation)pourrepartirensuiteàleurapprocheetainsidesuitejusqu’àépuisement(thermorégulationinsuffisanteparmanquedetempsd’halètement)aprèsplusieursheuresdepoursuite.REPONSELesAustralopithèques,quin’ontpasmigré,possédaientunemusculatureprobablementsupérieureaugenreHomo.Donchypothèseàrejeter.Hypothèsepossible:Lesmigrations,nécessitantdeseffortslongsenendurance,ontétépossiblesgrâceàlathermorégulationefficaceindépendantedelarespiration,plusfonctionnellechezlesindividusmigrants.

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Vidéo:HumanMammal,HumanHunter-Attenborough-LifeofMammals–BBC(http://www.bbc.com/earth/world)https://youtu.be/826HMLoiE_oVidéo:Traitsdevieetcontraintesénergétiquesaucoursdel'évolutionhumaine(lathermorégulation)https://www.college-de-france.fr/site/jean-jacques-hublin/course-2017-11-21-17h00.htm

Activité14:SCIENCESetCROYANCE…Lecrâned’oursdelacavernedupontd’arc

Document19:Lechamanisme Uncrâned’oursdescavernesaétédéposésurunblocrocheux,aumilieudelasalle.Souslecrânecommesoustoutelasurfacedublocrocheux,denombreuxpetitsfragmentsdecharbondeboissontprésents.Unos,unhumérus,plantéverticalementdanslesolàcôtéd’uncrâne!Pourquoicettedispositionsiparticulière?S’agit-ildelaplusanciennecroyancedel’Humanité?Lechamanisme,unereligiondeschasseurs,oùlechamanepouvaitentrerencontact(parlatranse)avecdesespritssurnaturelsàformesanimalescommel’ours.

©GrotteduPontd'arc

Humérusplantéetcrâned’ours–©GrotteduPontd'arc

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Questions

Quepouvaitreprésenterl’ourspourlesHommesayantdéposésoncrânesurlapierre?Pourquoicette«miseenscène»?Pensez-vousquecetteexplicationàlaprésencedececrâneestdenaturescientifique?Proposezuneautrehypothèseàlaprésencedecetosplantéverticalement.

RéponsesL’ourspouvaitêtreun«dieu»ousareprésentation,un«Espritsupérieur».Ils’agitpeut-êtredesrestesd’unecérémonie(restesdefeux)oùlechamaneessayaitderentrerencontactaveclesmortsenpassantparleursreprésentationsterrestres:lesours?«Lechamanismeestunepratiquecentréesurlamédiationentrelesêtreshumainsetlesespritsdelanatureoulesâmesdugibier,lesmortsduclan,lesâmesdesenfantsànaître,lesâmesdesmaladesàguérir,lacommunicationavecdesdivinités,etc.C'estlechamanequiincarnecettefonction,danslecadred'uneinterdépendanceétroiteaveclacommunautéquilereconnaîtcommetel.»WikipédiaPremièrereligionhumaine?Cettethéorien’apasfaitl’unanimitédanslemondescientifique.Eneffetcetteinterprétationdel’artpréhistoriqueestsansfondementscientifiquepourcertainschercheurs.Hypothèse:L’osplantéverticalementparl’Hommepourraitêtreune«bornesignalétique»luipermettantdeserepérerdansl’obscuritédelagrotte.

Lasciencedécritrationnellementlemonderéelgrâceàdesméthodesacceptéespartouslesscientifiques.Lareligionapourobjectifdeconstruiredesreprésentationsau-delà̀dumonderéel.

Lien:(vidéo)Conférence-Surlestracesdelaspiritualité,avecJeanClottes,BorisCyrulniketGérardOstermannhttps://vimeo.com/223839084

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ACTIVITEBILAN:Qu’est-cequ’unethéoriescientifique?

«Chacunestlibre,endémocratie,d’avoirdescroyancesetdesopinionspersonnelles.Ilestcependantsouventessentielpourdécideretagir,êtrelibre,des’appuyeraussisurdessavoirs.(…).Lafoipeutsedécrire,s’exposer,ellenepeutseprouver;mêmepartagée,elleestdel’ordredel’intime(…).L’opinionimpliquequantàelledes’appuyersurdeschoixpersonnelsincertains,euxaussidel’ordredelalibertéindividuelle.Cependant,(…),ilestessentielqueleurspartisanssoientcapabledelesexposerrationnellement,conditionsinequanond’undialogueargumenté.Sansusagedelaraison,touteslespositionssontdescroyancesetleurexpositionselimiteàunesériedemonologues.(…)

Lesavoirs’adossepoursapartàdesdonnéesaussiobjectivesquepossible,soumisesàuntraitementd’unelogiqueenprincipeirréprochable.(…),unsavoirn’estquelaplusgrandeprobabilitédelavéritéàunmoment«t»etcomptetenudesélémentsdisponibles.(…).Dansledomainedessciencesexpérimentalesetexactes,unepropositionn’estscientifiqueques’ilestpossibledelaconfirmeroudelaréfuterrationnellement.Àcetitre,lestatutd’unrésultatobtenupardeschercheursestceluid’unehypothèse,iln’accèdeàceluid’unsavoirqu’aprèsavoirétévérifiéetconfirmépardeséquipesindépendantes.(…)Certes,lascienceelle-mêmehésitesouvententreplusieursthéories,logiqueslesunesetlesautresmaiscontradictoires.Onestalorsdansledomainedeshypothèsesenattentedel’émergenced’unsavoiraccepté.

Autotal,lescroyancesetlesopinionsn’ontpasdeplacedansl’étudedesloisdel’universetdumondevivant.Lasciencen’apasàseprononcersurlesconvictionsintimes(…).Ladiscussiond’hypothèsesscientifiquestelsl’évolutionduclimatetsescausesreposesurdesdonnées,passurdesopinions.(…)»

AxelKahn,le25octobre2015

http://axelkahn.fr/croyance-opinion-et-savoir/

QUESTIONS-Soulignez,danscetextraitd’untexted’AxelKhan,lesmotsouphrasesquidifférencientcroyance,opinionetsavoirscientifique.-QuiestAxelKhan?Faireunerechercheinternet-Pourquoilathéoriedel’évolutionbiologiquenepeutêtreconsidéréecommeunecroyance?-Apartirdecetexte,desdocumentsproposésetdesréponsesauxactivitésprécédentes,réaliserunecartementalemontrantlesdifférencesentreces3mots.

Documentscomplémentaires

«Laméthodescientifiqueestunedémarcherigoureuseetobjectiveétudiantdesphénomènesàpartird’unmodèlethéoriqueoupourvérifierdeshypothèsesquiconfirmentouinfirmentlathéorie.Unethéorieestunensembledeconjecturesquiontétéconfirméesparlavoieexpérimentale.Desimplesconjecturesnesontpasunethéorie,ellesnesontquedesspéculations.Unethéorieétablitdeslienslogiquesdecausalitéentredesfaitsobservésquel’ondécritrationnellementaumoyendesmathématiques.Lascienceneseréfèrequ’auxfaits,etlascienceneprendpasencomptel’implicationémotionnelleouculturelleduscientifique.Chaquethéoriescientifiqueestprovisoireetlesnouvellesthéoriesnesontquedesapproximationsmeilleuresquecellesquilesontprécédées.Laconventionpremièrequiconfèreàuneconnaissancesoncaractèrescientifiquec’estqu’onpuisserépéter,enquelquesorte,ladécouverte;refairel’observation,reprendreleraisonnement,confronterdenouveauleshypothèsesauxfaits.C’est-cequenousappelonsfairedelareproductibilité.Lephénomèneuniqueobservéparuneuniquepersonnenepeutdoncêtrel’objetd’uneconnaissancescientifique:lescroyancespseudo-scientifiquesainsiquelesexpériencesmystiquesindividuellesàtraverslesdifférentesreligionsensontdeuxexemples.(…)»J.Ph.C.Manson

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Quelquescritèresdeladémarchescientifique:

Logiqueetvaliditédeshypothèses:prémisses,preuves.Falsifiabilité(réfutabilité):ilexisteunefaçondeprouverqu’unehypothèseestfausse.Réplicabilité:l’expérienceestreproductibleLaréfutabilité:l’expérimentationscientifiqueestunensembled’observationsd’unphénomènereproductible,prédictibleetréfutable(ilexisteunefaçondeprouverqu’unehypothèseestfausse).

Unecroyancesenourritd’analogies,desymbolisme,demysticisme,souventàtraversbeaucoupdecontradictions.Unecroyanceresteindifférenteauprincipedecausalité.Ilfautsavoirqu’unehypothèsescientifiqueobjectivesedistingued’uneopinionsubjective.Unexempledecroyance,obsolèteaujourd’hui,estceluidelaTerreplate.

Unethéoriescientifiquesefondetoutd’abordsurdesobservations,àpartirdesquellesonélaboredeshypothèsesetdesmodèlesquel’ontesteensuitepourvérifierqu’ellescorrespondentàlaréalité.

REPONSES

AxelKhan:estunscientifique,médecingénéticien

EncoursdeSVT,laquestion«croireoupasenl’évolutionbiologique»n’apasdesenscarl’évolutionbiologiqueestunsavoirscientifique,pasunecroyanceenlaquellechaqueindividucroitounon.Onn’enseignepaslescroyancesencoursdesciences:onenseigneseulementlessavoirsscientifiques.

Unethéorien’estpasdirectementobservable,elleexpliquelesfaitsobservés.L’évolutionengénéralnepeutpasêtreconsidéréecommeunfaitcarpersonnen’apuobserverl’évolutiondesespècesdanssonintégralité́.Néanmoinsilexistedesfaitsd’évolution.L’évolutionexpliquesimplementetaveccohérenceunetrèsgrandequantité́defaitscommelesfossilesoul’adaptationdesespèces.C’estpourcelaqu’elleestunethéoriescientifique.Source:http://edu.mnhn.fr/pluginfile.php/1533/mod_page/content/1/chapitre_enseigner_une_theorie_scientifique/evolution_question/evo_en_questions_MNHN.pdf

D’autresliens(Lycée)AuXXesiècle,lasubjectivitédessciences:http://journals.openedition.org/leportique/406Levivant:L’usagerégulateurdel’idéedefinalité́danslabiologiecontemporainehttp://www.philopsis.fr/IMG/pdf/l_usage_regulateur_de_l_idee_de_finalite_dans_la_biologie_contemporaine_.pdf

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