12/2004 pierre.ducamp@libertysurf.fr

Classer les êtres vivants

La classification au collège

Nouveaux programmes . BO Hors série n°5 du 9 septembre 2004

Partie diversité, parentés et unité des êtres vivants

Deux des compétences demandées :

- Déterminer un être vivant à partir d’une clé dichotomique

- Replacer un être vivant dans la classification actuelle

Ce diaporama a pour but d’amorcer une réflexion sur le

sens des classifications du vivant

Classer, c’est :

choisir des objets,

les trier, ou les regrouper par catégories,

trouver des relations entre les catégories.

Le désir de classer le monde vivant naît de l’observation de sa

grande diversité

Que classe-t-on ?

Des espèces

Mais qu’est ce qu’une espèce ?

Exemple 1

Même espèce ?

Exemple 2

Même espèce ?

Exemple 3

Même espèce ?

Le critère d’appartenance à la même espèce

Ne peut être fondé sur la ressemblance,

On utilise le critère de descendance :

sont de la même espèce, les individus interféconds pouvant donner une descendance fertile 

Ce critère fut long à mettre en place

Jusqu’au XVIIème siècle, la croyance en des métamorphoses d’une espèce en une autre, perdurait

L’arbre à Anatifes fabriquant des canards

Aldrovandi, botaniste à l’Université de Bologne 1618

Chaque espèce est nommée par 2 termes

Le nom du genre , suivi du nom d’espèce

Exemple : Canis familiaris pour le chien

Cette double dénomination a été fondée par Linné (XVIIème siècle)

Toute entreprise de classement nécessite au préalable

une collecte des échantillons sur le terrain

Et, en vue de leur étude

leur conservation (herbier, collections, musées)

Pourquoi classer les êtres vivants?

• par intérêt utilitaire

Reconnaître des plantes médicinales, comestibles, dangereuses, etc..

Classer pour reconnaître

Une méthode :

la clé de détermination

Principe de construction d’une clé

Il procède du tri :

on choisit un critère de reconnaissance,

on sélectionne les êtres vivants qui le possèdent, on élimine les autres,

par l’utilisation de critères successifs, on discrimine l’être vivant que l’on peut nommer

Exemple : l’Orme champêtre

Application : reconnaître l’Orme parmi 4 arbres

Critère 1 : feuille dentée

oui oui

oui non

Critère 2 : feuille lancéolée oui

oui

non

Critère 3 : base du limbe asymétrique

oui non

3 critères suffisent pour identifier l’Orme

Dans une clé :

La détermination s’effectue par une série finie d’alternatives

Pour chaque être vivant, un seul chemin possible

La clé avec les 4 arbres

lim be asym étrique à la base

Orm elim be sym étrique

C harm e

lancéolée pas lancéolée

Alisier

dentée pas dentée

C hêne

la feu ille de l'arbre

Ce principe est utilisé sur une collection beaucoup plus grande d’êtres vivants

il est adopté par les flores

Le tri préside aux premières classifications

Téophraste (3 siècles avant JC) bâtit une classification des plantes sur ce principe, afin de reconnaître les plantes médicinales

Pourquoi classer les êtres vivants?• par intérêt utilitaire

• par intérêt scientifique

Reconnaître des plantes médicinales, comestibles, dangereuses, etc..

Faire un inventaire du monde vivant

Le recensement actuel de la biodiversité

On dénombrait en 2000, 1 747 851 espèces

Ce recensement est inachevé.

La diversité actuelle est le résultat d’une longue histoire commencée il y 3800 millions d’années

Une biodiversité variable selon les groupes

Les insectes et les plantes, groupes les plus explorés, regroupent le plus grand nombre d’espèces

Document extrait et modifié de la revue « Pour la science »

Pourquoi classer les êtres vivants?• par intérêt utilitaire

• par intérêt scientifique

Reconnaître des plantes médicinales, comestibles, dangereuses, etc..

Faire un inventaire du monde vivant

Comprendre sa diversité actuelle

Classer pour comprendre

La classification révèle une conception du monde vivant

Brève histoire des idées

De l’antiquité au XVIIIème siècle

La classification reflète l’idée d’une biodiversité structurée

Aristote et « l’échelle de la nature »

Tous les êtres vivants ont une âme Ils sont classés selon une complexité croissante

Homme

Animaux

Plantes

Idée d’un monde vivant hiérarchisé …qui persistera bien au-delà de l’antiquité

Linné et la recherche d’un « ordre naturel » …….divin

Les espèces, définies comme unités de classification sont immuables

Fixisme

Le vivant présente une harmonie naturelle d’inspiration divine

Créationnisme

Son système de classification est censé traduire l’ordre du créateur

Règne

Embranchement

Classe

Ordre

Famille

Genre

Espèce

Selon une logique descendante, Il subdivise le vivant en unités systématiques de plus en plus petites

Tout le vivant

Division du vivant

Il utilise surtout le principe du tri En classant les plantes selon les seuls caractères

sexuels

Naissance du principe d’emboîtement Bernard de Jussieu, Cuvier définissent

l’appartenance à chaque niveau hiérarchique de la classification, par la possession d’un caractère précis

Exemple, la classe des mammifères par les mamelles, l’embranchement des vertébrés par la vertèbre

Ce principe de hiérarchisation des caractères permet d’opérer des emboîtements

Le principe d’emboîtement est à la base du classement actuel des êtres vivants

Premier niveau d’emboîtement, le genre

Dans un 2ème emboîtement, le genre dans une famille… et ainsi de suite

Exemple : Homo sapiens

Les « boites » contenant l’homme et les emboîtements successifs

La vision du vivant évolue à partir du XVIIIème siècle

Geoffroy St Hilaire : certains êtres vivants présentent un plan d ’organisation commun

Idée de parenté

Cuvier : les roches peuvent contenir des restes d’animaux disparus

Les espèces ne sont pas immuables

Lamarck et la rupture avec le fixisme

Les espèces se transforment sous la contrainte du milieu.

selon un processus contesté, la transmission des caractères acquis !

Idée d’évolution…

La dimension historique fait son entrée dans la classification

Darwin précurseur de la classification actuelle

Il constate :- qu’il existe une variation au sein des espèces- qu’il naît plus d’individus que la planète peut en nourrir

La nature opère un tri (sélection naturelle)

Les plus « adaptés » se reproduisent et la reproduction crée de nouvelles variations

Le triple processus, variation, sélection, reproduction, est responsable d’une transformation des espèces

D’où l’idée maîtresse de Darwin

Relier l’idée de parenté et d’évolution pour aboutir à celle d’une filiation entre les êtres vivants.

Les ressemblances entre espèces traduisent l’héritage d’un ancêtre commun, les différences traduisent les modifications évolutives au cours du temps

C’est le concept de descendance avec modification énoncé par Darwin

Et après Darwin ? Les faits en faveur de l’évolution

s’accumulent

La découverte des gènes, de leur variabilité, de leur mode de transmission, apporte des éclairages nouveaux sur les processus responsables de l’évolution

La datation des fossiles donne un cadre chronologique à l’histoire évolutive

La conception moderne de la classification

Elle traduit des filiations et l’évolution des êtres vivants

On parle de classification phylogénétique

Comment bâtir une classification qui reflète

les liens de parenté ?

Pour regrouper, on utilise les caractères partagés qui traduisent une parenté

Toute la difficulté est de choisir les caractères pertinents

Classons les 5 animaux suivants

Pigeon, thon, criquet, chauve souris, chat

Images issues du logiciel « phylogène »

Comment les regrouper ?

Une idée, utiliser les organes locomoteurs

Animaux à ailes (ou pattes + ailes)

Pigeon

Chauve souris

Criquet

Animaux à pattes

Chat

Animaux à nageoires

Thon

Judicieux ?

Examinons les organes locomoteurs

Structure des organes locomoteurs

chat

Pig.

Ch S

cr

thon

intrus Même structure

Images phylogène

Regrouper, oui si…

les caractères traduisent une parenté. On dit que ce sont des caractères homologues

Non, s’ils traduisent des ressemblances sans rapport de parenté ou analogies (comme l’aile, la forme du corps)

Les emboîtements successifs

Membre osseux

Chat

Chauve-souris

pigeon

Nageoire

osseuse

Thon

Ailes

membraneuses

Criquet

1er emboîtement utilisant la parenté des appareils locomoteurs

Les emboîtements successifs

Membre osseux

Chat

Chauve-souris

pigeon

Nageoire

osseuse

Thon

Ailes

membraneuses

Criquet

2eme emboîtement d’ordre supérieur utilisant le caractère du squelette

Squelette interne osseux Squelette externe

Les emboîtements successifs

Membre osseux

Chat

Chauve-souris

pigeon

Nageoire

osseuse

Thon

Ailes

membraneuses

Criquet

3eme emboîtement d’ordre inférieur utilisant les productions de la peau

Squelette interne osseux Squelette externe

poils

Une logique de classification ascendante Contrairement aux premiers classificateurs, on opère

des regroupements de plus en plus grands

Tout le vivant

Divisions du vivant

Unité croissante

diversité

Emboîtements successifs

Les activités de classement avec les élèves

Le « jeu » consiste à placer les animaux qui partagent les mêmes caractères dans les mêmes boîtes, puis de faire des emboîtements

On regroupe selon des critères positifs. Le tri est désormais banni

La méthode de classement devient identique à celle des scientifiques

On peut matérialiser les liens de

filiation entre les groupes

En « connectant  » les groupes par des liens de filiation avec leurs ancêtres

On fabrique ainsi un arbre de filiation

De la classification à l’arbre de filiation

A l’extrémité des branches, les « descendants » d’un même ancêtre hypothétique situé au noeud

Ancêtre mammifère

Chauve-souris Chat Pigeon Thon Criquet

De la classification à l’arbre de filiation

Ancêtre mammifère

Chauve-souris Chat Pigeon Thon Criquet

Ancêtre avec membre osseux

De la classification à l’arbre de filiation

Ancêtre mammifère

Chauve-souris Chat Pigeon Thon Criquet

Ancêtre avec membre osseux

Ancêtre vertébré

De la classification à l’arbre de filiation

Ancêtre mammifère

Chauve-souris Chat Pigeon Thon Criquet

Ancêtre avec membre osseux

Ancêtre vertébré

Ancêtre animal plus lointain

La classification actuelle nécessite des remises en cause

Son but étant de regrouper tous les descendants d’un même ancêtre,

certains regroupements « traditionnels » n’ont plus de sens

La classification actuelle des vertébrés

Tous issus d’un même ancêtre

Images tirées de « la classification phylogénétique du vivant » de Lecointre / Le Guyader

Le groupe des poissons n’a aucun sens sauf …..

…si on y inclut l’intégralité des vertébrés, l ’ancêtre de tous les poissons étant aussi l’ancêtre de tous les vertébrés

Si on conserve le groupe des reptiles….

Si on conserve le groupe des reptiles…

…Il faut lui inclure les oiseaux !

Il faut reconsidérer des anciens regroupements

Les poissons , les reptiles n’ont aucune signification d’un point de vue des parentés, donc d’un point de vue évolutif

C’est aussi le cas des invertébrés regroupés au seul prétexte qu’ils n’ont pas de vertèbres,

…mais qui comprennent une très grande variété de groupes très éloignés les uns des autres

Quelques grands traits de la classification actuelle

Les 3 grands domaines du vivant

Bactéries

Êtres vivants dont la cellule n’a pas de noyau

Archées

Êtres vivants dont la cellule n’a pas de noyau, mais éloignés des bactéries

Eucaryotes

Êtres vivants dont les cellules ont un noyau

Ancêtre commun

1ère cellule

Quelques grands groupes d’eucaryotes

Les végétaux, les champignons, les animaux, les algues brunes

et d’autres désormais éclatés, comme les protozoaires

Les « invertébrés » regroupent des êtres vivants très différents

Les arthropodes, animaux à pattes articulées et exosquelette, champions de la diversité

Les mollusques, animaux à coquille

Différents groupes de vers, avec ou sans anneaux, plats ou ronds, des animaux à 5 axes de symétrie comme les échinodermes, etc.…

L’homme se positionne selon les mêmes méthodes dans la classification

Une ancienne vision : l’homme, au sommet de l’évolution

L’homme se positionne selon les mêmes méthodes dans la classification

Une des nouvelles conceptions : l’homme partage un même ancêtre avec le chimpanzé

En conclusion,

La classification actuelle est une tentative de reconstitution de l’arbre généalogique du vivant

En conclusion,

Elle réunit 2 concepts d’apparence contradictoire :

la diversité du vivant l’unité du vivant,

en traduisant la communauté de son origine, ses liens de filiation, son évolution

En conclusion,

Elle y inclue les fossiles

Elle ne hiérarchise pas le vivant

Elle fait débat et évolue au gré des découvertes et des discussions

Toutefois, elle ne traduit pas toute la biodiversité

La biodiversité au sein d’une même espèce est occultée dans les systèmes actuels de classification

Pourtant cette variation est connue de tous, comme le montre ce panier de tomates

L’outil de mesure pertinent de la biodiversité reste encore à inventer !

Quelques sources bibliographiques

Comprendre et enseigner la classification . Lecointre. Ed. Belin . 22 euros .

Indispensable pour se familiariser avec les nouveaux concepts. Des pistes pédagogiques pour le primaire, le collège et le lycée

Classification phylogénétique du vivant de Lecointre/ Le Guyader. Belin. 36,40 euros.

Pour connaître la classification actuelle

Quelques sources bibliographiques

Classification et évolution : Le Guyader. Editions Le Pommier. 6 euros. Petit condensé vite lu

Numéro spécial de « Pour la science » . L’évolution. Janvier 97. Beaucoup d’infos.

Les harmonies de la nature à l’épreuve de la biologie . INRA. P. H. Gouyon. Remarquable

Histoire des Sciences de la vie. Nathan. Duris/ Gohau. Très clair

De la graine à la plante. Belin. Un article sur Linné notamment

Histoire de la Biologie . Mayr. Ed Fayard. 45 euros environ. L’un des fondateurs du concept actuel de l’espèce. Ardu

Sur Internet

Dossier du CNRS consacré à l’évolution www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/accueil.html

Très complet, vivement conseillé

Conférences en ligne de Pierre Henri Gouyon : 3 leçons de 1h 30 chacune à écouter

www.cite-sciences.fr/francais/ala_cite/college/archives/index.htm

Un régal d’intelligence !

…et 3 conférence de Le Guyader : « l’évolution des espèces »

Très intéressant