La sélection naturelle en action

Les élèves de Seconde ont souvent des représentations intuitives mais floues de la sélection naturelle, comme l’idée d’une progression vers le progrès ou d’une adaptation active. Des activités concrètes et visuelles, comme la manipulation de modèles ou l’analyse de données réelles, transforment ces idées vagues en compréhension solide. Ces démarches actives obligent les élèves à confronter leurs hypothèses avec des preuves, ce qui renforce leur esprit critique et leur maîtrise du concept.

• Seconde
• SVT Seconde : Comprendre le Vivant et son Environnement
• 4 activités
• 25 min–45 min

Objectifs d’apprentissage

1. Analyser des données historiques et actuelles pour identifier les variations de fréquences alléliques dans des populations soumises à des pressions sélectives spécifiques.
2. Expliquer le mécanisme par lequel une pression environnementale, telle que la prédation ou la disponibilité des ressources, favorise certains phénotypes au détriment d'autres.
3. Modéliser les effets de la sélection naturelle sur une population en utilisant des simulations informatiques ou des jeux de rôle, en prédisant l'évolution des fréquences génotypiques.
4. Comparer les processus de sélection naturelle observés chez la phalène du bouleau et dans le développement de la résistance aux antibiotiques pour dégager des principes généraux de l'évolution.

Jeu de simulation

⏱ 45 min·Petits groupes

Jeu de simulation: La phalène du bouleau

Les élèves dispersent des jetons clairs et foncés sur deux supports (l'un clair, l'autre sombre) et jouent le rôle de prédateurs. Ils comptent les survivants à chaque génération et tracent l'évolution des fréquences alléliques sur plusieurs tours pour observer la sélection en action.

Préparation et détails

Analysez des exemples de sélection naturelle, comme la phalène du bouleau ou la résistance aux antibiotiques.

Conseil de facilitation: Lors de la simulation avec les phalènes, circulez pour écouter les arguments des élèves et posez des questions comme 'Pourquoi la fréquence des phalènes noires a-t-elle changé ?' pour les amener à articuler le lien entre camouflage et prédation.

Setup: Espace modulable avec différents îlots de travail

Materials: Fiches de rôle avec objectifs et ressources, Monnaie fictive ou jetons de jeu, Tableau de suivi des tours

• Appliquer
• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Conscience sociale
• Prise de décision

Penser-Partager-Présenter

⏱ 25 min·Binômes

Penser-Partager-Présenter: Résistance aux antibiotiques

Chaque élève lit un court document sur l'apparition d'une souche bactérienne résistante. Il formule individuellement une explication, la confronte avec son voisin, puis les duos présentent leur synthèse à la classe en distinguant mutation aléatoire et sélection dirigée par l'environnement.

Préparation et détails

Expliquez comment la pression environnementale peut orienter l'évolution des caractères.

Conseil de facilitation: Pendant le Think-Pair-Share sur la résistance aux antibiotiques, donnez une minute de silence après la phase individuelle pour que chacun organise sa pensée avant d’échanger en binôme.

Setup: Disposition de classe standard ; les élèves se tournent vers leur voisin

Materials: Consigne de discussion (projetée ou distribuée), Optionnel : fiche de prise de notes pour les binômes

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Conscience de soi
• Compétences relationnelles

Jeu de simulation

⏱ 40 min·Petits groupes

Analyse de données : La sélection chez les pinsons de Darwin

Les groupes reçoivent des données sur la taille du bec des pinsons des Galápagos avant et après une sécheresse. Ils tracent des histogrammes et identifient le décalage de la distribution, puis rédigent un paragraphe expliquant le lien entre pression environnementale et avantage sélectif.

Préparation et détails

Prédisez les conséquences de changements environnementaux sur la survie et la reproduction des espèces.

Conseil de facilitation: Pour l’analyse de données des pinsons, guidez les élèves vers une lecture critique des graphiques : 'Que montre vraiment l’axe des ordonnées ?' pour éviter les interprétations hâtives.

Setup: Espace modulable avec différents îlots de travail

Materials: Fiches de rôle avec objectifs et ressources, Monnaie fictive ou jetons de jeu, Tableau de suivi des tours

• Appliquer
• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Conscience sociale
• Prise de décision

Galerie marchande

⏱ 35 min·Petits groupes

Galerie marchande: Sélection naturelle dans le quotidien

Quatre stations présentent des cas actuels de sélection : résistance des moustiques aux insecticides, tolérance au lactose chez l'Homme, camouflage chez les lézards, résistance des mauvaises herbes aux herbicides. Les élèves circulent, notent les preuves et classent les types de pression sélective.

Préparation et détails

Analysez des exemples de sélection naturelle, comme la phalène du bouleau ou la résistance aux antibiotiques.

Conseil de facilitation: Lors du Gallery Walk, placez des questions ciblées sous chaque affiche pour inciter les élèves à chercher des preuves plutôt qu’à répéter des idées reçues.

Setup: Espace mural dégagé ou tables disposées en périphérie de la salle

Materials: Papier grand format ou panneaux d'affichage, Feutres et marqueurs, Post-it pour les retours critiques

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Créer
• Compétences relationnelles
• Conscience sociale

Enseigner ce sujet

Les enseignants efficaces utilisent des modèles concrets pour matérialiser l’abstraction de la sélection naturelle. Évitez de parler de 'besoin d’adaptation' ou de 'progrès évolutif' : insistez sur le hasard des mutations et l’effet statistique des pressions environnementales. La répétition de simulations identiques avec des paramètres variables aide les élèves à généraliser le mécanisme. Un conseil : toujours relier le vocabulaire technique (allèle, fitness) à des exemples vécus par les élèves.

À quoi s’attendre

Les élèves doivent pouvoir expliquer que la sélection naturelle agit comme un filtre sur les variations existantes, et pas comme un créateur de nouveauté. Ils expliquent les pressions environnementales, identifient les caractères avantagés, et relient ces idées à des exemples concrets. Leur langage montre une distinction claire entre mutation, sélection et adaptation.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

During la simulation de la phalène du bouleau, watch for des élèves qui pensent que les phalènes 'deviennent' noires pour se camoufler. La correction consiste à leur faire observer que les billes noires étaient déjà présentes au départ et que c’est leur fréquence qui a augmenté sous l’effet de la prédation.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant la simulation, faites compter aux élèves le nombre initial de billes de chaque couleur et notez-le au tableau. Après le tri, faites-leur comparer avec les résultats finaux pour montrer que les proportions changent, mais que les couleurs initiales restent les mêmes.

Idée reçue courante

During le Think-Pair-Share sur la résistance aux antibiotiques, watch for des élèves qui croient que les bactéries 'choisissent' de devenir résistantes. La correction consiste à leur faire analyser des données réelles de croissance bactérienne en présence d’antibiotiques.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant l’analyse des données, demandez aux élèves de repérer que certaines bactéries survivent dès le premier contact avec l’antibiotique : leur résistance préexistait, elle n’a pas été 'créée' par l’environnement.

Idée reçue courante

During la discussion sur la sélection naturelle et les 'mauvais designs', watch for des élèves qui pensent que l’évolution mène toujours à la perfection. La correction consiste à leur faire observer des exemples anatomiques contraires, comme le nerf laryngé récurrent de la girafe.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant la discussion en groupe, projetez un schéma du nerf laryngé et posez la question : 'Pourquoi ce trajet est-il considéré comme un 'mauvais design' ?' pour leur faire réaliser que les contraintes historiques limitent l’adaptation.

Idées d'évaluation

Question de discussion

After la simulation de la phalène du bouleau, présentez l’étude fictive des lapins et demandez aux élèves d’expliquer en binôme les pressions environnementales possibles et leurs effets sur la population. Écoutez leurs échanges pour vérifier qu’ils relient les caractères (ex : vitesse, couleur du pelage) aux avantages sélectifs.

Vérification rapide

After l’analyse des données des pinsons de Darwin, distribuez une fiche avec deux graphiques de fréquence allélique. Demandez aux élèves d’écrire une phrase pour chaque graphique en identifiant le type de sélection (directionnelle, stabilisante ou disruptive) et la pression environnementale probable.

Billet de sortie

After le Gallery Walk, demandez aux élèves de rédiger sur un post-it une définition de la sélection naturelle en une phrase, en citant un exemple précis vu en classe (pression environnementale et caractère favorisé). Ramassez les post-its pour identifier les élèves qui confondent mutation et sélection.

Extensions et étayage

• Challenge : Proposez aux élèves de concevoir une simulation numérique simple (avec un tableur ou Scratch) qui modélise la sélection naturelle sur une population de lapins en fonction de deux pressions (prédation et disponibilité de nourriture).
• Scaffolding : Pour les élèves en difficulté, fournissez des phrases à trous pour structurer leur analyse, par exemple : 'La pression environnementale ici est ______. Le caractère avantagé est ______, car il permet de ______.'
• Deeper exploration : Invitez les élèves à comparer deux études de cas : la résistance aux antibiotiques et la phalène du bouleau. Demandez-leur d’identifier les points communs et les différences dans les mécanismes de sélection.

Vocabulaire clé

Sélection naturelle	Processus par lequel les individus les mieux adaptés à leur environnement survivent et se reproduisent davantage, transmettant ainsi leurs caractères avantageux à leur descendance.
Pression environnementale	Facteur de l'environnement (ex: prédateurs, climat, maladies, disponibilité de nourriture) qui influence la survie et la reproduction des organismes.
Adaptation	Caractère héritable qui augmente la capacité d'un organisme à survivre et à se reproduire dans un environnement donné.
Fréquence allélique	Proportion d'un allèle donné parmi tous les allèles d'un gène dans une population.
Phénotype	Ensemble des caractères observables d'un individu, résultant de l'expression de son génotype et de l'influence de l'environnement.