Les mécanismes de l'évolution : introduction

L’évolution repose sur des mécanismes abstraits et contre-intuitifs. Les élèves retiennent mieux en manipulant des exemples concrets et en vivant les processus par le jeu, l’observation et la discussion. Ces activités transforment des concepts complexes en expériences tangibles, ce qui solidifie leur compréhension.

• Seconde
• SVT Seconde : Comprendre le Vivant et son Environnement
• 4 activités
• 25 min–50 min

Objectifs d’apprentissage

1. Expliquer les mécanismes de la variation au sein d'une population à l'aide d'exemples concrets.
2. Distinguer l'hérédité de la variation en identifiant les traits transmissibles et non transmissibles.
3. Analyser comment la sélection naturelle favorise certains traits dans un environnement donné.
4. Comparer les observations de Darwin sur les pinsons des Galápagos avec les principes fondamentaux de l'évolution par sélection naturelle.

Cercle de recherche

⏱ 45 min·Petits groupes

Jeu de plateau : La survie des pinsons

Avec différents outils (pinces, cuillères, baguettes) simulant des becs, les élèves ramassent des graines de tailles variées. Les 'oiseaux' qui ramassent le moins meurent, les autres se reproduisent en transmettant leur type de bec. Sur 5 générations, les élèves tracent l'évolution de la fréquence des types de becs.

Préparation et détails

Expliquez les principes fondamentaux de la théorie de l'évolution par sélection naturelle.

Conseil de facilitation: Pendant le jeu de plateau 'La survie des pinsons', circulez entre les groupes pour écouter leurs arguments et relancez avec des questions comme : 'Quelle variante favorise la survie cette fois ?' pour ancrer la discussion dans les données du plateau.

Setup: Groupes en îlots avec accès aux ressources documentaires

Materials: Corpus de documents sources, Fiche de suivi du cycle de recherche, Protocole de formulation de questions, Canevas de présentation des résultats

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Autogestion
• Conscience de soi

Cercle de recherche

⏱ 40 min·Binômes

Analyse de documents : Les phalènes du bouleau

Les élèves analysent les données historiques sur les phalènes claires et sombres en Angleterre avant, pendant et après la révolution industrielle. Ils doivent relier la fréquence de chaque forme à la couleur des troncs d'arbres et à la prédation pour reconstruire le mécanisme de sélection naturelle.

Préparation et détails

Distinguez les concepts de variation et d'hérédité dans le contexte évolutif.

Setup: Groupes en îlots avec accès aux ressources documentaires

Materials: Corpus de documents sources, Fiche de suivi du cycle de recherche, Protocole de formulation de questions, Canevas de présentation des résultats

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Autogestion
• Conscience de soi

Penser-Partager-Présenter

⏱ 25 min·Binômes

Penser-Partager-Présenter: La girafe a-t-elle allongé son cou ?

Les élèves confrontent l'explication lamarckienne (la girafe étire son cou et transmet cette modification) et l'explication darwinienne (les girafes au cou plus long accèdent à plus de nourriture et se reproduisent davantage). En binôme, ils identifient les failles de l'explication lamarckienne.

Préparation et détails

Analysez comment les observations de Darwin ont mené à sa théorie de l'évolution.

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

Cercle de recherche

⏱ 50 min·Petits groupes

Collaborative Problem Solving : La résistance aux antibiotiques

Les groupes reçoivent des données sur l'apparition de bactéries résistantes dans un hôpital. Ils doivent expliquer, en utilisant les concepts de variation et de sélection, comment l'usage massif d'antibiotiques favorise les souches résistantes. Ils proposent ensuite des solutions pour limiter ce phénomène.

Préparation et détails

Expliquez les principes fondamentaux de la théorie de l'évolution par sélection naturelle.

Setup: Groupes en îlots avec accès aux ressources documentaires

Materials: Corpus de documents sources, Fiche de suivi du cycle de recherche, Protocole de formulation de questions, Canevas de présentation des résultats

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Autogestion
• Conscience de soi

Enseigner ce sujet

Commencez par des exemples proches des élèves (bactéries, phalènes) avant d’aborder Darwin et les Galápagos. Évitez de présenter l’évolution comme un récit linéaire. Privilégiez la modélisation concrète et répétée des trois piliers pour ancrer les concepts. La recherche montre que les élèves comprennent mieux la sélection naturelle quand ils expérimentent ses effets sur des populations limitées et observables.

À quoi s’attendre

Les élèves pourront expliquer les trois piliers de l’évolution avec des exemples précis, distinguer la variation individuelle de l’évolution d’une population et identifier des cas contemporains de sélection naturelle. Leur participation active et leurs échanges en groupe montreront une maîtrise progressive des mécanismes.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

Pendant le jeu de plateau 'La survie des pinsons', certains élèves pourraient croire que les pinsons 'choisissent' de s’adapter. Intervenez en demandant : 'Quel oiseau a survécu cette manche ? Pourquoi, selon vous ? Montrez-moi la variante sur le plateau.'

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant le jeu de plateau 'La survie des pinsons', recentrez les élèves sur le tri des variantes existantes en leur demandant de pointer du doigt les pinsons survivants et d’expliquer en quoi leur bec ou leur taille était favorable. Soulignez que ce n’est pas un choix, mais un effet de l’environnement sur des traits déjà présents.

Idée reçue courante

Pendant l’analyse des documents sur les phalènes du bouleau, certains pourraient penser que les papillons deviennent plus foncés au fil de leur vie. Interrogez : 'Regardez la couleur des adultes sur ces images. Comment cette variation est-elle transmise d’une génération à l’autre ?'

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant l’analyse des documents sur les phalènes du bouleau, utilisez le schéma de transmission des couleurs pour montrer que la couleur est déterminée par les gènes. Demandez aux élèves de tracer un lien entre la fréquence des phalènes foncées avant et après la révolution industrielle.

Idée reçue courante

Pendant la résolution collaborative du problème de la résistance aux antibiotiques, certains pourraient croire que les bactéries 's’adaptent' activement. Relancez en demandant : 'Si une bactérie résistante apparaît par hasard, comment sa fréquence augmente-t-elle dans la population ?' en pointant du doigt le graphique de croissance.

Idées d'évaluation

Vérification rapide

Après l’activité 'Think-Pair-Share : La girafe a-t-elle allongé son cou ?', montrez une image de girafes de différentes tailles. Demandez aux élèves d’identifier la variation, d’expliquer le rôle de l’hérédité et de décrire comment la sélection naturelle agirait sur cette population en 2-3 phrases.

Question de discussion

Pendant l’activité 'Think-Pair-Share : La girafe a-t-elle allongé son cou ?', posez la question : 'Si un individu ne peut pas évoluer, comment une population entière peut-elle changer au fil du temps ?' Circulez pour écouter les échanges et notez les élèves qui utilisent correctement les termes variation, hérédité et sélection naturelle.

Billet de sortie

Après l’activité 'Jeu de plateau : La survie des pinsons', demandez aux élèves d’écrire sur un post-it un exemple de variation observée chez les pinsons et d’expliquer brièvement comment cette variation pourrait être favorisée par la sélection naturelle dans un environnement sec. Collectez les post-its pour vérifier la compréhension des mécanismes.

Extensions et étayage

• Challenge : Proposez aux élèves de créer un scénario fictif où une population d’oiseaux évolue en 10 générations, en justifiant chaque étape avec des données de variation, hérédité et sélection.
• Scaffolding : Pour les élèves en difficulté, fournissez une grille à compléter pendant le jeu de plateau avec des colonnes 'Variante', 'Avantage' et 'Conséquence sur la population'.
• Deeper exploration : Invitez les élèves à comparer les mécanismes de l’évolution chez les pinsons des Galápagos et les phalènes du bouleau, en identifiant les points communs et les différences dans les processus de sélection.

Vocabulaire clé

Variation	Différences observables entre les individus d'une même espèce, qui peuvent concerner des caractères physiques ou comportementaux.
Hérédité	Capacité des organismes à transmettre des caractères de génération en génération à leur descendance, principalement par l'intermédiaire des gènes.
Sélection naturelle	Processus par lequel les individus les mieux adaptés à leur environnement ont plus de chances de survivre et de se reproduire, transmettant ainsi leurs traits favorables.
Adaptation	Caractère héritable qui augmente la capacité d'un organisme à survivre et à se reproduire dans son environnement spécifique.