Activités

Etablir des relations de parenté à partir de données morpho-anatomiques.

Usage individuel

Utilisation d’un didacticiel

Les relations de parenté avec Phylogène
1/ Titre de l’activité: établir des relations de parenté à partir de données morpho-anatomiques.
 2/ Niveau : Terminale S – Enseignement Obligatoire
3/ Programme
Parenté entre êtres vivants actuels et fossiles – Phylogenèse - Evolution
Chapitre 1 : Des parentés au sein des vertébrés
II. Recherche des liens de parenté entre les vertébrés
Quelles sont les relations phylogénétiques entre les vertébrés ?
B. Les principes d’établissement d’un arbre phylogénétique
1. A partir de données morpho-anatomiques et embryologiques
4/ Durée de la séquence : 1h30

5/ Connaissances construites:

Lorsque l’on construit un arbre phylogénétique à partir de caractères morpho-anatomiques ou embryologiques, on établit au préalable une matrice taxons/caractères. On ne peut comparer que des caractères homologues. On établira des relations de parenté sur la base du partage des états évolués des caractères (ou homologies). Le cladogramme qui sera considéré comme valable (le plus probable) est celui qui sera le plus parcimonieux.

6/ Capacités mises en œuvre

• Capacités scientifiques : établir des relations de parenté entre les vertébrés actuels à partir de données anatomiques, morphologiques, embryologiques et les représenter sous la forme d’un arbre phylogénétique.

• Capacités du B2i lycée
Domaine 3 : créer, produire, traiter, exploiter des données
Je sais créer et modifier un document numérique composite transportable et publiable. utilisation d’une chaîne EXAO.

 7/ Conditions matérielles
En TP, un binôme par poste informatique
- ordinateur avec Phylogène à télécharger sur le site de l’INRP avec mises à jour
http ://www.inrp.fr/Acces/biotic/evolut/phylogene/accueil.htm
- fiche d’utilisation du logiciel.

 8/ Descriptif

o Le travail de l’élève
avant la séance: Au cours des séances précédentes, l'élève a appris à lire des arbres phylogénétiques.

• pendant la séance

L’élève doit choisir des taxons, établir un lien de parenté entre eux et choisir l’arbre illustrant le mieux la parenté établie.
Il sélectionne l’ensemble des taxons sur les lesquels on veut travailler.
Il compare certaines données relatives à ces êtres vivants pour dégager des critères pertinents de comparaison.
Il construit la matrice taxons / caractères.
Il fait évoluer l’arbre phylogénétique proposé par le logiciel afin d’établir des liens de parenté entre les taxons choisis.
Il réalise dans un premier temps un travail sur un exemple simple, afin de découvrir les fonctionnalités du logiciel et les principes d’établissement d’un arbre phylogénétique.
Après avoir sélectionné les vertébrés et les caractères pertinents de comparaison choisis pour cette activité (pour les taxons choisis, ils présentent au moins 2 états différents, ils ont une valeur évolutive), il complète le tableau en précisant pour chaque taxon l’état du caractère parmi ceux qui sont proposés en s’aidant de l’image qui s’affiche et qui rappelle les données morpho-anatomiques nécessaires. Il vérifie ses réponses et les corrige si nécessaire.
Il transforme ensuite l’arbre proposé en fonction des caractères choisis : en cliquant dans le tableau sur un des caractères, ses différents états s’affichent en couleurs différentes (l’arbre est valable si chaque branche peut être justifiée par l’apparition d’une ou plusieurs nouveauté(s) évolutive(s)). Il recopie enfin l’arbre obtenu en y plaçant l’acquisition des états dérivés des caractères considérés.

 
Dans un second temps, il réalise un travail sur une matrice plus importante, afin de mettre en œuvre ces principes.
L’élève travaille ensuite sur un ensemble de taxons plus important et plus diversifié.
Il établit la matrice taxons / caractères en choisissant 4 caractères parmi une liste des caractères dits "à valeur évolutive" utilisables, et réalise l’arbre phylogénétique.
Après avoir recopié la matrice et l’arbre (avec les légendes), il définit et commente les groupes monophylétiques obtenus.

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Mise en commun et bilan
A la fin de la séance, plusieurs binômes (ayant travaillé avec des caractères différents) présentent leurs résultats (au vidéoprojecteur). Après discussion l’arbre le plus parcimonieux est imprimé et chacun peut ensuite procéder à son exploitation.

o Après la séance
Les élèves utilisent le document, pour en déduire les relations de parenté entre ces êtres vivants. Ce même logiciel peut être utilisé dans le cadre de l’épreuve d’évaluation des capacités expérimentales.

9/ Apport de l’informatique

• Mesures quantitatives (sous forme graphique) impossibles ou difficiles sans les capteurs EXAO.
• Précision, rapidité et donc multiplication possible des mesures en modifiant les paramètres.