Une introduction à la sélection naturelle

Une femelle girafe marche vers un arbre dont les feuilles sont tout juste hors de portée. Elle lève sa tête et étire son long cou pour atteindre de justesse les feuilles. Alors qu’elle mange de plus en plus les feuilles des grands arbres, son cou semble s’être allongé un peu.  Cette girafe est enceinte d’un bébé girafe. Lorsque le bébé aura atteint sa grandeur adulte, aurait-il un plus long cou puisque sa mère allongeait autant le sein?

Phalène du bouleau pâle et foncée (Biston betularia).

Imaginons une scène différente. Pense à une forêt remplie d’arbres aux l’écorces de couleur pâle. La pollution de l’air de cette région s’aggrave au fil du temps et la couleur des arbres commence à changer pour devenir plus foncée. Soudainement, les papillons nocturnes pâles qui étaient précédemment camouflés sont maintenant facilement repérés par les oiseaux. Est-ce que les papillons nocturnes pâles seront toujours commun dans la génération suivante?

Ces exemples se concentrent tous sur les mêmes questions : Comment un caractère est-il transmis à la descendance d’un organisme vivant et comment se propage-t-il dans une population?

Cette semaine, tu discuteras avec ta classe de certains concepts et idées concernant la sélection naturelle, joueras à un jeu basé sur la sélection et iras faire un voyage dans le temps pour voir comment les scientifiques ont découvert comment un caractère est transmis des parents à leur progéniture.

Ce dont tu as besoin

• Présentation PowerPoint (ton enseignant l’aura)
• Un quiz de pré-leçon
• Un quiz pour après la leçon
• Une feuille de travail pour la leçon en classe
• Un crayon ou stylo

Si tu fais aussi l’activité du riz, tu auras également besoin de :

• Morceaux d’écorces pâles et foncés (ou du papier de construction pâle et foncé que tu froisseras)
• Un petit sac de riz sauvage
• Un petit sac vide
• Des petites pinces
• Un chronomètre ou une minuterie

Si tu fais aussi l’activité de chasse aux papillons de nuit, tu auras également besoin de :

• Accéder à un ordinateur

Avant de commencer

La première chose que tu devrais faire est de répondre à toutes les questions du quiz de pré-leçon.  Ne t’inquiète pas, ce quiz ne compte pas ! Assure-toi que ton nom soit écrit sur le quiz et remets-le à ton enseignant.

Procédure

DÉBUTE : Exemple de la girafe

1. Regarde et écoute attentivement les photos et la présentation de ton enseignant.  Suis la présentation en pensant aux photos et aux questions, puis discutes-en avec les camarades de classe.

2. Après que ta classe et toi ayez fini de discuter des caractères de la girafe et de comment ils se sont développés, discutez de cette situation hypothétique :

Imagine deux paires de girafes : une paire avec un mâle et une femelle qui se nourrissent uniquement avec les feuilles hautes des grands arbres, et une paire qui se nourrit uniquement des feuilles des branches basses.

3. Écoute le reste de la présentation de ton enseignant. Ensuite, choisis l’une des questions suivantes et écris la question et la réponse sur ta feuille de travail. Ce travail est individuel.

• Comment est-ce que les girafes ont développé un si long cou?
• Est-ce que les bébés girafes seront similaires ou différents de leurs parents? Pourquoi?
• Comment est-ce que les caractères, comme un long cou, sont transmis des parents à leur descendance?

4. Discutez de vos réponses en groupe et explorez comment ces idées peuvent aussi s’appliquer aux oiseaux ayant des becs de différentes grosseurs.

EXPLORE : Simulation information OU Activité du riz

Si la simulation informatique est utilisée, suis ces instructions :

Clique pour jouer le jeu de La phalène du bouleau.

5. Débute le jeu et clique sur l’image d’oiseau (au milieu en bas) pour amorcer la sélection vue « à vol d’oiseau ». Lis les instructions et joue une partie du jeu dans la forêt claire. Note tes résultats sur la feuille de travail pour la leçon

6. Débute une autre partie, mais cette fois dans une forêt sombre, en cliquant à nouveau sur l’image d’oiseau. Note tes résultats sur la feuille de travail pour la leçon.

7. Après avoir joué dans les forêts claires et sombres, clique sur l’image d’usine (au milieu en haut) pour en apprendre plus sur le contexte entourant le jeu auquel tu viens de jouer.

8. Clique sur les papillons de nuit noirs et blancs (en haut à droite) pour découvrir une explication sur les expériences du Dr. Kettlewell. Lis les explications de ces expériences et prédictions.

9. Passe au numéro 13.

Si tu fais l’activité du riz, suis ces instructions :

  

5. Les enseignants vont désigner des groupes de 2 ou 3 élèves. Chaque groupe recevra un morceau d’écorce foncée (ou de papier construction) pâle, une paire de pince et un sac de riz sauvage. Assure-toi de froisser et ensuite de lisser le papier construction.

6. L’élève #1 préparera l’activité en comptant 15 grains de riz blancs et 15 grains de riz foncés avant de les étaler sur le papier construction froissé.

7. L’élève #2 s’occupera du chronomètre lors de la chasse au riz. L’élève #3 aura les pinces et devra être prêt à « chasser » les grains de riz à l’aide des pinces durant des intervalles de 10 secondes. Assure-toi de ne prendre qu’un grain de riz à la fois. Recueilles les grains de riz capturés dans le sac vide.

8. Récupère les grains de riz restant sur le papier construction et compte combien il y a de grains de riz pâles et foncés. Note ceci à l’endroit approprié dans la ligne pour la Génération 1.

9. Il est temps pour le riz de se reproduire! Compte le même nombre de chaque couleur de riz dans les sacs pleins et ajoute-les à la population.

10. Répète les étapes 6 à 8 pour trois générations. Lorsque tu auras fini et que tu auras noté les changements dans la population, calcule le pourcentage de chacune des couleurs de riz qui est présent dans la population entière. Souviens-toi que tu as commencé avec 50% de chacun des deux couleurs.

11. Répète les étapes 4-9 sur une feuille de papier construction foncée.

12. Lorsque tu as complété l’activité, utilise les pourcentages pour déterminer ce qui s’est produit avec la population. Réponds à la question suivant sur la feuille de travail : Quelle couleur de riz est devenue plus commune sur chacune des couleurs de fond? Pourquoi?

EXPLIQUE

13. Avec toute ta classe, discute de l’activité que tu viens de compléter (soit la simulation sur l’ordinateur ou bien l’activité du riz). Quels changements as-tu observé dans ta population? Pourquoi est-ce arrivé?

14. Discute ce qui arriverait si nous aidions le riz à mieux se fondre à son environnement en le colorant. Dans la nature, est-ce que ceci causerait aussi la descendance du riz à changer de couleur?

15. Discute les idées de Lamarck et Darwin. Laquelle de ces deux théories est à l’origine de l’apparition des adaptations?

16. Pense aux espèces dans leur ensemble.  Si aucune forme foncée n’avait existé dans cette espèce, qu’aurait-il pu se produire? Si plus de changements s’étaient produits dans une des populations de ces papillons de nuit, pourraient-ils acquérir assez de nouveaux caractères pour être considérés comme une nouvelle espèce?

17. Écoute ton enseignant présenter l’expérience de Weismann qui porte sur les queues de souris. Que penses-tu apprendre de cette expérience?

18. Participe à la discussion sur les adaptations pour chacune des questions suivantes :

• Comment est-ce qu’un caractère peut bénéficier à un individuel?
• Que signifie la « sélection de survie »?
• Comment commence une adaptation?
• Comment un caractère se propage-t-il au sein d’un population?
• Quels facteurs peuvent expliquer que certains animaux survivent alors que d’autres meurent?

ÉLABORE

19. Avec tes camarades de classe et avec l’aide de ton enseignant, définis les termes suivants :

• Valeur sélective
• Adaptation
• Sélection naturelle
• Héritabilité
• Mutation

20. Lis La phalène du bouleau: Une survivante chevronnée.

21. Discute comment les idées que tu as apprises s’appliquent à certains des exemples suivants d’adaptation : les pieds d’oiseaux, les cactus, les insectes et la résistance aux pesticides.

22. Essaie de penser aux adaptations humaines et à comment elles augmentent notre succès reproducteur sans le contexte de notre habitat.

ÉVALUE

23. Complète le quiz à faire après la leçon. Assure-toi que tu as remis à ton enseignant les quiz que tu as complété avant et après la leçon.

Lorsque cette activité a été conçue, Robin Greene, Karla Moeller et Megan Rowton étaient tous des étudiants de deuxième cycle à l’école des sciences de la vie de l’Arizona State University. Ils ont conçu cette activité pour un cours d’éducation scientifique.

Images supplémentaires via Wikimedia Commons. Image de girafe qui mange par Muhammad Mahdi Karim. Images de phalènes du bouleau pâles et foncées par Martinowksy sur le site WIkipédia néerlandais. Image de riz sauvage par Earth100.