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Programme officiel - Commentaires
personnels - Instructions officielles
relatives au programme (appelées document
d'accompagnement).
les modules barrés correspondent aux
aménagements (parfois qualifiés d'allégements...
il suffit de regarder leur volume pour douter de la validité
de cette appellation) de programme du 29/10/98 puis du
17/02/99...!!!
Cette partie est significative à bien des égards sur les motivations de ceux qui élaborent les programmes : l'allongement inacceptable des commentaires révèle plus le souci de préciser le dogme que de limiter l'étendue du thème à traiter. La petite locution "n'est pas exigible" cache souvent un refus d'accepter la liberté dont doit jouir tout pédagogue. Si une question ne peut pas être traitée librement par des collègues il vaut mieux, à mon sens, la retirer du programme. Pourquoi ne pas laisser chacun libre de présenter l'évolution à son goût ? L'évolution n'est pas une question close, c'est d'accord, mais justement, toutes les précisions des commentaires, en enfermant la question, empêchent toute réflexion scientifique. Enseigner l'évolution sans citer une seule fois ses théories est une gageure... ne pas citer le nom de Darwin une seule fois alors que tout le programme est darwinien est une mascarade ridicule. Laissez donc les collègues enseigner les différentes théories. Quelqu'un aurait-il peur ? Mais bien sûr, dans ce cas, cela impliquerait de proposer des sujets de baccalauréat qui soient vraiment des analyses de documents scientifiques et non de simples restitutions de dogmes mal maîtrisées.
(Durée conseillée: dix semaines)
La terre et sa biosphère sont le résultat d'une
longue histoire commune, durant laquelle les interactions entre les
différentes enveloppes de la planète et les êtres
vivants ont été nombreuses. Cette partie de programme
mobilise les connaissances acquises tant en sciences de la terre
qu'en sciences de la vie, dans les classes précédentes,
et, pour les sciences de la vie, en Terminale. Elle vise à
faire percevoir ces interactions. En initiant aux mécanismes,
encore largement hypothétiques, de l'évolution
biologique, elle aide à comprendre la dynamique de la
biodiversité. Elle permet un contact, développé
en enseignement de spécialité, avec quelques
méthodes de la géologie historique.
Ainsi se justifie l'étude des premières étapes
de l'évolution de la terre, située par rapport à
celle du système solaire: elles ont permis l'apparition de la
vie, son développement influençant et étant
influencé par les modifications de l'atmosphère
liées à celles de la terre profonde et à
l'appartenance de la terre au système solaire.
L'analyse, nécessairement limitée, de quelques aspects
de l'histoire géologique, puis celle des changements
intervenus lors d'une des crises du monde vivant (la " crise "
crétacé-paléocène) mettent en place les
conditions et le cadre changeants de l'évolution, dont les
mécanismes sont alors envisagés.
Une étude de l'évolution humaine, brièvement
abordée en enseignement commun, approfondie, sur la base
d'activités pratiques, en enseignement de
spécialité, intéressante en elle-même,
l'est aussi en ce qu'elle illustre les interactions entre
évolution biologique et environnement.
L'étude du premier point de la partie
V du programme s'appuie sur les acquis des classes
antérieures: "Singularités de la planète Terre"
et "Mouvements de la lithosphère et énergie interne",
étudiés respectivement en classes de seconde et de
première S. De plus, on y utilise les acquis d'autres
disciplines, Physique-Chimie en particulier. La naissance de la
planète Terre est d'abord rapidement replacée dans
l'histoire, encore hypothétique, de la formation de l'Univers.
Après la présentation de sa différenciation en
enveloppes concentriques, et après celle de la formation de
son atmosphère, on montre qu'étaient alors
réunies des conditions physico-chimiques pouvant expliquer
l'apparition des premières formes de vie dans
l'hydrosphère. L'étude des interactions entre les
différentes enveloppes de la planète et les êtres
vivants - entre monde minéral et monde vivant - permet de
souligner deux étapes déterminantes pour
l'évolution de la planète : l'acquisition de la
photosynthèse - donc la production de dioxygène - et la
formation de la couche d'ozone. Enfin, on explique comment, au cours
du temps, la dynamique lithosphérique a entraîné
la modification des biotopes - donc la répartition des
êtres vivants en rassemblant et séparant les continents
et, par voie de conséquence, en modifiant les conditions
climatiques de l'environnement. Ainsi sont b‚ties les notions
indispensables à la compréhension de certains aspects
de l'évolution abordés dans la suite du programme.
Au total, c'est donc une vision dynamique de l'histoire de la Terre
qu'il faut privilégier.
Dans le cadre des objectifs cognitifs propres à cette partie
du programme, il s'agit essentiellement de replacer les
phénomènes étudiés dans l'échelle
des temps géologiques. S'intéresser à l'histoire
de la Terre implique que toute explication s'accompagne de
l'établissement d'une chronologie absolue. C'est pourquoi
l'accent doit être mis sur les indicateurs qui permettent de
dater les objets et les événements géologiques.
C'est le cas, en particulier, des roches et des minéraux des
roches. Produits du temps puisqu'ils traduisent l'état de la
matière à un moment donné, dans des conditions
données, ce sont aussi des étapes transitoires de
l'évolution géologique puisqu'ils évoluent en
fonction des variations de ces conditions. Ils permettent donc de
jalonner le déroulement de cette évolution
géologique. C'est le cas aussi des éléments
radioactifs contenus dans certains minéraux des roches,
puisque le degré de désintégration est un
indicateur de l'âge de ces minéraux.
Le thème de l'enseignement de
spécialité "Les roches, produits et témoins du
temps" s'inscrit naturellement dans la continuité de cette
partie de l'enseignement obligatoire; toutefois, cette partie peut
être traitée indépendamment de celui-ci.
Les roches, et les minéraux qui les constituent, sont
présentés ici comme produits et témoins du
temps, en ce sens que :
par la sédimentation et la fossilisation, ils
témoignent notamment de la géodynarnique externe et de
l'histoire de la Vie
par le métamorphisme, ils gardent trace en particulier de la
dynamique des masses continentales, conséquence de la
géodynamique interne.
Enfin, la mesure de la vitesse des phénomènes qui les
affectent actuellement permet de légitimer l'évaluation
de la durée des événements géologiques.
La notion de temps, appréhendée gr‚ce à la
chronologie absolue en enseignement obligatoire, est ici
renforcée par l'apport des données de la chronologie
relative: la relation dans l'espace des objets géologiques, et
ceci à différentes échelles, permet d'ordonner
dans le temps des événements géologiques les uns
par rapport aux autres.
L'enseignement obligatoire comme l'enseignement de spécialité bénéficient de l'entraînement méthodologique effectué dans les classes antérieures, et le développent en renforçant tout particulièrement les aspects synthétiques. Chaque fois que cela est possible, observations et manipulations doivent être privilégiées à travers l'utilisation d'outils divers caractéristiques de la géologie (cartes, échantillons de roches, lames minces...). L'enseignement obligatoire sensibilise à quelques méthodes de la géologie historique. L'enseignement de spécialité les élargit et les approfondit. En enseignement de spécialité, les savoir-faire méthodologiques et techniques sont ainsi renforcés.
L'exploitation des données actuellement disponibles conduit
les astrophysiciens à la conception suivante : La formation de
notre univers remonte à 15 milliards d'années.
Une explosion initiale a été suivie d'une phase
d'expansion qui se poursuit actuellement.
L'univers, d'abord homogène, dense et très chaud, est
devenu hétérogène, avec : la formation des
éléments chimiques, atomes et molécules, la
naissance des étoiles et des planètes.
La radioactivité de certains éléments des
minéraux des roches permet de calculer leur âge
absolu (voir spécialité
: l'âge absolu ne peut pas être atteint, il s'agit
d'âge expérimental).
L'ensemble du système solaire, dont la terre, s'est
formé il y a environ 4,5 milliards d'années.
Constituée progressivement par accrétion, la terre
s'est différenciée en enveloppes concentriques selon la
densité de ses constituants.
Un dégazage de la planète, la condensation de l'eau,
donnent naissance à l'hydrosphère et à une
atmosphère dépourvue de dioxygène mais riche en
dioxyde de carbone.
Quelle qu'en soit l'origine (terrestre ou extra-terrestre), la terre
primitive était riche en molécules prébiotiques.
Le mécanisme du passage de ces molécules à la
cellule est encore très problématique.
L'apparition des premiers êtres vivants - probablement des
bactéries - attestée notamment par les roches
auxquelles ils ont donné naissance, a lieu dans
l'hydrosphère.
Le dioxyde de carbone atmosphérique est progressivement
fixé par les êtres vivants. La photosynthèse
apparaît et produit du dioxygène, d'abord fixé
dans les roches puis libéré dans l'atmosphère.
La composition de celle-ci est ainsi modifiée.
Une partie du dioxygène libéré forme de l'ozone,
constituant progressivement en haute atmosphère une couche qui
protège les êtres vivants des rayons ultraviolets
à courte longueur d'onde.
L'augmentation du taux atmosphérique de dioxygène
jusqu'au niveau actuel permet la respiration aérienne.
Une liaison étroite existe entre les premiers stades de
l'évolution des êtres vivants et les modifications de
l'atmosphère terrestre.
Les étapes supposées de
l'évolution de l'Univers jusqu'à la naissance de la
planète Terre sont retracées succinctement, sous la
forme d'un exposé argumenté et illustré.
L'objectif n'est pas la connaissance détaillée des
mécanismes physico-chimiques en jeu lors de l'expansion de
l'univers et au cours des diverses phases de l'activité
stellaire. Il est seulement de faire saisir que l'Univers
évolue et que la formation du système solaire - donc
celle de la planète Terre - s'intègre dans cette
évolution et ne peut se comprendre que par rapport aux
événements passés de l'histoire de l'Univers.
S'agissant d'une introduction, aucune connaissance relative
à cette partie du programme ne peut faire l'objet d'une
question à l'examen. Cette
clause n'a pas été respectée dans les sujets de
bac !!!!
Le programme de la classe de seconde a
permis de mettre en évidence quelques originalités de
la planète Terre, dont la présence d'eau liquide et
d'une biosphère diversifiée. En classes de
quatrième et de première S, on a établi
l'organisation interne de la géosphère. En classe de
terminale S, on explique comment la géosphère
homogène formée par gravité à partir des
molécules de l'espace interstellaire s'est
différenciée en enveloppes concentriques, en fonction
des différences de densité, comment se sont
formées atmosphère et hydrosphère et comment,
à partir des mêmes molécules, ont pu
s'élaborer dans l'hydrosphère primitive puis se
diversifier des êtres vivants, en interdépendance avec
leur environnement. Une chronologie simplifiée des
étapes de l'histoire de la Terre est construite
progressivement, dans laquelle sont repérés et
datés les phénomènes majeurs.
Dans ce contexte, l'étude de la radioactivité est
réduite aux seuls éléments nécessaires
à la compréhension du principe de son utilisation en
tant qu'outil de datation absolue, pour chaque étape de
l'évolution géologique et biologique. On s'appuie sur
l'étude d'un exemple de transformation d'un atome radioactif
en un autre atome en faisant appel aux acquis de physique, on doit
faire comprendre que l'évolution de la valeur du rapport de
leurs concentrations constitue une horloge. Aucune
détermination de l'‚ge d'une formation géologique
par l'utilisation d'une formule mathématique ou par celle de
courbes isochrones n'est demandée.
On indique que, dès les 100 premiers millions d'années,
le dégazage de la planète l'aurait entourée
d'une atmosphère réductrice fixée par la
gravité, dépourvue de dioxygène et riche en
dioxyde de carbone. La démonstration et la datation plus
précises de ces phénomènes ne sont pas au
programme. Enfin, on relie la condensation de la vapeur d'eau au
refroidissement de la planète - sans qu'il soit fait mention
des notions de température et pression critiques - en
insistant sur la durée du phénomène et sur son
ampleur aboutissant à la formation de l'eau des océans
La singularité que représente la présence d'eau
liquide est mise en relief. On souligne ce que cette présence
a eu de déterminant pour l'évolution de la Terre et de
la Vie, en rappelant les relations
géosphère-atmosphère déjà
étudiées en première S.
C'est dans ce cadre géologique qu'est située
l'étude chronologique de l'apparition et de la diversification
de la biosphère. A toutes les étapes majeures qui
jalonnent l'évolution de la Vie, on s'appuie sur les marqueurs
géologiques de cette évolution, traces de la
présence ou de l'activité des êtres vivants dont
celles de Bactéries, premières apparues:
stromatolithes, fer rubané, couches rouges.
En évitant les spéculations sur l'origine des
premières molécules semblables à celles de la
Vie, on indique leur présence en dehors du système
Terre (dans les météorites, les gaz des
nébuleuses). Les expériences de Miller servent à
montrer qu'il est possible d'obtenir de telles molécules
prébiotiques par synthèse abiotique en partant de
molécules simples (CH4, NH3, H2, H2O) et en utilisant des
sources d'énergie non exceptionnelles (décharges
électriques, UV). La comparaison entre les idées
actuelles relatives à la composition de l'atmosphère
primitive issue du dégazage de la planète et les
interprétations des expériences de Miller et d'Oparine
est commentée.
Le caractère hypothétique du passage, fondamental pour
l'organisation de la vie, des molécules prébiotiques
(en s'en tenant aux molécules étudiées en
lère S) aux premières cellules est indiqué, mais
la connaissance des diverses hypothèses est hors
programme.
Dans ce qui suit, on fait constamment la liaison entre
l'évolution des êtres vivants et celle de
l'atmosphère : l'activité des êtres vivants
entraîne l'évolution de l'atmosphère qui,
à son tour, induit l'évolution des êtres vivants.
L'accent est mis :
sur l'aspect capital de l'apparition de la photosynthèse, de
la libération du dioxygène pour la diversification du
vivant, le fonctionnement du cycle de la matière et sur le
plan énergétique ;
sur le passage du dioxygène dans l'atmosphère, qui de
réductrice devient oxydante ;
sur l'aspect capital de la formation, à partir du
dioxygène, de la couche d'ozone stratosphérique,
écran vis-à-vis des UV ;
sur la capture du CO2 par les êtres vivants et son stockage
dans les roches carbonatées, contribuant à
conférer à l'atmosphère terrestre sa composition
définitive et limitant l'effet de serre, autorisant ainsi la
présence de l'eau sous ses trois états.
On se contente de signaler que seules certaines formes végétales et animales ont réalisé la sortie des eaux, sans doute parce qu'elles avaient acquis, de façon plus ou moins élaborée, des systèmes biologiques permettant la vie dans le milieu hostile que représente l'atmosphère. La relation avec l'expression du programme génétique étudiée en première S peut être faite à cette occasion. Les mécanismes explicatifs de la biodiversité relèvent du chapitre 3 de la partie V ("L'évolution de la Vie")
La dynamique des masses continentales.
Du fait de la dynamique du globe, les masses continentales ont
occupé des positions différentes au cours des temps
géologiques.
L'étude du paléomagnétisme, associée
à d'autres méthodes, permet d'établir leur
position à une époque donnée.
Les déplacements relatifs des continents, rassemblés ou
séparés, modifient les circulations océaniques
et atmosphériques, les climats, les biotopes et la
répartition des êtres vivants.
La notion de dynamique
lithosphérique a été abordée en classe de
quatrième. En classe de première S, son étude
était fondée sur des arguments concernant uniquement
les fonds océaniques. En classe de terminale S, c'est
gr‚ce à des données intéressant le domaine
continental que la notion est complétée et
renforcée.
L'un des objectifs de cette partie du programme est d'expliquer
comment, au cours du temps, la position des continents les uns par
rapport aux autres a évolué : l'histoire
géologique est ici celle du mouvement des masses
continentales, On doit montrer que c'est la convergence des
renseignements donnés par divers marqueurs qui permet de la
reconstituer :
paléomagnétisme des minéraux des roches
émises ou déposées sur les continents,
permettant de déterminer simplement la paléolatitude
par mesure de l'inclinaison du champ fossilisé. Les
connaissances acquises en première S sur le champ
magnétique terrestre et le paléomagnétisme sont
ici réinvesties, et on n'y ajoutera que celle de l'inclinaison
du champ magnétique terrestre, indispensable à la
compréhension de la détermination de la
paléolatitude,
anomalies magnétiques de part et d'autre des dorsales
océaniques, étudiées en première S et
rappelées ici, permettant d'évaluer
l'éloignement des continents les uns par rapport aux
autres,
traces de points chauds, permettant de reconstituer la trajectoire de
masses continentales,
données chronologiques relatives aux fossiles continentaux.
L'étude doit amener à
comprendre que l'histoire de la Terre depuis environ 2 milliards
d'années est une succession de rassemblements et de
fragmentations des masses continentales, déterminée par
la géodynamique interne, sans toutefois que soit attendue la
connaissance du cycle de Wilson ou la reconstitution et la datation
précises de l'un de ces événements. Aucune
connaissance sur la trajectoire des masses continentales issues de la
fragmentation des supercontinents n'est
demandée.
N.B. Cette partie ne pourra pas
faire l'objet de questions au baccalauréat 1996. Cependant, on
utilisera le moment venu, pour expliquer l'évolution, la
connaissance des mouvements des masses continentales acquise en
1ère S.
L'élève doit comprendre que, en dernier ressort, la
tectonique globale détermine la répartition des
êtres vivants, en provoquant :
la variation du nombre et de la diversité des biotopes
disponibles, lors du rassemblement et de la séparation des
masses continentales, que ce soit en milieu continental ou en milieu
marin ;
l'évolution des conditions climatiques, consécutive par
exemple aux changements de latitude des continents ou à la
réorganisation des circulations océaniques en fonction
de la direction de fragmentation des masses continentales.
L'étude des mécanismes supposés de
l'évolution et des modalités de la spéciation
relève du chapitre 3 de la partie V consacré à
l'évolution de la Vie. L'explication de la conséquence
sur le niveau de la mer du rassemblement ou de la séparation
des masses continentales n'est pas exigible.
Les déplacements relatifs des masses continentales
créent de nouvelles conditions thermodynamiques qui induisent
des déformations et la genèse de nouveaux
minéraux.
L'étude des fossiles stratigraphiques renseigne sur l'‚ge
des roches et sur la chronologie des phénomènes. Les
minéraux des roches reflètent les conditions
thermodynamiques qui ont présidé à leur
formation.
L'étude de la durée ou de la vitesse actuelle des
phénomènes permet d'appréhender la durée
des événements géologiques anciens.
Dans le droit fil de l'enseignement
obligatoire, l'enseignement de spécialité vise ici
à approfondir les méthodes d'investigation des aspects
liées au temps des phénomènes
géologiques, en utilisant les transformations des objets
géologiques et les relations spatiales entre ceux-ci,
observés à différentes échelles, sur
divers exemples. Les objets géologiques sont, de
préférence, choisis dans un même ensemble
géologique pour chacun des aspects abordés dans cette
étude. On s'appuie sur les connaissances acquises en
première S.
* Un aspect de l'étude concerne l'analyse de dispositions
géométriques des roches observées à
différentes échelles : superposition,
déformation, recoupement, inclusion.
A l'échelle macroscopique, on analyse les relations
géométriques mettant en jeu des objets
géologiques différents (dépôts
sédimentaires, coulées volcaniques, filons, plutons
avec leur auréole de métamorphisme, plis et failles,
discordances), avec comme objectif la recherche de la chronologie des
divers phénomènes mis en jeu.
La réalisation d'une coupe géologique n'est pas
exigible ; en revanche, l'analyse et l'exploitation d'une coupe, ceux
d'un document cartographique simple comportant des structures telles
que faille, anticlinal, synclinal, discordance, le sont.
A l'échelle microscopique, on analyse les relations
géométriques entre minéraux permettant
d'établir la succession de deux événements,
à partir de cas simples :
relations géométriques entre un minéral et une
schistosité (ex: minéral ante-schistosité,
post-schistosité) ;
relation entre deux minéraux successifs, le dernier se
développant aux dépens du premier (altération
d'un minéral, relation entre minéraux du
métamorphisme).
* Un autre aspect de l'étude fait
appel aux renseignements donnés par la
paléontologie.
Hormis la notion, nouvelle, de fossile stratigraphique, les
connaissances impliquées ont été acquises en
classes de quatrième et de première S. Elles sont
utilisées pour l'exploitation des données. Les fossiles
stratigraphiques et les associations de fossiles stratigraphiques
sont présentés comme des révélateurs et
des témoins des matériaux et des conditions
sédimentaires, et des outils de datation. Ainsi, les roches
qui les contiennent peuvent être utilisées pour des
reconstitutions chronologiques d'événements successifs.
La reconstitution d'une paléogéographie régionale n'est pas au programme.
* Un dernier aspect de l'étude est
envisagé : celui des successions de transformations
lièes à une évolution des conditions
thermodynamiques. Il s'agit d'appliquer, sur des exemples simples,
des acquis de première S : certains minéraux ou
associations minérales, par leur présence dans une
roche, leur apparition ou leur disparition dans une succession
lithologique, témoignent des conditions de Pression -
Température subis par les matériaux
géologiques.
Les exemples les plus démonstratifs, qui seront seuls
utilisés pour l'évaluation, concernent le
métamorphisme. On utilise les données acquises par
l'étude des relations géométriques.
L'élève doit pouvoir analyser et relier entre eux
divers documents illustrant les transformations
évoquées: cartes avec auréole de
métamorphisme de contact, cartes avec isogrades simples,
échantillons et lames minces, photographies
accompagnées éventuellement de dessins correspondants
(succession de minéraux, rapport
minéral-schistosité), et diagrammes d'équilibre
des minéraux dans le champ Pression - Température. Dans
ces diagrammes, l'aspect temporel est pris en compte
(déplacement des conditions de Pression - Température
au cours du temps, diagrammes PTt).
La reconstitution d'étapes successives de l'évolution
d'une roche permet d'appréhender quelques aspects de
l'histoire d'une partie de la lithosphère.
Les différents types de métamorphismes, les
évolutions des minéraux au sein des magmas, ne sont pas
au programme. Les connaissances impliquées concernant les
conséquences de la collision des continents dans leurs aspects
thermodynamiques sont celles de la classe de première S.
Le dernier paragraphe de cette partie du programme invite à
une réflexion plus générale sur le temps en
géologie.
L'étude des vitesses de phénomènes
géologiques actuels se déroulant dans le monde, ou de
leur durée dans le cas de phénomènes rapides et
mesurables à l'échelle humaine, peut s'appuyer sur tel
ou tel des exemples suivants: fonctionnement de grands
décrochements intra-continentaux, sédimentation,
soulèvement ou subsidence, voire ouverture
océanique.
L'application de ces vitesses (généralement
exprimées en cm/an ou en cm / 1000 ans) aux
phénomènes géologiques anciens permet, dans une
certaine mesure, d'évaluer la durée de ces derniers,
confrontée à l'échelle des temps
géologiques. Elle permet de souligner l'importance du temps en
géologie, de concilier l'apparente stabilité actuelle
de la planète avec les modifications considérables
intervenues au cours de son histoire.
Des variations dans la vitesse des phénomènes
géologiques sont mises à jour (ex: fonctionnement d'une
faille lors d'un séisme). On souligne ainsi la
nécessité de faire preuve d'esprit critique dans
l'application au passé des données actuelles. Cet
aspect important de la formation des élèves sera repris
lors de l'étude des causes de la crise
Crétacé-Paléocène.
(Exemple: la crise crétacé-paléocène, durée conseillée: deux à trois semaines.)
La crise Crétacé -
Paléocène a été choisie comme exemple
pour illustrer les relations entre modifications de la
biosphère et changements géologiques, bien qu'il ne
s'agisse pas de la crise la plus importante, parce qu'elle permet de
disposer d'indices nombreux et bien conservés, et parce
qu'elle a fait l'objet de travaux et de controverses dont
l'écho public peut être source d'intérêt de
la part des élèves.
Dans l'enseignement obligatoire, l'étude de cet exemple est
limité a ses aspects paléobiologiques. Elle permet,
à partir de l'analyse rigoureuse de documents, d'aborder de
manière critique la notion de crise: extinction massive et
brutale d'espèces, de groupes, suivie de radiations
évolutives, à opposer aux variations, aux disparitions
et apparitions qui ont lieu en permanence.
La présentation, à travers cette étude, de
changements qui ont affecté la biosphère, constitue une
préparation à l'étude de l'évolution de
la vie et de ses mécanismes.
La crise Crétacé-Paléocène étant
seule étudiée, son utilisation et celle d'autres crises
comme marqueurs de coupures géologiques est
présentée et discutée: les coupures
géologiques majeures ne sont pas toujours marquées par
des crises.
L'enseignement de spécialité, centré sur les
causes géologiques de la crise, appelle d'une part une
investigation sur des indices autres que paléobiologiques,
notamment ceux qui traduisent des modifications physico-chimiques
à la surface de la planète, et d'autre part, une
exploitation critique de ces indices en rapport avec les explications
proposées de la crise.
L'approfondissement porte ici sur les méthodes et techniques
du géologue (recours aux fossiles comme indicateurs de
faciès ou d'âge relatif, utilisation des isotopes
stables de l'oxygène et du carbone, de coupes et de cartes).
Il consiste en une réflexion sur l'application du principe
d'uniformitarisme, et, plus généralement, porte sur
l'établissement de relations entre les données, sur
l'exercice de l'esprit critique dans leur exploitation.
L'étude de ce sujet est particulièrement propre
à faire comprendre le caractère relatif et
révisable des explications scientifiques, à susciter,
loin d'un scepticisme stérile, une attitude positive de doute
raisonné.
Des espèces disparaissent, d'autres apparaissent en
permanence.
Des périodes de crises sont marquées par des
extinctions massives d'espèces et de groupes
systématiques, attestées par l'absence de fossiles
correspondant dans les strates plus jeunes. Ces crises sont
utilisées pour marquer des coupures dans les temps
géologiques.
La crise crétacé-paléocène est
marquée par la disparition totale, il y a 65 millions
d'années, des dinosaures, ammonites, de la majorité des
espèces du plancton marin. On a fait de cette crise la limite
entre les ères secondaire et tertiaire.
Certaines formes, familles, genres, espèces (insectes,
foraminifères, reptiles, poissons, mammifères, plantes
à fleurs...) survivent à la crise. Ils se diversifient
très rapidement dès le début du tertiaire
(apparition, par exemple, des premiers primates) en occupant à
nouveau toutes les niches écologiques.
La crise
Crétacé-Paléocène est située dans
le temps par son âge absolu, et par sa place dans
l'échelle des temps géologiques: seule est attendue la
connaissance des ères et de leur durée, et celle des
systèmes des ères Paléozoique,
Mésozoïque et Cénozoïque.
L'exploitation de documents géologiques divers, le plus
près possible du réel, sert pour établir les
changements biologiques, leur importance et leur extension, ainsi que
les permanences de faunes et de flores, à la limite
Mésozoique-Cénozoique, dans les milieux
pélagiques, benthiques et continentaux. Selon les
possibilités, on utilise : échantillons, carottes ou
logs de forages, coupes, cartes, relevés faunistiques et
floristiques, photographies. Cela implique le réinvestissement
de notions simples de pétrologie, des principes
élémentaires de la stratigraphie, des notions de
fossiles stratigraphiques et de faciès, acquis auparavant, qui
seront réutilisés en enseignement de
spécialité. Pour illustrer une technique, des documents
réels autres que ceux relatifs à la limite
Crétacé-Paléocène peuvent être
utilisés en travaux pratiques (par exemple, le lavage d'une
marne pour en extraire les microfossiles, l'observation de
ceux-ci).
Les conclusions sont soumises à la critique, les
difficultés soulignées: difficultés liées
aux limites de l'enregistrement sédimentaire, aux marges
d'erreur dans les datations, difficulté de réaliser des
corrélations à distance, de distinguer entre changement
banal et changement exceptionnel.
Quels que soient les exemples et documents utilisés, il est
attendu des élèves qu'ils puissent citer, parmi les
formes disparues, les Ammonites, les Dinosaures, des
Foraminifères, qu'ils soient capables de situer ces trois
groupes dans une classification des animaux limitée aux
principales classes, d'indiquer les caractéristiques
essentielles de leurs milieux et de leur mode de vie. Ils doivent
ainsi pouvoir diagnostiquer comme Ammonite ou Dinosaure un
représentant de chacun de ces deux groupes, d'après un
échantillon fossile ou une représentation. En revanche,
si des noms d'espèces figurent sur certains documents et sont
utilisés lors de travaux pratiques, aucune espèce n'est
à retenir, a fortiori à reconnaître. De
même, aucune liste n'est exigible en ce qui concerne les formes
qui survivent à la crise, et celles qui apparaissent à
la suite de celle-ci. Le développement et la diversification
des Mammifères au Tertiaire, en relation avec l'occupation des
niches écologiques libérées, et, en particulier
ceux des Primates, sont étudiées en tant que
phénomènes. Aucune connaissance systématique les
concernant n'est exigible.
Seule la crise Crétacé-Paléocène est au
programme, et seules les connaissances qui s'y rapportent sont
attendues. D'autres crises sont normalement citées pour
discuter leur association à la notion de coupure
géologique et la généralité des
changements de la biosphère, mais ni ces crises, ni les autres
critères utilisés pour définir une coupure ne
constituent des connaissances exigibles
Des modifications brutales des conditions physico-chimiques de la planète (climats, pluies acides, éclairement...) ont accompagné les disparitions et changements dans la faune et la flore, à la limite mésozoique-cénozoique. Les changements physico-chimiques et les changements biologiques sont attribués à des causes géologiques en discussion (impact d'un ou plusieurs astéroÔdes, volcanisme paroxystique...). Les arguments développés s'appuient sur des datations de roches, des observations et des études de fossiles et de microfossiles, d'affleurements, de minéraux, d'éléments chimiques, ainsi que sur le paléomagnétisme et la reconstitution du mouvement des plaques.
Les changements intervenus dans la
biosphère ont été établis dans l
'enseignement obligatoire. En enseignement de
spécialité, l'analyse critique du contexte et des
causes de ces changements s'appuie sur les connaissances acquises ou
renforcées précédemment dans l'enseignement
obligatoire, et dans l'enseignement de spécialité
("roches, produits et témoins du temps"), sans apport de
notions nouvelles.
Il s'agit d'abord de mettre les changements paléobiologiques
en rapport avec les modifications paléoclimatiques et
paléogéographiques survenues à la fin du
Crétacé : importante régression qui modifie de
nombreux biotopes, intensification possible de l'effet de serre,
éventuelles pluies acides.
L'analyse rigoureuse de documents, aussi proches que possible du
réel, en partie nouveaux par rapport à ceux
utilisés dans l'enseignement obligatoire, permet d'identifier
et d'exploiter des indices de ces changements: données
stratigraphiques, fossiles de faciès, concentrations en
isotopes stables (13C, 180).
Un deuxième aspect consiste en une réflexion critique
sur les causes qui auraient pu entraîner de telles
modifications, brutales et généralisées. Les
principales hypothèses avancées (cosmique,
planétaire) sont confrontées aux indices obtenus aux
différentes échelles, exploités par
référence à l'actuel. Dans cet esprit, l'analyse
de textes scientifiques est proposée.
Le degré de validité des informations utilisées
est discuté; aucune explication ne doit être
proposée de manière dogmatique, et n'a à
être tenue comme acquise. L'intérêt de cette
étude est de faire la part des diverses explications
proposées, de souligner les incertitudes et les limites de la
connaissance ; il réside moins dans les conclusions, qui
doivent être mesurées que dans les raisonnements
auxquels elle contribue à former les élèves. Pas
plus que ces conclusions, les données utilisées pour y
parvenir ne seront demandées pour elles-mêmes. Chaque
élève doit être capable en revanche d'exploiter
celles de ces données qui lui seront proposées en
utilisant les connaissances acquises. C'est sur la qualité du
raisonnement, l'application du principe d'uniformitarisme et la
discussion de ses limites, la compréhension du principe des
techniques utilisées et la capacité à exploiter
leurs résultats que porte l'évaluation.
(Durée conseillée: trois à quatre semaines).
L'étude des "aspects de l'histoire et
de l'évolution de la Terre (premier point de la partie V du
programme) a fixé le cadre géologique de l'apparition
de la Vie et a permis de corréler l'évolution de la
biosphère et celle de la géosphère. Dans un
deuxième point, on a montré que cette histoire commune
s'est déroulée de façon discontinue et qu'elle a
été jalonnée de crises marquées par
l'extinction de certains groupes, suivies par l'explosion
évolutive de certains autres.
On cherche maintenant à conforter l'idée de l'existence
même de l'évolution de la Vie, et on parvient à
une explication possible des mécanismes ayant permis cette
évolution, la diversification et la complexification des
êtres vivants.
Le constat de l'unité des êtres vivants fonde
l'idée de l'existence de leur parenté, le constat de
leurs diversités actuelle et passée celle
d'évolutions divergentes à partir d'un
hypothétique ancêtre commun. On montre comment des
arguments d'origines diverses concourent à
l'établissement de relations de parenté entre groupes
actuels et fossiles et permettent de les inscrire dans le temps. A
cette occasion l'apport de la génétique est
souligné ; la notion d'horloge moléculaire doit
être discutée.
L'explication des mécanismes s'appuie sur les connaissances
acquises dans la première partie du programme (unicité
génétique des individus et polymorphisme des
espèces), connaissances que l'on élargit ici. Dans ce
premier chapitre, on a établi l'existence d'un polymorphisme
génétique que les mutations peuvent produire, et
qu'amplifie le brassage génétique. La relation entre
phénotype et génotype est connue depuis la classe de
première S. C'est donc logiquement que l'on est amené
à rechercher l'origine de l'évolution des
caractères individuels dans celle des génomes. Tenter
d'expliquer la variation des caractères individuels, c'est
tenter d'expliquer comment les génomes ont pu changer, se
diversifier, se complexifier au cours du temps.
Les élèves doivent savoir que les génomes
peuvent changer et se diversifier : en effet, ils ont appris en
classe de première S, et revu dans la première partie
du programme, que différents types de mutations peuvent
affecter les gènes de structure et ainsi que, par voie de
conséquence, les phénotypes peuvent être
modifiés. L'idée de gène de développement
renforce les connaissances déjà acquises sur le
génome, et suggère une explication possible pour
l'apparition de nouveaux plans d'organisation.
La possibilité pour le génome de se complexifier est
une notion entièrement nouvelle en Terminale. L'existence de
familles multigéniques et la réassociation au hasard de
fragments de gènes - notion évoquée dans le
chapitre "Mécanismes de l'Immunité" - sont deux
témoins de cette complexification, et complètent les
connaissances des élèves en introduisant la notion de
plasticité du génome.
Des connaissances nouvelles limitées renforcent donc celles de
la première partie du programme, en particulier sur la
variabilité génétique donnant prise à la
pression sélective de certains facteurs de l'environnement,
dont on souligne le rôle prépondérant dans
l'évolution des patrimoines génétiques des
populations.
L'échelle stratigraphique, couplée avec les mesures
de radioactivité, permet de connaître le cadre temporel
de l'évolution de la vie.
Unité et diversité du monde vivant ; explication des
faits observés.
L'évolution est la seule explication scientifique qui rende
compte des constats: unité, diversité du monde vivant
et changements ayant eu lieu au cours des temps
géologiques.
L'évolution implique une filiation entre les espèces;
les espèces actuelles dérivent d'ancêtres communs
plus ou moins éloignés dans le temps; une origine
commune à toutes les espèces est hautement
probable.
Les élèves ont appris
précédemment comment il est possible d'établir
des phylogénies, que l'on pense à des mutations
touchant des gènes du développement pour expliquer des
modifications brutales et de grande ampleur, et que les conditions
écologiques font évoluer le patrimoine
génétique des populations Les connaissances
antérieures sur l'établissement des phylogénies,
sur l'importance des mutations, sur l'influence des conditions
écologiques dans l'évolution du patrimoine
génétique des populations, sont ici réinvesties
dans l'exemple de l'individualisation de la lignée humaine.
Cet exemple de spéciation est choisi, entre autres, parce
qu'il est naturel que l'Homme s'interroge sur lui-même, parce
qu'il s'agit d'un exemple accessible de relation entre
l'évolution biologique et l'environnement, sur lequel notre
espèce est la seule à pouvoir tenter d'exercer
consciemment un pouvoir, et parce qu'enfin cet exemple, d'un point de
vue géologique, permet une prise de contact avec le
Quaternaire et ses méthodes d'étude.
Dans l'enseignement obligatoire, les questions suivantes sont
posées :
Quels sont les critères d'appartenance à la
lignée humaine ?
Quand la lignée humaine a-t-elle émergé, et
comment peut-on évaluer le degré de parenté de
l'Homme et des singes anthropomorphes actuels ?
Selon quelles étapes, quelles modalités, les
caractéristiques de la lignée humaine ont-elles
été acquises?
Des arguments chromosomiques et moléculaires permettent
d'établir que l'Homme est plus étroitement
apparenté aux singes anthropomorphes qu'à tous les
êtres vivants, et d'envisager qu'il puisse posséder avec
le Chimpanzé un ancêtre commun que ne possèdent
pas les autres animaux. L'utilisation de la comparaison de l'Homme et
du Chimpanzé pour définir les critères
d'appartenance à la lignée humaine est ainsi
justifiée. Les connaissances sur les mécanismes de
l'évolution acquises dans la partie "Evolution de la vie"
permettent d'esquisser une explication des changements morphologiques
et anatomiques apparus lors de l'émergence de cette
lignée
Les changements de l'environnement ayant pu influer sur
l'évolution de la lignée humaine sont simplement
indiqués en enseignement obligatoire. Dans l'enseignement de
spécialité, la mobilisation des méthodes -
utilisation d'isotopes, lecture de cartes, exploitation de
données d'origines diverses - permettent des investigations
sur les paléoenvironnements de l'ère Quaternaire, mis
en rapport avec les hommes et leurs modes de vie.
Les acquis des classes de seconde et de première S, mais aussi
de l'enseignement obligatoire sur l'hominisation sont utilisés
pour l'analyse de documents illustrant le pouvoir de l'Homme moderne,
représentant actuel de la lignée humaine, de modifier -
de façon limitée - les conditions de son
environnement.
Des relations de parenté entre les êtres vivants
peuvent être proposées à partir de l'étude
de caractéristiques morphologiques, anatomiques et
embryologiques d'organismes actuels et fossiles.
La recherche des parentés s'appuie également sur des
comparaisons, au niveau moléculaire, de séquences de
gènes homologues ou de produits de l'expression de ces
gènes.
La prise en compte des résultats obtenus par ces
diverses méthodes contribue à établir des
phylogénies.
Le constat de l'unité et de la
diversité des êtres vivants n'est pas une
nouveauté pour les élèves. Déjà
abordée au collège, la notion de diversité
d'êtres vivants interdépendants peuplant
différents milieux aux caractéristiques variées
a été reprise en classe de seconde et alors
reliée à l'idée d'évolution. Elle ne
nécessite pas ici d'investigation nouvelle.
La notion de fossile stratigraphique est acquise.
L'échelonnement dans le temps de la diversification du vivant
doit être relié aux changements géologiques
étudiés précédemment. Il convient de
mettre en place, dans l'échelle des temps géologiques
du Cambrien à nos jours déjà utilisée,
les grandes étapes de l'histoire de la Vie pendant cette
période: passage à la vie aérienne
(déjà évoqué), apparition successive des
principaux groupes de Vertébrés, apparition des plantes
à fleurs.
La classification élémentaire des êtres vivants,
mise en place précédemment, est
réutilisée ici.
La notion d'unité du monde vivant - unité
d'organisation aux échelles cellulaire et moléculaire
et unité de fonctionnement découle - des programmes des
classes précédentes. L'ensemble de ces connaissances,
réactivées, permet de fonder l'idée de
l'existence d'une filiation entre les espèces et celle de la
grande probabilité d'une origine commune. De fait, c'est
l'idée même d'évolution comme explication des
constats qui est ainsi justifiée.
Les données étayant cette idée permettent
d'aboutir à l'établissement de phylogénies.
Elles concernent :
- d'une part la parenté entre espèces
différentes.
Les liens de parenté entre les êtres vivants
suggèrent qu'à partir d'un hypothétique
ancêtre commun pourraient s'être formés, au cours
du temps, tous les types d'organisation. C'est la notion d'homologie
- et ceci à différentes échelles - ainsi que sa
signification évolutive qui doit être mise en relief. On
souligne à ce propos l'intérêt que
représente, pour la comparaison des espèces
éloignées, l'utilisation de gènes n'ayant subi
que peu de modifications au cours du temps. La différence
entre homologie et analogie est explicitée et permet de
montrer que le simple constat d'une ressemblance ne suffit pas, et
que la concordance de données d'origines diverses est
nécessaire. Sont hors programme : le développement des
structures à partir du stade embryonnaire, les notions de
convergence et de coévolution.
- d'autre part, la parenté entre individus fossiles et actuels
appartenant au même groupe.
Un exemple non imposé, qui peut être (dans un souci
d'économie de temps) celui de la lignée humaine, permet
en faisant appel aux données comparées de la
paléontologie de situer l'évolution des
caractères dans le temps. Quel que soit l'exemple choisi,
représenter les relations phylogénétiques entre
groupes ou espèces pose le problème de la mise en place
de l'articulation entre rameaux évolutifs.
La construction d'un arbre phylogénétique à
partir de données moléculaires n'est exigible que dans
la mesure oł elle reflète la compréhension de la
signification évolutive de ces données. Cette
construction par la méthode de parcimonie est hors programme;
son esquisse par la méthode des distances est limitée
à une exploitation qualitative et non quantitative des
données.
Innovation génétique, conservation de l'innovation
génétique.
Des accidents génétiques sont source d'innovations
:
Les mutations jouent un rôle fondamental et sont à
l'origine des différents allèles d'un gène;
typiquement spontanées, non orientées, elles
interviennent avec une faible fréquence mais peuvent toucher
de nombreux gènes et devenir plus nombreuses sous l'influence
de certains facteurs du milieu.
Des duplications géniques peuvent intervenir et une
évolution divergente des duplicata produits peut expliquer
l'apparition de gènes nouveaux.
Des gènes nouveaux peuvent aussi résulter de la
duplication et de la réassociation de fragments de
gènes préexistants.
La reproduction sexuée, en assurant la transmission
aléatoire des allèles et gènes nouveaux,
favorise les combinaisons alléliques originales.
Les innovations génétiques peuvent se traduire ou non
dans le phénotype. Si certaines mutations sont neutres,
d'autres s'expriment et peuvent même avoir des
conséquences importantes, surtout si ce sont des gènes
du développement qui sont touchés.
La sélection naturelle, s'exercant sur des populations
soumises à des conditions de milieu différentes,
privilégie la conservation des allèles ou associations
alléliques favorables dans les conditions écologiques
du moment.
La spéciation ou naissance d'espèces
nouvelles à partir d'une espéce-mère implique
l'isolement reproductif entre des populations de
l'espèce-mère considérée.
L'isolement reproductif, donc la spéciation, peut
résulter de modifications génétiques
indépendantes du milieu, ou d'une divergence
génétique lors de la séparation
géographique de populations de la même
espèce
La plupart des notions à
maîtriser dans cette partie a été établie
dans la partie I ("Unicité génétique") du
programme. L'idée que les populations présentent une
grande variabilité génétique et qu'elles donnent
ainsi prise à la sélection naturelle a
été introduite. Le polymorphisme génique a
été relié aux seules modifications du
génome consécutives aux mutations affectant les
gènes de structure. La liaison est constamment
nécessaire entre les connaissances nouvelles acquises sur le
génome et leur contribution à l'explication des
phénomènes évolutifs.
La connaissance de la relation entre génotype et
phénotype, déjà abordée en classe de
première S, a été mise à profit dans la
première partie du programme pour montrer, entre autres, les
conséquences possibles des différents types de
mutations sur le phénotype des individus. Au delà de
cette connaissance, il faut sensibiliser les élèves
à l'ampleur que peuvent revêtir les mutations
(compensation de leur faible fréquence au niveau d'un
gène par le nombre de gènes affectés), à
l'influence des conditions du milieu, mais surtout aux
conséquences possibles des mutations affectant des
gènes autres que les gènes de structure, seuls connus
jusqu'alors. C'est une première occasion de compléter
les connaissances sur le génome, uniquement en faisant
comprendre que l'expression des gènes de structure est
conditionnée par l'expression d'autres gènes, seulement
mentionnés. Le caractère spectaculaire et brutal des
modifications du phénotype de l'individu à la suite de
mutations affectant ce type de gènes - en particulier les
gènes du développement - est ainsi
appréhendé, et l'on peut faire mesurer les
conséquences de la transmission à la descendance de
telles modifications à la lumière des connaissances
acquises en Biologie, en particulier pour ce qui concerne la
possibilité d'apparition de plans d'organisation nouveaux.
La notion de famille multigénique introduit l'idée de
plasticité et de complexification du génome. Seul le
principe de la constitution des familles multigéniques peut
être exigé: duplication du gène ancestral,
divergence plus ou moins grande des copies.
Enfin les élèves ont appris que, quelle qu'en soit
l'origine, une modification ou un remodelage du génome ne sont
pas favorables ou défavorables en eux-mêmes, mais qu'ils
peuvent l'être selon les conditions de milieu, et que toute
modification de ces conditions entraîne une nouvelle
sélection des individus présentant des
caractéristiques génétiques alors favorables.
Ainsi est renforcée la notion, acquise dans la première
partie du programme, que, sous la pression sélective du
milieu, il y a modification du patrimoine génétique des
populations. En dernier ressort, il faut comprendre que ce n'est pas
l'individu qui évolue, mais l'espèce.
En ce qui concerne la spéciation, qu'elle fasse ou non
intervenir un isolement géographique, les connaissances
indispensables à la compréhension de ses
mécanismes ont été apportées dans
différents chapitres. Le rôle des mutations, notamment
celles qui touchent aux gènes du développement, a
été introduit. On a expliqué comment le
patrimoine génétique d'une espèce, et d'abord
d'une population au sein d'une espèce, peut évoluer,
sous l'influence des conditions de milieu ou indépendamment de
celles-ci. Le premier point de la partie V du programme (V. I ) a
permis de montrer que la répartition des êtres vivants
est conditionnée par le contexte géologique. Il s'agit
ici d'effectuer une synthèse, et aucune connaissance nouvelle
n'est nécessaire.
(Durée conseillée: 2 semaines).
L'hominisation est l'acquisition progressive des
caractéristiques morphologiques et culturelles de la
lignée humaine, ainsi que du langage.
Les caractères morphologiques, anatomiques, culturels qui
distinguent l'homme se sont mis en place à travers
l'individualisation rapide de formes humaines: certains
australopithèques, homo habilis, homo erectus, homo
sapiens.
La comparaison entre l'Homme et les singes
anthropomorphes actuels - replacés dans la classification des
êtres vivants - permet de déduire les critères
d'appartenance à la lignée humaine : bipédie
permanente d'une part, langage articulé permettant
communication et expression de la pensée, conception et
utilisation de techniques, développement d'une activité
culturelle liés au développement du cerveau d'autre
part.
Les caractéristiques anatomiques permettant une bipédie
permanente sont déduites de l'étude comparative des
squelettes de l'Homme et du Chimpanzé. Celle-ci ne vise pas
à dresser la liste exhaustive de leurs différences,
mais porte sur celles qui marquent la station érigée :
courbures de la colonne vertébrale, position du trou
occipital, forme du bassin, caractères des membres.
Les choix ne manquent pas pour citer quelques exemples de
caractéristiques culturelles des représentants de la
lignée humaine.
L'étude des restes fossiles (dont on ne retient que les
squelettes, dont les boites cr‚niennes) et des traces
d'activités, datés directement par des méthodes
utilisant la radioactivité et par l'‚ge des terrains dans
lesquels on les a découverts, permet de dégager le
caractère progressif de l'hominisation et de mettre en place
la notion de lignée humaine. Seules sont à
connaître pour jalonner cette évolution de façon
significative :
parmi les Australopithèques, ceux qui, les premiers, ont
acquis une station érigée permanente, même
imparfaite, et qui seraient les plus anciens représentants
connus de la lignée humaine ;
Homo habilis, premier représentant connu du genre Homo,
premier auteur indiscutable d'outils de pierre taillée ;
Homo erectus, qui devient maître du feu, perfectionne les
outils, et commence la colonisation des continents (Afrique, Europe,
Asie) ;
Homo sapiens, qui témoigne d'un pouvoir d'abstraction accru et
poursuit l'extension géographique de l'espèce (Homo
sapiens passe d'une vie nomade à une vie
sédentaire).
La connaissance des caractéristiques des autres formes
fossiles - différentes espèces
d'Australopithèques, Hommes archaÔques - est hors
programme.
Les repères de dates permettent de situer l'émergence
de la lignée, tardive à l'échelle des temps
géologiques, et de souligner le caractère d'abord
très lent puis de plus en plus rapide de son évolution
culturelle.
Le perfectionnement et la spécialisation progressifs de
l'outillage sont illustrés par des exemples significatifs :
galets aménagés (le terme "chopper" et l'expression
"pebble culture" ne sont pas attendus), bifaces de silex de plus en
plus travaillés, industrie d'éclats associée
à une diversification des matériaux utilisés (la
technique d'obtention des outils, si elle peut constituer une
information intéressante, n'est pas une connaissance
exigible). L'évolution de l'outillage permet de comprendre que
la conception, le perfectionnement et la spécialisation des
outils traduisent l'émergence de la pensée et
l'aptitude de plus en plus grande à la réflexion. Art
pariétal et rites funéraires s'inscrivent naturellement
dans cette perspective.
Dans tous les cas, l'élève doit être capable de
décrire, de reconnaître sur document (réel,
photographie ou représentation du réel) les
boîtes cr‚niennes et les outils nommés ci-dessus,
et s'il y a lieu de les attribuer à l'une des formes humaines
du programme. Il doit également être capable de les
comparer afin de les replacer les uns par rapport aux autres et de
les situer dans le temps. L'ordre de grandeur des capacités
cr‚niennes des formes citées au programme est à
connaître. Les noms des différentes industries
auxquelles appartiennent les outils ne sont pas exigibles.
La position dans le temps des différents stades de la
lignée humaine et de l'apparition des premiers hommes modernes
doit être connue. Le constat de la
contemporanéité de formes différentes conduit
à poser le problème de l'existence de ramifications
dans cette lignée. Mais la connaissance des différents
cladogrammes est hors programme.
Une grande parenté existe entre le matériel
génétique de l'homme actuel et celui des singes
anthropomorphes. Elle induit l'idée qu'il existe entre eux des
relations phylogéniques.
Une modification de certains gènes de
régulation, en relation avec des changements d'habitat,
pourrait être intervenue dans l'évolution
humaine.
Les connaissances acquises dans les parties
précédentes de ce chapitre sont réinvesties
ici.
- La comparaison des garnitures chromosomiques, celle des
séquences de diverses molécules permettent une approche
critique des arbres phylogéniques proposés pour l'Homme
et les singes anthropomorphes. Comme dans le chapitre
précédent, on souligne que c'est l'utilisation
conjointe de plusieurs types de données qui permet d'affiner
ces constructions hypothétiques.
La connaissance des différences entre garnitures
chromosomiques n'est pas exigible, non plus que les termes
désignant les différents types d'inversion de segments
chromosomiques. En revanche, l'élève doit être
capable d'utiliser des documents pour y retrouver les arguments
pouvant servir à construire un arbre phylogénique.
Comme dans le chapitre précédent, tout calcul est exclu
pour cette construction. Aucun arbre phylogénique n'est
à retenir.
- L'émergence de la lignée humaine, liée
à des modifications structurales et anatomiques permettant la
station érigée et la phonation, doit amener à
réinvestir les connaissances concernant les mutations
affectant des gènes du développement, acquises dans la
partie précédente.
- L'évolution de la lignée humaine est expliquée
par l'évolution des patrimoines génétiques en
réponse à la pression sélective de
l'environnement, dont les modifications (assèchement en
Afrique de l'Est, périodes de glaciation) sont à mettre
en rapport avec l'évolution géologique qui en est
à l'origine. Cette étude peut être l'occasion de
relier aux variations de l'environnement (objet d'investigations
seulement en enseignement de spécialité) les migrations
aboutissant à la colonisation de l'ensemble des continents par
les représentants successifs de la lignée humaine.
Les noms des périodes glaciaires, leur position dans le temps,
leur durée ne sont pas exigibles.
Des méthodes d'étude permettent de reconstituer les
paléoenvironnements dans lesquels la lignée humaine a
évolué au quaternaire.
L'homme contribue aux modifications actuelles de l'atmosphère,
de l'hydrosphère, de la lithosphère et de la
biosphère. Elles sont, en partie, limitées par l'effet
tampon des grandes masses des enveloppes superficielles.
Des méthodes sont mobilisées
pour rechercher et exploiter des indices permettant : la mise en
évidence de variations climatiques à l'ère
quaternaire, de leur importance et de leur caractère cyclique,
et la mise en place des paléoenvironnements, cadres de
l'évolution de la lignée humaine.
Diverses approches sont envisagées, permettant de mobiliser
ces méthodes.
Des documents relatifs aux dépôts glaciaires - moraines
-, aux terrasses fluviatiles, aux loess, aux pollens et à la
faune fossiles confirment l'existence de variations climatiques -
alternance de périodes glaciaires et interglaciaires -, et
renseignent sur leur importance, mesurée entre autres par
l'extension des glaciers et les variations du niveau marin.
Ces informations sont mises en relation avec celles obtenues par
l'exploitation de données relatives aux variations de la
valeur du rapport 180 / 160 dans les glaces polaires et les tests
carbonatés d'organismes marins - Foraminifères par
exemple -, permettant de préciser le caractère cyclique
des variations climatiques. Le principe de l'utilisation des isotopes
de l'oxygène est exposé. Les calculs de
température à partir des formules ne sont pas au
programme, mais la signification des variations du rapport 180 / 160
doit être comprise dans les limites suivantes :
ségrégation isotopique lors des processus
d'évaporation-condensation, rétention du 160 dans les
glaces, signification des variations du rapport 180 / 160 dans les
tests carbonatés. Ces connaissances, non attendues pour
elles-mêmes, doivent pouvoir être mobilisées pour
interpréter les données fournies.
L'impact de l'Homme sur son environnement est également mis en
évidence et discuté gr‚ce à l'exploitation
de documents. Pour ce faire, on utilise les connaissances acquises
dans les classes antérieures, surtout en classe de
première : dans cette classe, le chapitre concernant le "cycle
biogéochimique du carbone" a été l'occasion de
mettre en évidence la notion d'équilibre dynamique
entre réservoirs de carbone; on y a également
insisté sur l'importance pour cet équilibre de
l'hydrosphère et de la biosphère marine; l'incidence de
la température de l'eau y a été indiquée.
Le chapitre concernant "les activités humaines et le cycle du
carbone" a permis de mesurer l'implication des activités
humaines dans l'augmentation de la teneur en dioxyde de carbone de
l'atmosphère et de discuter de leur impact sur
l'intensification de l'effet de serre.
Les influences humaines sur l'environnement peuvent être
envisagées à différents niveaux :
l'échelle des milieux et des espèces (protection,
destruction), à celui plus large, de l'ensemble de la
planète.
De ce deuxième point de vue, l'analyse de données concernant les variations de certaines caractéristiques des enveloppes superficielles du globe: température, concentration en dioxyde de carbone, quantité d'ozone conduisent à s'interroger sur l'origine de ces variations; les acquis de la classe de première S, ceux du paragraphe précédent doivent permettre de discuter les parts respectives des influences anthropiques et des évolutions naturelles. La comparaison des variations actuelles de la concentration en dioxyde de carbone avec ses variations récentes, dont les glaces conservent la trace, peut servir de support à la discussion.
Les élèves doivent savoir relier des données concernant les variations de la concentration en dioxyde de carbone, de la température, des réserves carbonatées et de l'activité biologique marines pour expliquer en quoi l'effet tampon des grandes masses des enveloppes superficielles joue un rôle de régulation limitant les conséquences des activités humaines.
Après l'étude des causes biologiques de la crise Crétacé-Paléocène, l'enseignement de spécialité offre là une nouvelle occasion aux élèves d'exercer leur esprit critique, et, particulièrement ici, de développer une attitude rationnelle à l'égard de l'environnement.