Soutenance mémoire
Principes de la classification du vivant
En systématique, la classification n’est pas une simple opération de mise en ordre utilitaire.
Elle est placée sous le signe d’une véritable intention, celle de raconter l’histoire du vivant, d’expliquer l’existence des êtres qui peuplent la Terre. Elle explique ainsi l’ordre naturel et la diversité des êtres vivants par le processus de l’évolution des espèces.
Par espèce, on entend l’ensemble des êtres vivants capables de se reproduire entre eux et dont la descendance est féconde.
Au cours de l’évolution biologique, l’espèce se transforme et acquiert des caractères nouveaux transmis héréditairement. On parle d’innovation évolutive.
En prenant un lot d’espèces et en examinant un caractère, on peut retrouver ce dernier sous différentes formes d’attributs qui témoignent de l’état ancien ou nouveau du caractère.
L’hypothèse évolutionniste qui régit la classification du vivant est que des espèces qui présentent un attribut à l’état identique l’ont reçu d’un même ancêtre commun et entretiennent donc un rapport de parenté. Les espèces qui présentent le caractère sous forme d’un attribut différent ne partagent pas cet ancêtre commun et sont donc moins « proches » des précédentes. Car là est bien la question à laquelle essaie de répondre la classification du vivant : « qui est plus proche de qui ? ». Les êtres vivants sont alors unis dans une relation dite de phylogénie, d’apparentement qu’on peut également représenter par une vision de cousinage. La descendance précise, la généalogie du monde vivant comme lorsqu’on l’établit au sein d’une famille humaine demeure inaccessible. A défaut de disposer d’une machine à remonter le temps, nous ne pouvons pas savoir qui descend de qui et les ancêtres restent hypothétiques. Voilà pourquoi, les fossiles, les espèces éteintes sont à traiter de la même façon que les espèces actuelles et ne peuvent être pris pour ces ancêtres.
La classification scientifique moderne, celle dite phylogénétique puisque signifiant la présence d’ancêtres communs, regroupe les êtres vivants en comparant leurs caractères, donc sur la base de ce qu’ils ont, et uniquement de ce qu’ils ont.
Ces caractères que l’on compare en systématique sont en fait des structures, en général anatomiques, homologues « qui occupent une même place dans un plan d’organisation » (Lecointre et al, 2008, p.31), qui entretiennent donc des connexions avec des structures voisines identiques. Ce caractère, cette structure est présente sous différente versions entre les espèces, qui sont autant d’attributs correspondants à des organes particuliers. La forme, la fonction de ces organes peut différer, mais ils peuvent tout de même entretenir une relation d’homologie. L’homologie trouve sa racine dans l’ontogénèse, c’est-à-dire le développement embryonnaire ; deux structures homologues dérivent d’une origine embryologique commune.
En considérant un échantillon d’espèces, si toutes présentent la même structure homologue, alors on formule l’hypothèse qu’elles l’ont héritée d’un ancêtre commun. Et si certaines présentent une version de cette structure particulière, on peut dire qu’elles l’ont hérité d’un même ancêtre commun exclusif plus récent que ne partagent pas les espèces du reste de l’échantillon et sont donc plus apparentées entre elles qu’avec ces autres espèces.
Voilà donc le pari de l’homologie, on formule l’hypothèse que l’un des deux états du caractère dérive de l’autre et marque l’innovation évolutive. On parle de caractère dérivé et de caractère primitif. C’est l’état dérivé qui permet d’établir la phylogénie, de regrouper des espèces d’un échantillon dans un lien de parenté Dès lors, l’objectif classificatoire est de polariser les caractères, de déterminer quel est l’état primitif et quel est l’état dérivé.
Pour ce faire on utilise le critère embryologique. L’évolution et l’acquisition d’innovations s’expliquent par l’ajout (ou la suppression) d’étapes lors du développement. L’état dérivé apparaît plus tardivement dans l’ontogénèse. Plus un caractère apparaît précocement, plus il sera partagé dans le monde vivant, moins il sera spécifique.
La classification du vivant ne se fait pas en un seul exercice mais par le recoupement de milliers.
On travaille à chaque fois sur un petit échantillon en se posant la question pour des caractères.
Ainsi la polarisation repose sur la présence d’un extra-groupe dont on sait au préalable qu’il est plus éloigné de l’échantillon tout en conservant les structures homologues. On postulera alors que les caractères étudiés chez cet extra-groupe sont à l’état primitif, et par comparaison, on déterminera les états dérivés.
En reprenant la question à laquelle tente de répondre la classification du vivant, à savoir qui est plus proche de qui, la réponse au sein d’un échantillon d’espèces dépend uniquement de l’observation de critères pertinents, informatifs, qui présentent des états dérivés.
Au sein de l’échantillon, cette réponse peut se traduire par la formation de groupes emboîtés d’espèces qui sont plus proches et ont un ancêtre commun exclusif qui leur a légué un attribut seulement présent dans leur groupe.
Ces groupes sont appelés des groupes monophylétiques, et portent un nom, celui qu’on apprend dans la classification et qui est porteur de concepts, liés à la signification phylogénétique.
Plus enseignés désormais au cycle 3 mais encore en vigueur dans l’ouvrage de Lecointre, les arbres phylogénétiques sont une autre façon de représenter ces groupes ainsi que la distribution hiérarchique des caractères.
La systématique est une science, elle est expérimentale et basée sur des postulats. Pour cette raison, elle n’est pas figée, elle peut-être remise en cause. Des connaissances préalables à l’expérience erronées et conduisant au choix non valide d’un extra-groupe peuvent conduire à des failles dans la classification.
D’autre part, il est nécessaire de mentionner le cas des homoplasies, ces ressemblances qui, grossièrement, ne sont pas héritées d’un même ancêtre commun et qui peuvent là aussi entraîner de mauvaises interprétations. Nommons les convergences évolutives qui sont des apparitions indépendantes de caractères ayant une forte similitude face à des contraintes évolutives semblables.
Les ailes des chauves-souris et des oiseaux ne sont pas issues d’un ancêtre commun exclusif, elles sont apparues deux fois au cours de l’évolution chez les vertébrés. Il y a également le cas des réversions, le retour au caractère primitif comme la perte secondaire d’appendices pairs chez le serpent, ou la perte des poils chez la baleine, qui demeure un mammifère.
Deux approches différentes
L’enseignement de la classification du vivant chez Lecointre est très vigilant dans le choix des collections afin d’éviter les ressemblances pièges (homoplasies).
Ainsi on conseille de ne pas prendre le serpent pouvant poser des problèmes dans une collection à cause du phénomène de réversion. Les enfants risqueraient de le classer avec le ver.
Pour des raisons similaires, les cétacés sont à éviter.
Les animaux pour lesquels les critères sont peu visibles également (la deuxième paire d’antennes du cloporte par exemple).
A l’école primaire, les collections que nous vous proposons et à partir desquelles les élèves vont avoir à réaliser une classification sont méticuleusement sélectionnées pour éviter certains pièges que nous tend la biodiversité et permettre des regroupements clairs (Lecointre et al, 2008, p.67).
Ces regroupements clairs sont facilités par le fait que chaque collection incorpore des représentants des principaux groupes (oiseaux avec le critère plumes, mammifères avec les critères poils et mamelles, tétrapode avec le critère des 4 membres, vertébrés avec celui du squelette interne etc). La volonté est de balayer le règne animal, ce qui permet d’offrir une vue large de la biodiversité et permet de rester sur des critères accessibles.
En effet, plus on compare des échantillons d’espèces entretenant une proche parenté, plus les critères peuvent être pointus, plus l’exercice est difficile.
Lors d’une sortie sur le terrain, on est plus difficilement amenés à travailler de manière aussi large, nos interviews l’ont montré en se ramenant toujours aux arthropodes, aux insectes et avec des activités de classification consistant plus à énumérer les propriétés communes d’un groupe (et distinguer araignée d’insecte par exemple) que d’appréhender la parenté avec un autre. Mais on peut également voir une autre facette de la biodiversité, celle au sein d’un groupe et les élèves peuvent être amenés à reconsidérer leur notion de l’espèce avec la diversité spécifique au sein de l’espèce, absente des collections de Lecointre.
La recherche bibliographique a permis d’extraire un article de Denise Orange Ravachol et Annie Ribault dans lequel les auteures montrent quelques réticences concernant l’approche de Lecointre et les pédagogies qui s’en inspirent. Ravachol et Ribault s’opposent à la trop grande linéarité des apprentissages provoqués par les collections de Lecointre où le guidage est trop serré, où dans l’idée de donner une idée juste de ce qu’est la classification scientifique, on élimine tous pièges, toutes difficultés et en cela, on « […] cour[e] le risque de mettre l’élève dans un canal conduisant à la « bonne » solution » (2006, p.104).
La pédagogie proposée dans cet article semble donner plus de crédit aux capacités des élèves pour surmonter les difficultés. La classification erronée est moins « redoutée », les pièges ne sont pas à tout prix évités et l’optique est de faire débattre les élèves pour juger de la non recevabilité de certains critères, d’en formuler d’autres qui sont véritablement informatifs par rapport à l’enjeu d’une classification du vivant. Alors que les collections de Lecointre affichent un noir et blanc Ravachol et Ribault marquent leur différence d’approche : « C’est notamment pour installer une discussion sur le critère « couleur » et aboutir à sa non pertinence que nous avons fourni des vignettes en couleur » (2006, p. 98)
Distinction entre classification, tri, rangement et assignation
Une mise en ordre peut se faire de différentes façons et il convient de bien spécifier la portée d’une classification pour éviter les confusions que l’on peut trouver dans certaines sources ou chez certains intervenants.
Une des confusions majeures revient à prendre la classification du vivant pour un tri. Le tri ségrégue en fonction d’un critère binaire, souvent en fonction de la présence ou de l’absence d’un caractère. Une classification qui présente le groupe des invertébrés relève donc du tri.
Le tri est une opération cognitive à vocation utilitaire, on l’établit dans le cadre d’une clé de détermination pour retrouver le nom d’une espèce à partir d’une arborescence mais il ne raconte absolument rien, ne crée aucun concept autour de l’origine des êtres vivants.
On ne peut former une classification sur la base d’absence d’attributs. La liste des attributs est elle-même infinie et suivant le critère choisi, les résultats fluctuent inévitablement. Le film Espèces d’espèces retranscrit particulièrement bien cet aspect avec insistance, à travers une méthode récursive pour aboutir aux résultats différents.
Autre mise en ordre, le rangement consiste à prendre un critère continu et à disposer les éléments dans un ordre croissant ou décroissant. On peut alors ranger les êtres vivants par taille, dangerosité etc.
L’assignation consiste à placer un élément dans une catégorie déjà crée, en usant de concepts qui s’y rapportent.
Ces opérations sont souvent confondues chez des enseignants non formés ou ayant de lointains souvenirs d’un enseignement sur la classification. Les termes sont improprement utilisés.
A titre d’exemple, lors d’un stage en classe de grande section, l’enseignante a demandé à l’un de nous de préparer une séance sur la classification du vivant à partir de la locomotion. Mais il s’agissait plus d’une assignation où les élèves devaient placer l’animal dans la colonne du mode de déplacement correspondant. D’autre part, certains animaux comme le crocodile pouvaient se retrouver dans deux catégories formées, MARCHE ou NAGE.
Or, comme Serge Franc tente de l’instaurer auprès de ses élèves avec le débat autour de leurs « classifications » initiales (cf annexe 3) un élément ne peut entrer que dans une seule catégorie crée. Une classification correcte sur la locomotion, le milieu de vie demeure une classification.
L’action de classer peut avoir des intentions distinctes et toutes ne sont pas scientifiques. La classification du vivant scientifique, la systématique, a pour préoccupation de retracer l’origine de l’unité et la diversité des êtres vivants. On classe en fonction de critères communs uniquement et ces derniers sont dans la classification scientifique des critères phylogénétiques. D’après Lecointre et al, « parmi les opérations mentales élémentaires, la fabrication de catégories permet d’appréhender le monde et de construire un langage » (2008, p.20). Les autres classifications sont donc intéressantes pour l’abstraction mais dans la logique des programmes et de la construction d’un ensemble de connaissances pour la scolarité future, les enseignants doivent amener les élèves vers la classification actuelle et sa démarche scientifique. A ce propos, nous pouvons noter que les compléments des programmes parus en 2012 associent bien le lien de parenté à la classification mais inscrivent dans les critères le déplacement ou la nutrition.
Apports théoriques autour des concepts de vivant et de rapport au vivant
Avoir la volonté de comparer des supports réel/vivant et substitut du réel/du vivant suppose de s’intéresse à ce que signifie le concept de vivant.
Le vivant dans les programmes de l’école primaire
Les programmes actuels posent une définition et un traitement progressif du concept de vivant à travers les cycles.
En maternelle, dans le domaine découvrir le monde, est affirmée la volonté que l’enfant « commence à comprendre ce qui distingue le vivant du non-vivant (matière, objets). Pour cela, les savoirs et les notions de base concernent les différentes manifestations de la vie avec le cycle de vie comprenant la naissance, la croissance, la reproduction, le vieillissement, la mort.
Le cycle 2 bâtit sur ses connaissances en ajoutant la nutrition et les régimes alimentaires des animaux, et les interactions entre les êtres vivants et leur environnement.
Au cycle 3 le vivant est appréhendé sous sa dimension d’unité et de diversité (recherche de ressemblances et de différences entre les êtres vivants, biodiversité). D’autre part le fonctionnement du vivant est précisé (stades de développement, modes de reproduction) tout comme sa relation à l’environnement (adaptation au milieu, chaînes et réseaux alimentaires).
Le vivant pour les élèves d’école primaire
Dans l’ouvrage Comprendre le vivant. La biologie à l’école J. Guichard paru en 2001, une enquête réalisée auprès de plus de mille élèves est rapportée et permet de préciser la représentation du vivant de ces derniers en fonction de leur âge.
Les enfants âgés de moins de 6 ans identifient majoritairement le vivant par trois critères qui sont : le mouvement, l’alimentation et les manifestations sensorielles. Un constat confirmé par la recherche de Venville en 2004 rapportée dans l’ouvrage La construction d’un rapport au vivant de Michèle Dell’Angelo-Sauvage : « Dès 5-6 ans dans la recherche de Venville (2004), certains élèves utilisent des critères comme : le mouvement, l’alimentation, la croissance et la reproduction » (2009, p.61).
L’utilisation du vivant en classe
Si l’enseignant choisit de travailler à partir du « vivant effectif », il doit être vigilant en ce qui concerne certaines réglementations et précautions.
Ainsi, concernant les élevages qui peuvent être mis en place, il faut s’assurer que l’origine des animaux est connue, qu’ils n’appartiennent pas à une liste d’espèces rares, protégées ou en voie d’extinction, qu’ils ne sont pas vecteurs de maladies, « vérifier au préalable auprès des parents si les enfants ne sont pas allergiques à certains animaux » et prendre en compte les « règles précises à respecter concernant la protection de l’animal et ses conditions de vie dans la classe » (note de service n°85-179 du 30 avril 1985, B.O. n°20 du 16 mai 1985).
Le B.O. n°20 du 16 mai 1985 revient également sur l’espace de vie « suffisamment grand afin de ne pas rendre la captivité pénible » à offrir aux animaux d’élevage dans la classe.
Même pour des présentations ponctuelles d’animaux amenés en classe, il faut veiller au besoin d’espace ainsi qu’à l’apport de soins, tant au niveau de l’alimentation que de l’hygiène. Les élèves peuvent y participer, en veillant au respect et à la considération du statut de l’animal, qui n’est pas
un jouet et doit être manipulé avec délicatesse.
L’usage de « vivant mort » est autorisé pour les dissections, les observations d’organes mais pour des considérations hygiéniques, l’enseignant ne peut ramener en classe un animal trouvé mort.
Il doit se le procurer auprès d’un fournisseur agréé, d’un boucher, d’un poissonnier.
Les rencontres des élèves avec le vivant effectif en classe ne s’improvisent donc pas et doivent faire l’objet d’une logistique, d’un matériel spécifique prévu et adapté par l’enseignant en plus du respect des règles et des conduites précitées.
|
Table des matières
Résumé
Table des matières
Introduction
Partie 1 : Apports théoriques sur la classification du vivant
1. La classification du vivant dans les programmes de l’école primaire
2. Principes de la classification du vivant
3. La didactique de la classification du vivant
3.1. Recommandations pour un bon enseignement
3.2. Deux approches différentes
4. Distinction entre classification, tir, rangement et assignation
Partie 2 : Apports théoriques autour des concepts de vivant et de rapport au vivant
1. Le vivant dans les programmes de l’école primaire
2. Le vivant pour les élèves d’école primaire
3. Le rapport au vivant
4. L’utilisation du vivant en classe
Partie 3 : Analyse comparative des différents outils pédagogiques
1. Présentation des outils
2. Méthodologie des outils pédagogiques
3. Comparaison de ces outils pédagogiques suivant un critère commun
3.1. Le critère vivant-substitut du vivant
3.2. Le critère représentation des animaux
3.3. Le critère manipulation
4. Synthèse
Partie 4 : Recueil et analyse de données
1. Dispositif expérimental
1.1. Mise au point
1.2. Fiches de préparation des séances
1.3. Déroulement effectif des séances
2. Résultats
2.1. Les caractères établis lors de la description
2.2. Positions des élèves face à l’enseignant et les interactions avec l’enseignant
2.3. Classement conçu par les élèves
3. Interprétation des résultats
3.1. Critères donnés par les élèves
3.2. Positions des élèves face à l’enseignant et interactions des élèves avec l’enseignant
3.3. Classements réalisés par les élèves
4. Limites de ces trois supports en classe de maternelle
5. Alternatives pour améliorer les séances
Conclusion
Remerciements
Bibliographie
Annexes
Annexe 1 : Programmes d’enseignement de l’école primaire
Annexe 2 : interview écologiste de l’Euzière (Thibaut Jouvet)
Annexe 3 : interview Serge Franc
Annexe 4 : collection de dessins du livre Comprendre et enseigner la classification du vivant (Guillaume Lecointre et al.)
Annexe 5 : Classement/tri des figurines
Annexe 6 : Classement/tri des peluches
Annexe 7 : Affiches réalisées lors des trois séances lors de la phase de description …
Télécharger le rapport complet
