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Version actuelle datée du 14 octobre 2020 à 13:56
Découvrir et comprendre les principes de base de la sélection naturelle en prenant l'exemple des phalènes du bouleau dans un mini jeu en équipe.
Difficulté
Facile
Durée
2 heure(s)
Disciplines scientifiques
Science de la vie
Introduction
Qu'est ce que la Sélection Naturelle et comment la comprendre ? Et bien il faut la mettre en pratique !
Le Jeu des phalènes est un mini-jeu en équipe qui met les participants dans la peau d'oiseaux en quête de phalènes pour se nourrir. Les phalènes du bouleau sont un célèbre cas d'école dans le cadre de la compréhension des mécanismes les plus primaires de la sélection naturelle.
- Matériel et outils
Papier coloré 
Papier de couleur
Carton 
Le terme carton désigne certains types de papiers généralement caractérisés par une rigidité, une épaisseur et/ou un grammage relativement élevés ; cependant, la distinction peut être faite en fonction des caractéristiques et de l’emploi. Par exemple, certains matériaux cannelés légers sont considérés comme des cartons alors que les feuilles de papier buvard ou certains supports artistiques à fort grammage sont considérés comme des papiers.
Ciseaux 
Un paire de ciseaux est un outil comportant deux lames mobiles articulées qui glissent l'une sur l'autre pour trancher les matériaux minces.
Patafix 
La patafix est une gomme tackante, à l'origine jaune, mais disponible également en blanc. Créée par l'entreprise allemande UHU, elle permet de coller des objets légers. Son utilité principale est de fixer des posters sur les murs. L'avantage de la patafix dans cet usage est de n'abimer ni le poster ni le mur, et d'être réutilisable à volonté.
Crayon 
Long et fin, souvent polygonal et parfois coloré à l'extérieur, le crayon est un outil simple qui sert à écrire. Les mines sont parfois de couleurs différentes. Les mines de graphite des crayons à papier ont des duretés différentes (HB, H, etc.).
Scotch 
Scotch transparent
Colle 
Colle
Étape 1 - Conception
Créez deux panneaux de couleurs différentes symbolisant deux environnement différents. (N’hésitez pas à utiliser carton, colle et/ou scotch pour assembler vos panneaux)
Découpez deux jeux, aux mêmes couleurs que les panneaux, de petits papillons en papier imitant la silhouette des phalènes du bouleau.
La taille des panneaux est à adapter selon l'envie et le nombre de phalènes.
(Sur les photos : Format A3 pour chaque panneau. Phalènes de 3cm)
Étape 2 - Préparation de l'activité
Éparpillez aléatoirement les phalènes sur les deux panneaux en veillant bien à mélanger les deux couleurs. (Fixation avec patafix)
Décidez d'une ligne de départ.
Éloignez les panneaux sur une distance de 5 à 10m de la ligne de départ.
Constituez deux équipe. Chacune est affectée à un panneau (ex : une équipe rouge et une équipe bleu)
Étape 3 - Jouez !
Sous la forme d'un relais, chaque équipe va devoir ramasser le maximum de phalènes sur leur panneau attitré. Sans obligation de couleur, les enfants vont 1 à 1 devoir faire des allers-retours au panneau pour chercher un seul phalène à la fois et se relayer pour continuer la partie.
Le temps doit être limité et le nombre de phalènes suffisamment grand pour qu'il reste des phalènes sur le panneau à la fin de la partie.
La partie peut se dérouler en plusieurs manches si les phalènes sont recollés sur leurs panneaux.
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Avant le début de la partie, on observe déjà que les phalènes d'une couleur opposée au panneau sur lequel ils sont posés sont plus faciles à voir que les autres.
Dans des conditions normales de jeu, les enfants prendront naturellement les phalènes qu'ils arrivent le mieux à voir. Le jeu devant être joué dans la précipitation, les enfants sélectionnent donc les phalènes qu'il peuvent attraper le plus rapidement.
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Expliquer le résultat à l'avance ou l'histoire des phalènes du bouleau avant l'expérience pourrait la rendre moins concluante.
Si les phalènes d'une même couleur que leur panneau sont trop facilement distinguables, l'effet de sélection naturelle sera moins efficace.
Manquer de phalènes quand il y a trop de participants ne laisse pas un résultat assez visuel.
Explications
En jouant le rôle de l'oiseau prédateur, les enfants ont attrapé les phalènes les plus facilement distinguables. De cette manière, ils ont effectué un pression de sélection naturelle sur nos petits papillons de papier. Ils ont ainsi reproduit ce qu'il s'est réellement passé dans les populations de phalènes à partir du 19e Siècle.
Les enfants doivent comprendre qu'en n'attrapant (par exemple) que les rouges, seuls les papillons bleus et les quelques rouges restant pourront se reproduire. Ainsi, la génération suivante comptera beaucoup plus de papillons bleus qui à leur tour seront plus difficiles à attraper car camouflés. A la fin, toute la population de phalènes sera bleue car tous les rouges auront été mangés et n'auront pas pu se reproduire.
Plus d'explications
Les espèces vivantes ne choisissent pas de changer en fonction des changements de leur environnement. Elles évoluent et donc changent en permanence sous l'effet de mutations génétiques, qui sont des modifications aléatoires et involontaires, pouvant entrainer des modifications de l'apparence, du comportement, de la taille des individus.
La hasard fait que certaines de ces modifications peuvent parfois avantager les individus qui en sont porteurs, comme ici en les rendant plus difficiles à distinguer pour leurs prédateurs. Les individus porteurs de cette modifications auront alors plus de chances de survivre et/ou de se reproduire et donc de transmettre cette modification à leur descendance, ce qui la rendra plus fréquente chez cette espèce. Au contraire, l'absence de mutation ou des mutations peuvent parfois représenter un désavantage pour les individus qui en sont porteurs, qui auront tendance à décliner voire à disparaitre chez l'espèce concernée. Sur une plus longue échelle, ces mécanismes de sélection naturelle sont aussi à l'origine de l'apparition de nouvelles espèces.
Applications : dans la vie de tous les jours
Ce jeu s'inspire du cas réel des phalènes du bouleau, tel qu'il a pu être étudié au XIXe siècle. On connaissait jusqu'alors cette espèce de papillon majoritairement sous sa forme claire et parsemée de taches sombres, qui lui permettait de se camoufler facilement en se posant sur l'écorce des bouleaux. Parmi les populations de phalènes du bouleau, on trouvait aussi une minorité d'individus porteurs d'une mutation génétique, qui présentaient une couleur sombre. Plus faciles à repérer sur l'écorce des bouleaux, ces phalènes sombres étaient plus souvent victimes des oiseaux prédateurs.
Avec l'arrivée de l'ère industrielle, au XIXe siècle, les importantes émissions de suie et de fumées d'usines dans les alentours des grandes villes ont noirci l'écorce des bouleaux. Les phalènes clairs sont alors devenus beaucoup plus visibles des prédateurs et ont été massivement dévorés. Les phalènes sombres, mieux camouflés sur les bouleaux, sont alors rapidement devenus majoritaires chez l'espèce.
Même si ce cas fait suite à une modification de l'environnement due aux activités humaines, elle illustre les mécanismes de sélection naturelle et d'adaptation des espèces, qui sont similaires face à des changements naturels, rapides ou lents, des contraintes que le milieu exerce sur les êtres vivants qui y vivent.
Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
Introduction à l'évolution
Compréhension de la sélection naturelle
Pistes pour animer l'expérience
Pour la conception, vous pouvez utiliser d'autres matériaux pour les panneaux et les phalènes, tant qu'il y a deux panneaux de couleurs différentes et des papillons à attraper.
Durant l'expérience, vous pouvez remplacer les papillons attrapés par d'autre papillons de la même couleur restante pour d'autres manches afin d'imiter la reproduction et donc les effets de la sélection naturelle.
Sources et ressources
http://www.evolution-biologique.org/mecanismes/selection-naturelle-2/melanisme-industriel.html
Un article sur la mutation responsable des couleurs des deux formes de phalènes du bouleau : https://planet-vie.ens.fr/thematiques/genetique/mutation-reparation/la-mutation-a-l-origine-du-melanisme-industriel-de-la
Dernière modification 14/10/2020 par user:Maud M..
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