Cycle et niveau de classe
Lycée, Seconde
Objectifs pédagogiques
Tester la généralisation d’un phénomène mis en évidence par une manipulation pour exercer un sens critique.
Compétences et capacités travaillées
- Réaliser une observation à la loupe binoculaire
- Utiliser un logiciel de traitement de données (tableur)
Outils numériques - intérêt et limites
Banque de données Benton : permet d’obtenir le nombre de familles de groupes très divers en fonction des temps géologiques à l’échelle mondiale. Elle peut être utilisée pour généraliser un phénomène tel une crise biologique en 2de ou pour tester une représentation du réel comme une coupure dans l’échelle biostratigraphique en Terminale spécialité SVT. La banque Stepkoski ne présente pas les protozoaires qui incluent les foraminifères mais elle est exploitable de la même manière que la banque Benton.
Limites : banque réalisée dans les années 1990 qui s’appuie parfois sur une classification ancienne (ex : reptilia). L’utilisation de cette banque peut être l’occasion d’amener les élèves à prendre conscience que le savoir scientifique est en construction et en évolution permanente.
Padlet : permet la réalisation d’un travail collaboratif et une vision d’ensemble.
ENT : permet la différenciation du travail des élèves lors de l’utilisation du tableur.
Contextualisation
La biodiversité évolue en permanence tout au long de l’histoire des êtres vivants et notamment lors des crises biologiques. La crise du Crétacé-Tertiaire (K/T) datée de -65 millions d’années est la plus célèbre.
Une grande quantité d’iridium, un métal normalement très peu présent dans la croûte terrestre, est détectée dans les roches sédimentaires âgées de 65 millions d’années. Ce sont des argiles noires à iridium qui attestent d’un impact d’une météorite responsable en partie de cette crise de la biodiversité.
Définition : une crise biologique est caractérisée par une extinction massive d’espèces suivie d’une diversification à l’échelle planétaire.
Objectif : On cherche à mettre en évidence la crise biologique du Crétacé-Tertiaire.
Présentation
Prérequis du cycle 4 : au cours d’une crise de la biodiversité, de nombreuses espèces disparaissent brutalement. Les crises permettent de découper les temps géologiques en plusieurs ères géologiques.
Organisation
Chaque binôme réalise l’activité à partir de l’observation de deux échantillons de marnes datés d’avant -65 millions d’années et d’après -65 millions d’années et du tableur.
Consigne : A partir du matériel et des ressources mises à votre disposition mettre en évidence la crise biologique du Crétacé-Tertiaire.
Etapes de l’activité :
1- La stratégie consiste à réaliser une observation à la loupe binoculaire pour identifier les microfossiles marins provenant d’un échantillon de marnes antérieures et postérieures à la limite Crétacé-Tertiaire.
2- Communiquer vos résultats sous la forme de votre choix pour montrer l’évolution de la biodiversité avant et après la limite Crétacé-Tertiaire. Présenter votre communication sur le Padlet.
3- En utilisant la définition d’une crise biologique, exploiter les résultats obtenus pour mettre en évidence la crise biologique du Crétacé-Tertiaire. Puis expliquer en quoi votre démonstration d’une crise biologique est à ce stade incomplète.
4- Niveau expert : Concevoir et mettre en œuvre une stratégie complémentaire pour vérifier qu’une crise biologique a eu lieu à la fin du Crétacé en utilisant judicieusement les données du tableur «Benton-donnees» (niveau expert).
Niveau confirmé : Utiliser judicieusement les fonctionnalités du tableur Benton-donnees » (niveau confirmé) afin de réaliser un graphique qui montre l’évolution du nombre de familles de différents groupes dont vous justifierez le choix pour vérifier qu’une crise a eu lieu à la fin du Crétacé.
Niveau débutant : A l’aide du tableur «Benton-donnees» (niveau débutant), construire le graphique présentant l’évolution du nombre de familles des différents groupes proposés en fonction du temps.
La Banque de données Benton compile des informations sur plus de 30000 genres de fossiles dans le monde et est disponible en ligne. Le tableur «Benton-données» à votre disposition présente le nombre de familles de différents groupes en fonction du temps issus de cette base de données.
Exemples de groupes : Protozoa (Protozoaires, animaux microscopiques dont font partie les foraminifères), Mollusca ammonoidea (Mollusques ammonites fossiles), Mammalia (Mammifères), Aves (Oiseaux), Trilobita (Arthropodes marins fossiles), Placodermi (Placodermes, poissons fossiles), Ostéichthiés (Poissons osseux)
5- Communiquer vos résultats sous forme graphique et les exploiter pour vérifier qu’une crise biologique a eu lieu à la fin du Crétacé. Présenter votre communication sur le Padlet.
Supports et ressources
- Les roches sédimentaires marines contiennent souvent des microfossiles, notamment des tests de foraminifères. L’observation à la loupe binoculaire permet de les identifier et d’évaluer leur abondance.
Les foraminifères sont un groupe d’animaux unicellulaires marins protégés par une coquille minérale perforée appelée un test.
- L’accumulation des tests de ces foraminifères peut former des roches sédimentaires calcaires ou marno-calcaires
Source : http://christian.nicollet.free.fr/page/limiteK-T/KT.html
- Matériel à votre disposition :
Un échantillon de marnes contenant des foraminifères daté du Maestrichien (-66 millions d’années) nommé M
Un échantillon de marnes contenant des foraminifères daté du Danien (- 63 millions d’années) nommé D
Une loupe binoculaire et sa fiche technique
Planche de détermination de quelques microfossiles
Exemple de fichiers tableurs fournis aux élèves selon leur niveau (modifié à partir de la Banque Benton)
Fiche d’utilisation de la banque de données Benton
Exemples de productions d'élèves
Etape 2 : différentes communications réalisées par les élèves :
- avec acquisition numérique
- avec tableau
- avec dessin d'observation
La vision d’ensemble des résultats obtenus par les différents groupes via le Padlet permet de tester la reproductibilité des résultats dans le cadre de la formation à l’esprit critique.
Etape 3 :
- un exemple de communication (avec acquisition numérique) et exploitation des résultats
- un exemple de communication (sous la forme d'un tableau) avec exploitation des résultats
Critères d’évaluation de la communication et de l’exploitation des résultats à l’étape 2 (indicateurs entre parenthèses) :
| La production est : | - Techniquement correcte :
- Bien renseignée :
- Pertinente :
| 3
2
2 |
| Les résultats sont rigoureusement exploités pour répondre à l’objectif | - Exploitation de l’ensemble des résultats (=je vois que les Globotruncanidés disparaissent alors que les Globigérines appararaissent à la limite Crétacé-Tertiaire) - Intégration des notions (=je sais qu’une crise biologique est caractérisée par une extinction massive d’espèces suivie d’une diversification à l’échelle planétaire) - Construction d’une réponse au problème posé (=je conclus qu’une crise biologique s’est produite à la fin du Crétacé à Bidart. Reste à démontrer que l’extinction est massive et suivie d’une diversification. De plus, il manque la généralisation de cette crise à d’autres groupes aussi bien en milieu marin que continental, à l’échelle planétaire. | 3 |
| TOTAL | 10 |
Etape 5 : différents exemples de graphiques réalisés et exploités par les élèves
- exemple 1
- exemple 2
Critères de réussite de la communication des résultats à l’étape 5 :
| Critères de réussite et indicateurs entre parenthèses | AutoévaluationSatisfaisant : S Non Satisfaisant : NS Non évalué : NE | |
| La production est : | - Techniquement correcte :
- Bien renseignée :
- Pertinente :
|
Critères de réussite de l’exploitation des résultats :
| Critères de réussite et indicateurs entre parenthèses | AutoévaluationSatisfaisant : S Non Satisfaisant : NS Non évalué : NE | |
| Les résultats sont rigoureusement exploités pour répondre à l’objectif | - Exploitation de l’ensemble des résultats (=je vois que de nombreuses familles disparaissent à la limite Crétacé-Tertiaire et/ou que leur nombre augmente dans tous les groupes et dans tous les milieux) - Intégration des notions (=je sais qu’une crise biologique est caractérisée par une extinction massive d’espèces suivie d’une diversification à l’échelle planétaire) - Construction d’une réponse au problème posé (=je conclus qu’une crise biologique s’est produite à la fin du Crétacé comme nous avions pu le mettre en évidence localement à Bidart) |
Notions construites
Les crises biologiques sont un exemple de modification importante de la biodiversité planétaire (extinctions massives suivies de diversification). L’évolution de la biodiversité inclut des événements aléatoires (impact météoritiques, crise volcanique...) à l’origine de perturbations importantes du fonctionnement des écosystèmes.
L’étude de la biodiversité du passé par l’examen des fossiles montre que l’état actuel de la biodiversité correspond à une étape de l’histoire du vivant. Ainsi, les organismes vivants actuels ne représentent-ils qu’une infime partie des organismes ayant existé depuis le début de la vie.
Bilan et retour des élèves
La mise évidence de la crise biologique par la manipulation permet aux élèves de s’approprier le contexte et de bien intégrer l’objectif.
La présentation d’un exemple de stratégie à l’oral par les groupes experts contribue à la formation de la classe.
Les élèves s’approprient la notion de crise biologique en exploitant le graphique.
L’utilisation du tableur, par rapport à un support graphique déjà construit, permet aux élèves de justifier le choix des groupes sélectionnés.
Cette activité est une bonne initiation aux ECE.
Pour aller plus loin
Différents degrés de différenciation pour l’utilisation de cette banque de données sont envisageables mais il est possible aussi de prévoir des degrés d’usages différents en fonction des niveaux.
Par exemple en enseignement de spécialité SVT de Terminale, on peut fournir directement aux élèves un fichier tableur avec des données brutes extraites de la banque Benton
Exemple de consigne pour montrer que les coupures dans les temps géologiques sont établies sur des critères paléontologiques :
Traiter les données à votre disposition afin de faire ressortir l’évolution des groupes choisis au cours du temps et mettre en évidence le rôle de certains dans la délimitation des ères, des périodes et des étages de l’échelle stratigraphique.
La banque de données Sepkoski utilisable de la même façon que la banque Benton
