CR atelier "Enseigner la notion d'espèce, de la 6è à la terminale"
Stage National SVT - Salon Ivry 15 novembre 2009
Animé par :
Denise Orange Ravachol, Maître de conférences, formatrice à l'IUFM des Pays de la Loire, chercheuse en didactique des sciences de la vie et de la Terre.
Pierre - Henri Gouyon, Professeur au Muséum d'histoire naturelle de Paris Le déroulement de l’atelier
Denise Orange Ravachol introduit le thème de l’atelier en se référant à la distinction que fait François Jacob (1981) entre sciences et mythe :
Pour la science comme pour le mythe, « Il s'agit toujours d'expliquer le monde visible par des forces invisibles, d'articuler ce qu'on observe sur ce qu'on imagine. » (p.29)
Mais « Pour la pensée scientifique (…), l'imagination n'est qu'un élément du jeu. A chaque étape, il lui faut s'exposer à la critique et à l'expérience pour limiter la part du rêve dans l'image du monde qu'elle élabore. » (p.30)
« La démarche scientifique confronte sans relâche ce qui pourrait être et ce qui est. C'est le moyen de construire une représentation du monde toujours plus proche de ce que nous appelons « la réalité ». (p.30)
Comment peut-on construire une représentation du monde toujours plus proche de la réalité, quel rapport entretient le scientifique avec la réalité et avec la vérité ?
Denise Orange Ravachol met alors en question le concept d’espèce en s’appuyant sur ce qu’écrit Philippe Lherminier dans un ouvrage récent (2009, p.10) :
« Ressemblance, descendance et interfécondité, sont les trois relations naturelles qui unissent les êtres vivants, et pour cette raison, ce sont les trois critères retenus par le naturaliste lorsqu’il diagnostique une espèce. Abordée de ce point de vue purement descriptif, et disons-le, au premier degré, l’espèce se laisse relativement bien comprendre, elle paraît même assez simple - c’est hélas le propre de tous les mythes à succès. »
C’est dire que lorsqu'on veut positionner l’étude de la notion d’espèce dans le champ des sciences, il faut faire des efforts pour se dégager d'une approche immédiate.
Que disent les élèves sur ce sujet? Quelles sont leurs approches « spontanées »? Nos pratiques d'enseignement ne peuvent faire l’économie d’une prise en compte de leurs conceptions :
- y a-t-il autant de conceptions que d'élèves ?
- quels grands types de conceptions peut-on dégager ?
- quelles grandes idées développent les l’élèves sur la question de l’espèce ?
Denise Orange Ravachol met à la disposition des participants des productions écrites d’élèves de 3è et de terminale S (corpus de Valérie Sipahimalani). Les échanges permettent de remarquer que dans les représentations d'élèves :
1) Plusieurs sortes de relations semblent exister : entre race et espèce, entre espèce et famille notamment ;
2) A y regarder de plus près, il est possible de définir quelques grands types de réponses d’élèves, et notamment : une approche typologique, une approche en terme de ressemblance et d’interfécondité.
Du fait de la récurrence d’approches différentes de celle des scientifiques, il s’avère intéressant de revenir sur ces types de représentation avec les élèves.1 Pour aider les enseignants dans cette tâche, il est alors utile qu’ils s’approprient des éléments d’épistémologie :
- pour comprendre comment le concept d’espèce a bougé chez les scientifiques;
- pour montrer la double face des obstacles épistémologiques : ils sont tout à la fois conditions de possibilité et entrave à la construction de savoirs scientifiques.
Pierre –Henri Gouyon donne alors un éclairage épistémologique sur la question de l’espèce. Guy Rumelhard et Denise Orange Ravachol interviennent sporadiquement sur des aspects plus didactiques. Voici les grandes lignes de ce moment.
Le concept d’espèce est une construction humaine dont l’acception a varié au cours du temps jusqu’à brouiller à certains moments le discours des biologistes : « l'espèce est à la biologie ce que le phlogistique est à la physique ». Son enseignement ne se fait donc pas sur une « table rase ».
Notons d’abord qu’il se heurte à plusieurs obstacles : - la génération spontanée,
- la métamorphose.
Les élèves acceptent « beaucoup trop facilement » le concept d'évolution, vraisemblablement parce qu'ils l'associent à la métamorphose. Ils savent correctement reconnaître ce qu'est une race de chiens, mais les notions de race et d'espèce sont floues et s'entrecroisent dans leurs têtes. Il serait cependant dangereux de fuir l'utilisation du vocabulaire des élèves.
La notion de race n'est pas un concept scientifique aujourd'hui : il faut en clarifier l'histoire sans mettre un mouchoir dessus, et les jeunes sont prêt à entendre ce discours. Races et variétés sont des termes courants pour les végétaux et d’un usage fréquent chez les agriculteurs. La race a davantage une définition économique, basée sur des critères bien précis (race de chien, de vache…).
Jusqu’au 18è siècle, l’accent est mis sur la ressemblance. L’espèce est considérée comme une catégorie de forme. Les individus peuvent sans problème passer d’une catégorie de forme à une autre lors d’une métamorphose.
La notion de métamorphose est ancienne. De nombreux exemples l’attestent. Des gravures du 17ème siècle montrent que les feuilles d’un arbre tombées sur terre peuvent donner des oiseaux, quand celles tombant dans l’eau deviennent des poissons. On trouve aussi le cas où des Bernacles (Anatifes) se transforment en Bernache (le nom vernaculaire anglais des Anatifes est Goose Barnacle, Barnacle goose étant celui des Bernaches). On peut penser aussi aux transformations en loups garous… Le microscope, au 17ème siècle, permet la découverte du spermatozoïde, mais celui- ci contient un être vivant minuscule qui se développera à l'aide des nutriments apportés pas l'ovule, ou bien en terre (observation du tubercule de mandragore "anthropomorphique"). La semence humaine, selon qu’elle est déposée dans le corps de la femme ou par terre donne un nouvel être humain ou une mandragore (observation du tubercule de mandragore « anthropomorphique »).
A partir du 18è siècle, la notion d’espèce acquiert une dimension temporelle. Le critère de filiation prend le pas sur le critère de ressemblance et la métamorphose se restreint au niveau de l'espèce (chenille -> papillon). Les individus d’une espèce sont référés à un type. On est sur une conception typologique de l’espèce.
1 C’est l’occasion de rappeler que la complexité de la question de l’espèce n’est généralement abordée qu'au cours des études universitaires (en master), ce qui représente une difficulté supplémentaire.
Linné (1707-1778) pense que les espèces existent et ont existé depuis le commencement du monde.
Tout est fixe. Il nie la métamorphose au sens classique. Pour lui, les espèces (non les individus) sont les œuvres du Créateur. Elles se caractérisent par leur permanence dans le temps. La reproduction des individus donne de nouveaux individus du même type. La variation intraspécifique est disqualifiée, elle n’est pas digne d’intérêt et mise au rang de « caprice » de la nature. Cette vision de l’espèce va avec celle d’une « échelle des êtres » linéaire, où culmine l'Homme (notons que Linné fait de l'Orang Outan une des races humaines).
« Toutes les espèces tiennent leur origine de leur souche, en première instance, de la main même du Créateur Tout-Puissant, car l’Auteur de la Nature, en créant les espèces, imposa à ses créatures une loi éternelle de reproduction et de multiplication dans les limites de leur propre type. En fait, et dans bien des cas, il leur accorde de pouvoir jouer avec leur aspect extérieur, mais jamais celui de passer d’une espèce dans l’autre ; d’où les deux sortes de différences existant entre les plantes : l’une étant la différence vraie, la diversité née de la main sage du Tout-Puissant, mais l’autre la variation de la coquille extérieure, due au caprice de la Nature. »
Il faut attendre la fin du 18è siècle avec Cuvier (1769-1832) pour que l’idée d’extinction des espèces soit exprimée. C’est dans ce cadre et à cette époque que les fossiles prennent leur signification actuelle.
L’idée de transformation des espèces ne date pas de Darwin (1809-1882), ni même de Lamarck (1744-1829) : il y a toujours eu des gens qui l’ont pensé, cependant la limite entre transformisme et métamorphose n’était pas claire. Mais c’est Lamarck qui produit la première théorie scientifique de l’évolution des espèces. Il a longtemps pensé qu'il existait des « espèces constantes ». En 1802, il revient sur cette position. Il écrit « qu'il n'y a dans la nature que des individus ». La notion d’espèce n’a donc pas de réalité, elle n’est qu’une collection d'individus.
« Je donne le nom d'espèce à toute collection d'individus qui, pendant une longue durée, se ressemblent tellement par toutes leurs parties comparées entre elles, que ces individus ne présentent que de petites différences accidentelles ».
Contrairement à Cuvier, Lamarck n’admet pas l’idée d’extinction des espèces. Comme nombre de scientifiques, il défend l’hérédité des caractères acquis et admet qu’il peut y avoir de la génération spontanée. Il reprend aussi l’idée de chaîne des êtres mais, du fait de l’influence de l’environnement, il n’en fait pas une chaîne simple et directe mais « branchée » (ramifiée). Il faut donc bien noter que l’ « arbre » des espèces de Lamarck n’est pas l’ « arbre » de Darwin : toutes les espèces représentées sont des espèces actuelles plus ou moins évoluées.
Une façon de voir la transition de Lamarck à Darwin est exprimée dans la petite histoire suivante.
Deux petits dinosaures se promènent quand ils aperçoivent soudain un Tyrannosaure. Ils fuient alors comme des dératés. L’'un dit à l'autre « cela ne sert à rien de courir, quoiqu'on fasse il courre plus vite que nous et il va nous rattraper », ce à quoi l'autre répond « je n'essaye pas de courir plus vite que lui… mais plus vite que toi ! » C’est cela la sélection naturelle. Elle ne se joue pas entre espèces. Elle se joue au sein de l’espèce par le tri des variations qui maximisent la reproduction et la survie.
La suite nous ramène en Angleterre. Darwin a découvert le foisonnement mais aussi l'horreur de la (sur)vie dans les forêts tropicales. Il ne croit pas à la génération spontanée, et imagine même une origine unique de la vie : la première forme vivante aurait ainsi «mangé » toutes autres apparitions ultérieures.
« Il est intéressant de contempler un rivage luxuriant, tapissé de nombreuses plantes appartenant à de nombreuses espèces abritant des oiseaux qui chantent dans les buissons, des insectes variés qui
voltigent çà et là, des vers qui rampent dans la terre humide, si l'on songe que ces formes si admirablement construites, si différemment conformées, et dépendantes les unes des autres d'une manière si complexe, ont toutes été produites par des lois qui agissent autour de nous. Ces lois, prises dans leur sens le plus large, sont : la loi de croissance et de reproduction ; la loi d'hérédité ; la loi de variabilité ; la loi de la multiplication des espèces, qui a pour conséquence la sélection naturelle, laquelle détermine la divergence des caractères, et l'extinction des formes moins perfectionnées. Le résultat direct de cette guerre de la nature, qui se traduit par la famine et par la mort, est donc le fait le plus admirable que nous puissions concevoir, à savoir : la production des animaux supérieurs. N'y a-t-il pas une véritable grandeur dans cette manière d'envisager la vie, avec ses puissances diverses attribuées primitivement [par le Créateur] à un petit nombre de formes, ou même à une seule? Or, tandis que notre planète, obéissant à la loi fixe de la gravitation, continue à tourner dans son orbite, une quantité infinie de belles et admirables formes, sorties d'un commencement si simple, n'ont pas cessé de se développer et se développent encore ! »
Darwin réalise une sorte de synthèse entre l’idée que les espèces se transforment et l’idée qu’elles s’éteignent. Il appuie sa théorie sur deux processus majeurs, la sélection naturelle et la divergence (voir l’unique schéma figurant dans son ouvrage « De l’origine des espèces », un arbre hypothétique, ne mentionnant aucune espèce). Le processus de sélection naturelle s'applique à toutes les échelles de l'arbre phylogénétique, de la différence entre deux individus à celle entre deux règnes, créant ainsi de la biodiversité, celle-ci étant ainsi davantage définie en terme de processus en augmentation ou en régression qu'en terme de liste d'espèces. Notons que Darwin s’oppose à l’idée « bigote » d’espèce. Pour lui, l’espèce se présente comme un rameau qui se détache de l’arbre du vivant et qui a pris son autonomie. Elle est définie comme un moment plus ou moins particulier d'une branche de cet arbre; il existe un passage insensible des différences entre individus aux différences entre espèces. Les critères de séparation de deux espèces n'ont de sens que dans un cadre restreint et ne sont pas généralisables à l'ensemble du monde vivant : par exemple, à diversité égale, les insectes font des « branches » plus fines que les végétaux. Ajoutons que la façon dont les différences entre individus se transmettent de génération en génération et la façon dont la divergence des espèces peut se faire grâce à cette hérédité des différences sont des questions pour lesquelles Darwin n’a pas de réponse2.
Concernant la biodiversité, il n'y a pas encore de définition globale. Elle prend du sens dans un processus dynamique mettant en jeu des flux entrants (formation de nouvelles espèces) et sortants (extinctions d’espèces) médiés par le génique et l’écologique. Si l’on raisonne sur son maintien, il faut le concevoir comme un pool d’espèces en équilibre dynamique, comme un équilibre entre ce qui disparaît et ce qui apparaît, et non comme un diagramme en secteurs (un « camembert ») figé ou encore comme une listes d’espèces. Actuellement, tous les indicateurs aboutissent au même constat que la biodiversité diminue à toutes les échelles.
On peut évoquer le cas de la Centaurée de la Clape (Centaurea corymbosa), qui s'éteint car elle n'est plus dispersée, faute de Chouettes ; celle-ci est considérée comme une sous-espèce, mais il ne faut pas le dire trop fort au risque de voir disparaître les aides du programme de protection des espèces…
Eléments de discussion avec la salle
- Le fixisme fut un progrès historiquement, pourquoi ne le serait-il pas pour les élèves ? En effet, il a fallu « fixer » (ce ne sont pas les individus qui se transforment) pour « faire varier » en termes d'espèces. Et enseigner, c'est rectifier !
2 Les travaux de Mendel (1822-1884), qui datent des années 1860, ne sont pas connus de Darwin.
- On peut discuter, sans pour autant arriver à un relativisme total : certaines connaissances scientifiques ne se discutent plus (la Terre est ronde…), et l'évolution n'est pas discutable scientifiquement. Il faut s'appuyer sur des discours raisonnés et non dogmatiques. Tous les discours ne sont pas acceptables ; réfléchir sur les critères de scientificité du discours et les moyens d'expliciter ce qu'est la science (exemple : génome des mitochondries qui vient se brancher sur celui des bactéries, prédiction des gènes vérifiée par le séquençage).
- Concernant la rectification et le relativisme du savoir : il faut penser à notre conception du savoir scientifique : il ne suffit pas de « savoir que… », il faut aussi savoir « pourquoi cela ne peut être autrement ».
- Attention : comprendre n'est pas voir.
- Le terme même de « reproduction » pose un certain nombre de problèmes (Darwin utilisait une expression intraduisible directement en français : « Individual reproduces their own kind ») : la reproduction n'est pas une photocopie, elle introduit justement de la variabilité (recombinaison…), en plus des mutations.
- Espèce : momentanément stabilisée, identifiable à l'échelle humaine… cf relativité du temps (« de mémoire de Rose, on a jamais vu mourir un jardinier ») ; il faudrait se débarrasser de l'idée que l'on peut fabriquer des boîtes fixes correspondant à des espèces.
- Notion de races : elles sont « construites » en fonction de critères prédéfinis, et répondent ensuite à une définition légale/économique grâce à des standards
- Les végétaux n'apparaissent pas beaucoup dans les productions des élèves.
- Les élèves ont une conception du vivant basée principalement sur le mouvement.
- Le SNES s'est battu pour que les programmes soient moins anthropocentrés et moins focalisés sur le monde animal, les végétaux restant réduits à la présence de chlorophylle.
On est passé d’une approche bien trop naturaliste il y a 40 ans à une approche bien trop peu naturaliste maintenant.
- Comment intégrer la notion d'espèce, à la lumière de cette définition, dans nos enseignements ? en 6ème : notion d'espèce, en 3ème, phylogénie : ne faudrait-il pas partir de l'évolution plutôt que de s'en servir comme justification ?
- Sur quels critères définir une espèce ? L'interfécondité est un critère intéressant… mais 5
% des espèces sont asexuées, d'autres sont interfécondes (assez fréquent chez les végétaux…). En réalité, la détermination d'une espèce est une affaire de spécialiste d'un groupe précis.
- Des solutions ? Se référer à l'histoire des sciences et aux ruptures épistémologiques qui la caractérisent ; représenter le « buisson phylogénétique » par un mobile dans les classes (position de « branches » non hiérarchisées…) ; renvoyer l'espèce à un rameau qui se différencie dans « l'arbre » ; insister sur la conception en « arbre » et non en chaîne de la parenté entre Chimpanzé et Homme.
- Pour les élèves, l'existence de « catégories » est évidente, mais ce ne sont pas obligatoirement des espèces ; tous les niveaux de catégories s'entremêlent.
- Exemple de Voltaire et les fossiles dans les Alpes : sans la tectonique des plaques, on n'a que des solutions artificielles pour expliquer leur présence. On a besoin de construire des concepts préalablement à celui d'espèce ou d'évolution.
- Il faut se débarrasser de l'illusion que la transmission du savoir doit obligatoirement se faire du simple au compliqué - il faudrait peut-être partir du complexe. Ne sommes-nous pas aussi bloqués par nos propres appréhensions de certains concepts ? L'espèce est-elle le préalable à la compréhension de l'évolution,… ou l'inverse ?
- Dans le programme de 6è (28 août 2008, p. 19), on lit dans les connaissances à faire acquérir que « L’espèce est un ensemble d’individus qui évoluent conjointement sur le plan héréditaire ». L’objectif principal qui sous-tend l'introduction de cette définition
dans le programme est de faire entrer l'enseignement de l'évolution plus en amont dans la scolarité mais :
o Dans ce cas, n'aurait-il pas été préférable d’introduire directement d'évolution ? o Ou ne pas définir l'espèce ?
Cette démarche et la mise en jeu de cette définition de l’espèce sont à tout le moins maladroite, et elles dérangent un grand nombre de collègues. Elle ne sont même pas (bien ?) comprises par le corps d'inspection, et elles sont enfin en grande partie reniées dans les « Ressources pour la classe de 6ème » publiées sur Éduscol, dans lesquelles on revient à la définition de l’espèce antérieurement mise en jeu dans les programmes (interfécondité et descendance fertile, ressemblance).
Eléments de bibliographie
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