TP7 : LA NOTION D'ESPÈCE TS – Thème 1A

« En 2006, un ours blanc portant des taches brunes est tué par un chasseur américain. Après analyse deson ADN, il s'avère qu'il s'agit d'un hybride entre l'ours polaire et le grizzly. Ce premier cas reste isoléjusqu'à ce que soit confirmé, au printemps 2012, qu'un nouvel ours bicolore venait d'être tué. Fourrureblanche et pattes brunes, l'animal est cette fois une chimère de seconde génération, né d'un grizzly mâleet d'une femelle hybride »

17 décembre 2010, par Catherine Vincent - Le Monde

Déterminer si ours bruns et ours polaires forment une seule et même espèce ou deux espècesdifférentes. À travers cet exemple, on veut montrer que la notion d'espèce n'est pas figée dans letemps et que les définitions proposées actuellement présentent des limites.

Matériel : Logiciel google earth et un fichier : « SeaIceExtent (NSIDC).kmz » (serveur de la classe / SVT) Doc. 1 à 6 . Pour chaque document, des questions vous proposent des pistes de réflexions.

Attention, certaines de ces questions nécessitent l’interprétation croisée de différents documents Doc. 7 : Les informations de ce site ne sont pas disponibles au cours du TP.

Déroulement des activités :

Récolter des informations et raisonner - mettre en relation des informations - Adopter une démarcheexplicative

Interpréter les différents documents à votre disposition pour comprendre l'histoire du Pizzly Réfléchir aux limites de la notion d'espèce : qu'est ce qu'une espèce ? Comment se forment les

nouvelles espèces ? Réfléchir à une reformulation de la définition.

Présenter les résultats pour les communiquer. Présenter la réponse sous la forme d'un article scientifique court qui permettra de répondre aux

problèmes posés dans l’article de Catherine VINCENT.

Quelques pistes de travail pour vous guider dans la rédaction de votre article :

- préciser ce qu'est un Pizzly- Déterminer si le Grizzly et l'Ours Polaire sont deux espèces différentes selon les différentes définitions- Déterminer l'histoire du Grizzly et de l'ours Polaire en envisageant les effets de la dérive génétique et de la sélection naturelle- Précisez si l’on peut considérer le Pizzly comme une nouvelle espèce- proposer des hypothèses quant à l'évolution future de ces populations d'ours.- Réfléchir à la temporalité de la notion d'espèce

Le texte doit présenter :

- un titre et une phrase d’accroche- Une synthaxe claire avec des connecteurs logiques bien choisis

- Un paragraphe par idée- Orthographe et grammaire correcte- Style journaliste mais qui reste appuyé sur les faits

Critères de réussite de la production écrite. évaluation Capacités

Le travail est réparti au sein du groupe puis mis en commun j'ai pris des initiatives au sein du groupe

RéaliserTravailler en autonomie

J'ai interprété les différents documents concernant le pizzlyJ'ai mis en relation les différentes informations pour comprendre l'histoire de ces trois types d'ours et les limites de la définition d'une espèce

Collecter des informationsRaisonnerAdopter une démarche explicative

J'ai présenté mes résultats sous la forme d'un court article scientifiqueLe texte a une bonne qualité scientifique et clairLe texte est compréhensible par le grand public

Communiquer

TP7 : LA NOTION D'ESPÈCE TS – Thème 1A

Document 1 : Biologie et répartition du Pizzly

Le Pizzly, également appelé Grolar ou Prizzly, est le résultat du croisement entre unours polaire et un grizzly. Il a été identifié en milieu naturel au nord-ouest du Canada, pourla première fois en 2006. D'autres cas d'hybridations avaient déjà été rapportés mais non confirmés. Par contre, des hybridations ont été observées en captivité, notamment au Zoo d’Osnabrück en Allemagne. Leur étude a montré qu’ils seraient moins résistants aux grands froids etprésenteraient des aptitudes à la nage plus faibles que leurs cousins Ours polaire.

Ainsi, en première approximation, on peut penser que le pizzly est un hybride interspécifique (comme c’est le cas des ligres ou des mules). En effet, Ursus maritimus (l’Ours polaire) et Ursus arctos (l’Ours brun, ou grizzly) sont considérés comme deux espèces d'ours différentes.

Actuellement, les données sur les pizzly sont très éparses et on ne sait pas exactement combien de représentants seraient présents. Les quelques cas identifiés ont permis de construire une aire de répartition hypothétique (ci-contre).

Rappel sur la notion d'espèce

Espèce (définition fixiste) : « Collection de tous les corps organisés, nés les uns des autres ou de parents communs, de ceux qui leur ressemble autant qu'ils se ressemblent entre eux » - Georges Cuvier

Espèce (définition actuelle) : « Les espèces sont des groupes de populations naturelles, effectivement ou potentiellement interfécondes dont la progéniture est viable et féconde, et qui sont génétiquement isolées d’autres groupes similaires » - Ernst Mayr

Aide à l’interprétation des documents :

➢ Le Pizzly forme-t-il une espèce à part entière selon les différentes définitions ?

TP7 : LA NOTION D'ESPÈCE TS – Thème 1A

Document 2 : Biologie et répartition du Grizzly et de l'Ours Polaire

Ursus arctos (= Grizzly ou ours brun)

Ursus maritimus (=Ours Polaire)

L’aire de répartition prend en compte les migrations hivernales desours polaires

Comparaison de la morphologie et de la biologie du Grizzly et de l'Ours Polaire

Aide à l’interprétation des documents :

➢ Pour chacune des définitions (fixiste ou actuelle), justifiez le fait que les ours brun et polairesoient toujours considérés comme deux espèces distinctes.

TP7 : LA NOTION D'ESPÈCE TS – Thème 1A

Document 3 : Disparition de la barrière géographique et hybridation

L’existence d’hybride d’Ours polaire et de Grizzly suggère que la répartition des 2 espèces est en cours demodification. Elles possèdent des niches écologiques distinctes : l’ours polaire est adapté aux grands froids et à la nage alors que le grizzly est adapté à un climat moins rigoureux et à une nourriture plus diversifiée. Les 2 espèces réalisent des migrations saisonnières qui leur permet, au fil des saisons, de rester dans leur niche écologiques respectives. Ainsi, même si les aires de répartition se chevauchent, les Grizzly et les Ours Polaires n'étaient, normalement, pas amenés à se rencontrer.

Il est possible de suivre l'évolution de la banquise et la disparition des barrières géographiques liées au réchauffement climatique dans l'océan arctique grâce à des observations réalisées par satellites. En effet, sur le site de Cryosphere Today (http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/), du groupe de recherches polaires de l'université de l'Illinois, les observations satellitaires du National Snow and Ice Data Center permettent de visualiser l'état de la banquise de 1980 à 2010.L'ensemble des données sont résumée sur un fichier kmz (à ouvrir avec google earth) disponible sur le serveur de la classe.

Aide à l’interprétation des documents :

➢ Comparer l’étendue de la banquise entre 1979 et 2015➢ Expliquer comment des ours polaires et des ours bruns peuvent actuellement se rencontrer

pour donner des hybrides.

Document 4 : Caryotype et hybridation chez les ursidés

Le taxon des Ursidés réunit 8 espèces actuelles. Six de ces espèces possèdent un caryotype à 74 chromosomes : seuls le panda géant (42 chromosomes) et l'ours à lunettes (52 chromosomes) possèdent un nombre différent de chromosomes.

Caryotype d’un grizzly femelle Caryotype d’un ours blanc mâle

Aide à l’interprétation des documents :

➢ Montrer qu'il n'y a pas d'incompatibilité à l'hybridation dans le caryotype.

TP7 : LA NOTION D'ESPÈCE TS – Thème 1A

Document 5 : Phylogénie des ursidés

L'arbre phylogénétique ci-dessous a été déterminé à partir de séquences d'ADN issues du génome mitochondrial de l'ours des cavernes (Ursus spelaeus) et 7 espèces actuelles d'ours. Les ours bruns de l'ouest et de l'est de l'Amérique du Nord ont été distingués. Cependant, ils appartiennent à la même espèce.

Arbre phylogénétique du taxon des Ursidés - Schéma modifié à partir de l'article "complet mitochondrialgenome of the pleistocéne jawbone unveils the origins of the polar bear", PNAS, mars 2010.

Aide à l’interprétation des documents :

➢ Estimer l’âge de séparation des espèces d’ours polaire et d’ours brun et conclure sur les différences génétiques entre ces deux espèces.

➢ Réfléchir au critère biologique d'interfécondité et à la nécessité d'appliquer une dimension temporelle à la notion d'espèce.

Document 6 : Examen de la situation de l'ours polaire

Voir fiche jointe au format pdf sur le serveur de la classe

Aide à l’interprétation des documents :

➢ Quel est le statut de l'Ours polaire attribué par la UICN (Union internationale pour la conservation de la nature). Expliquer les raisons d'un tel classement.

Document 7 : Pour aller plus loin…. L'état des connaissances sur la phylogénie de l'ours

Ce document n'est pas indispensable à la réalisation du TP mais présente l'ensemble des connaissances actuelles,tant paléontologiques que phylogéniques, sur le taxon des ursidés et en particulier sur les liens entre Ours Polaire et Grizzly

http://recherchespolaires.inist.fr/?Du-nouveau-sur-la-phylogenie-de-l