Le bras de l’Homme, l’aile de la chauve-souris et la nageoire du dauphin sont bâtis avec les mêmes os : un indice de parenté.
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Plan d’organisation des Vertébrés
Module I : Le monde vivantCatégorie d’actions : Établissement des relations de parentéClasse : 2nde C
💡 Idée principale : tous les Vertébrés partagent un même plan d’organisation : colonne vertébrale, système nerveux dorsal, tube digestif et cœur ventraux. L’anatomie comparée de leurs squelettes, de leurs embryons et de leurs encéphales révèle de nombreuses ressemblances, qui témoignent d’une parenté entre ces animaux.
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Étapes résumées
Plan d’organisation : disposition générale des organes, commune à un groupe d’êtres vivants.
Vertébrés : squelette interne avec colonne vertébrale, système nerveux dorsal, cœur et tube digestif ventraux.
Membres antérieurs de l’Homme, de la chauve-souris et du dauphin : mêmes os, dans le même ordre.
Embryons très semblables au début du développement (fentes branchiales, queue).
Encéphales formés des mêmes parties ; les hémisphères se développent des Poissons aux Mammifères.
Situation problème
En visite à la réserve du Dja, la classe de 2nde C du lycée de Sangmélima observe un gorille. Un élève s’exclame : « Il a des mains comme nous ! » Un autre répond que c’est impossible, car « l’Homme n’a rien à voir avec les animaux ». Le guide montre alors des photos du squelette d’une chauve-souris et d’un dauphin, en disant que leurs « bras » ressemblent aussi aux nôtres.
Consignes :
Relève le problème posé.
Quels caractères communs l’Homme partage-t-il avec les autres Vertébrés ?
Comment peut-on comparer des animaux pour rechercher une parenté ?
le problèmel’osau lycée
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Compétence visée
Établir les relations de parenté entre l’Homme et les autres espèces en comparant leur organisation.
Objectifs de la leçon
Définir la notion de plan d’organisation et décrire celui des Vertébrés.
Comparer les squelettes et les membres antérieurs de quelques Vertébrés.
Comparer les embryons et les encéphales des différentes classes de Vertébrés.
La notion de plan d’organisation
1
Plan d’organisation
disposition générale et relative des principaux organes d’un animal (squelette, système nerveux, appareil digestif, cœur…), commune à tous les membres d’un même groupe.
Exemple : un poisson et un Homme semblent très différents, mais leurs organes sont disposés de la même façon.
l’objectifle travail d’équipeos et muscle
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Activité 1 : le plan d’organisation des Vertébrés
Le document 1 représente, de façon simplifiée, l’organisation interne d’un Vertébré vu de profil.
Document 1 : plan d’organisation commun aux Vertébrés.
Situe le système nerveux et le tube digestif par rapport à la colonne vertébrale.
Où se trouve le cœur ?
Ce qu’il faut comprendre : chez tous les Vertébrés, le système nerveux (encéphale + moelle épinière) est en position dorsale, protégé par la colonne vertébrale ; le tube digestif et le cœur sont en position ventrale. Le corps présente une symétrie bilatérale et comprend une tête, un tronc et souvent une queue, avec en général deux paires de membres.
Anatomie comparée des squelettes
2. Des squelettes construits sur le même modèle
Tous les Vertébrés possèdent un squelette interne formé d’un crâne, d’une colonne vertébrale et, sauf exceptions, de deux paires de membres (nageoires paires chez les Poissons). Les membres des Tétrapodes (Amphibiens, Reptiles, Oiseaux, Mammifères) sont tous construits selon le même plan : un os (bras), deux os (avant-bras), des petits os (poignet), puis des doigts.
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Activité 2 : trois membres antérieurs
Le document 2 compare le membre antérieur de l’Homme, de la chauve-souris et du dauphin. Un même os porte la même couleur.
Document 2 : squelettes des membres antérieurs (proportions non respectées).
Ces membres ont-ils la même fonction ?
Montre qu’ils sont construits selon le même plan.
Ce qu’il faut comprendre : ces membres servent à saisir, à voler ou à nager, mais ils sont formés des mêmes os, disposés dans le même ordre et reliés de la même façon au reste du squelette : humérus, radius et cubitus, carpe, métacarpes et phalanges. Seules leurs proportions changent (doigts très longs chez la chauve-souris, os courts et aplatis chez le dauphin).
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Anatomie comparée des embryons
Activité 3 : des embryons qui se ressemblent
Le document 3 compare des embryons de Poisson, de Poulet et d’Homme observés au même stade précoce.
Document 3 : embryons de trois Vertébrés au début de leur développement.
Relève les ressemblances entre ces trois embryons.
Que deviennent les fentes branchiales chez le Poisson ? chez l’Homme ?
Ce qu’il faut comprendre : au début de leur développement, les embryons de Vertébrés sont presque identiques : grosse tête, fentes branchiales au niveau du cou, queue, cœur ventral, segments musculaires. Chez le Poisson, les fentes deviennent les branchies ; chez l’Homme, elles donnent d’autres organes (oreille moyenne, glandes du cou) et la queue régresse. Ces ressemblances suggèrent une origine commune.
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Anatomie comparée des encéphales
Activité 4 : les encéphales des Vertébrés
Le document 4 présente l’encéphale (vue dorsale, avant vers le haut) d’un représentant de chaque classe de Vertébrés.
Document 4 : encéphales comparés (tailles ramenées à la même échelle).
Quelles parties retrouve-t-on chez tous les Vertébrés ?
Comment évolue la taille des hémisphères cérébraux des Poissons aux Mammifères ?
Ce qu’il faut comprendre : tous les encéphales comprennent les mêmes parties dans le même ordre : lobes olfactifs, hémisphères cérébraux, lobes optiques, cervelet et bulbe rachidien. Les hémisphères deviennent de plus en plus volumineux des Poissons aux Mammifères, où ils recouvrent les autres parties et portent des circonvolutions.
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Bilan de l’anatomie comparée
Les Vertébrés ont un même plan d’organisation, des membres construits sur le même modèle, des embryons et des encéphales semblables.
Ces ressemblances ne sont pas dues au hasard : elles indiquent que les Vertébrés sont apparentés, issus d’ancêtres communs.
L’Homme est un Vertébré, un Mammifère : il partage ces caractères avec les autres espèces.
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
Le plan d’organisation est la disposition générale des organes, commune à un groupe.
Chez les Vertébrés : système nerveux dorsal, colonne vertébrale, tube digestif et cœur ventraux, symétrie bilatérale.
Les membres antérieurs de l’Homme, de la chauve-souris et du dauphin ont les mêmes os dans le même ordre.
Les embryons de Vertébrés se ressemblent au début (fentes branchiales, queue) ; les encéphales ont les mêmes parties.
Ces ressemblances témoignent d’une parenté entre les Vertébrés.
je retiensle cortexl’encéphale
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Vocabulaire à connaître
Plan d’organisationdisposition générale des organes d’un groupe d’animaux.Anatomie comparéeétude comparée de la structure des êtres vivants.TétrapodeVertébré à quatre membres (Amphibien, Reptile, Oiseau, Mammifère).Fentes branchialesreplis du cou de l’embryon, à l’origine des branchies chez les Poissons.Hémisphères cérébrauxpartie de l’encéphale très développée chez les Mammifères.
Je m’évalue
1. Quelle est la position du système nerveux chez les Vertébrés ?
2. Cite les os du membre antérieur, de l’épaule aux doigts.
3. Quel caractère embryonnaire rappelle les Poissons chez l’embryon humain ?
4. Quelle partie de l’encéphale est la plus développée chez les Mammifères ?
Réponses : dorsale · humérus, radius-cubitus, carpe, métacarpes, phalanges · les fentes branchiales · les hémisphères cérébraux. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
je réfléchisl’embryonles poissons
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Erreurs fréquentes
Comparer des organes seulement d’après leur fonction : il faut comparer leur structure et leur position.
Croire que l’embryon humain « passe par un stade poisson » : il ressemble seulement à un embryon de poisson.
Penser que la taille de l’encéphale suffit : c’est surtout le développement des hémisphères qui compte.
Méthode
Pour comparer des schémas : choisis un repère commun (un même os, un même organe), compare élément par élément (présence, position, nombre, forme), puis conclus sur les ressemblances et les différences.
Activité d’intégration
Lors d’une exposition au musée national de Yaoundé, ton petit frère voit côte à côte le squelette d’un lamantin de la Sanaga et celui d’un Homme. Il trouve étrange qu’on les place dans le même groupe des Mammifères.
Explique ce qu’est un plan d’organisation et ce qu’ont en commun ces deux squelettes.
Montre, en comparant leurs membres antérieurs, qu’ils sont construits sur le même modèle.
Cite deux autres arguments d’anatomie comparée montrant la parenté des Vertébrés.