BRENT H. BREITHAUPT
INTRODUCTION
Comme les concepts de temps, de vie passée et de fossiles sont souvent difficiles à comprendre pour les enfants et que de nombreux parcs et monuments nationaux possèdent d’importantes ressources paléontologiques, le monument national de Fossil Butte a élaboré un guide pédagogique sur les fossiles conçu pour aider les enseignants à présenter ces principes aux élèves de deuxième et troisième années. Les activités suivantes ont été modifiées à partir de ce guide (Leite, M. B. et Breithaupt, B. H., 1994, Teaching Paleontology in the National Parks and Monuments : A curriculum guide for teachers of the second and third grade levels : National Park Service, Fossil Butte National Monument, Kemmerer, WY 103 p.). Pour plus d’informations sur ce guide pédagogique distribué par le National Park Service, veuillez contacter Mme Marsha Fagnant, Fossil Butte National Monument, P.O. Box 592, Kemmerer, WY 83101.
VUE D’ENSEMBLE
Comment un être vivant devient-il un fossile ? Les processus mystérieux par lesquels les preuves de la vie passée sont préservées sont explorés dans ces exercices. En réfléchissant et en participant à certains processus sédimentaires simulés, les enfants pourront lever une grande partie du mystère qui se cache derrière les fossiles et la fossilisation. Ces exercices introduisent le concept selon lequel les fossiles sont des restes ou des traces d’anciens êtres vivants. Ils commenceront également à réfléchir à la rareté de l’événement qu’est la fossilisation.
Objectif : Après avoir terminé ces exercices, les élèves seront en mesure : d’évaluer l’importance des fossiles pour notre connaissance de la vie passée ; d’identifier les conditions nécessaires à la fossilisation ; de construire un scénario possible pour la formation des fossiles ; de comprendre comment les organismes sont adaptés à leurs environnements ; et de comprendre les relations des communautés modernes et anciennes avec leurs environnements (c’est-à-dire l’écologie et la paléoécologie).
ACTIVITÉ I : FOSSILISATION
Message : Toutes les parties des animaux ne se fossilisent pas. Il peut être impossible de connaître certains détails sur ce qu’était un ancien animal ou une ancienne plante parce que de nombreuses parties de l’anatomie peuvent ne pas devenir des fossiles.
Matériel : Dessins de squelettes de chevaux et de stégosaures. (Figures 1 et 2)
Discussion : La fossilisation est un événement rare. Les chances qu’un individu donné soit préservé dans les archives fossiles sont très faibles. Certains organismes ont cependant plus de chances que d’autres en raison de la composition de leur squelette ou de l’endroit où ils vivaient. Cela s’applique également aux différentes parties des organismes. Par exemple, les plantes et les vertébrés (animaux avec des os) sont constitués de différentes parties qui peuvent se séparer après la mort. Les différentes parties peuvent être transportées par les courants vers différents endroits et être conservées séparément. On peut trouver un os d’orteil fossile à un endroit et une côte fossile à un autre endroit. Nous pourrions supposer qu’ils proviennent de différents animaux alors qu’en fait, ils proviennent du même.
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De nombreuses informations sont perdues lors du processus de fossilisation. Pensez, par exemple, à un vertébré (comme nous-mêmes). Une grande partie de ce que nous considérons comme important dans notre propre biologie se trouve dans les tissus mous, comme la peau, les poils et les organes internes. Ces caractéristiques seraient généralement inconnues à l’état fossile, car la plupart du temps, seuls les os et les dents sont conservés (il existe des cas exceptionnels où les parties molles sont conservées). Les os et les dents ne sont pas toujours conservés ensemble. Cet exercice a pour but de faire réfléchir les enfants sur la qualité des informations qui proviennent des fossiles.
Procédures:
1) Citez des faits concernant un animal vivant. Le squelette d’un cheval est utilisé ici, mais il existe de nombreuses autres possibilités (par exemple, vache, chien, chat, mouton). La liste des faits sur le cheval pourrait inclure, sans s’y limiter : grande taille, coureur rapide, mange de l’herbe, a des dents qui grincent, a de longs poils pour la crinière et la queue, hennit, est intelligent, est sociable avec les autres chevaux, fait un bon animal de compagnie.
2) Que saurions-nous si cet animal était éteint ? Reportez-vous au schéma (figure 1) et faites remarquer une généralisation importante de la fossilisation : la plupart du temps, seules les parties dures (os et dents) sont conservées sous forme de fossiles. Parcourez la liste et demandez à la classe ce que nous saurions sur le cheval si les chevaux avaient disparu et si nous n’avions que des os et des dents fossilisés de chevaux. Nous saurions qu’il s’agissait d’un grand animal et que nous pourrions probablement faire de bonnes estimations de son poids. Nous saurions qu’il avait des dents qui grinçaient et nous pourrions donc supposer qu’il se nourrissait d’une sorte de végétation coriace comme l’herbe. Les sabots ne seraient pas conservés, mais la forme des os du pied serait un bon indicateur qu’il avait des sabots. Le squelette serait également utile pour nous dire qu’il s’agissait d’un coureur rapide. Mais aucun détail sur les poils ou la peau ne serait connu. Tout ce qui concerne le comportement social et la vocalisation devrait également être des suppositions.
3) Que savons-nous des animaux fossilisés ? Distribuez le diagramme du Stegosaurus fossile (figure 2) et interprétez-le à la lumière de ce que nous savons. Utilisez la liste que vous avez dressée en discutant des animaux vivants. Les connaissances des paléontologues proviennent de l’étude de l’anatomie dure, en l’occurrence les os et les dents. Tout le reste est une supposition, bien que dans la plupart des cas, il soit possible de fonder la supposition sur des principes biologiques solides.
4) Utilisez votre imagination. En guise de résumé de cet exercice, demandez à la classe de mettre des muscles et de la peau sur le diagramme du stégosaure. Rappelez-vous que la couleur et la texture de la peau sont en grande partie le choix des artistes, car les os fossiles ne sont d’aucune aide, bien que certaines empreintes de peau aient été trouvées.
ACTIVITÉ I / VARIATION I : Spécialisations
Le cheval et le stégosaure ont tous deux certains os qui ne sont pas partagés par l’autre. C’est parce que chacun est spécialisé d’une certaine façon. Le cheval est adapté à la course rapide, et ses pieds sont donc devenus spécialisés pour la course. Ils sont plus simples que ceux du stégosaure, avec seulement un os d’orteil sur chaque pied. Les chevaux ont également des dents de broyage très spécialisées, alors que les dents du stégosaure sont de simples structures tranchantes. Le stégosaure, quant à lui, possède des spécialisations très spectaculaires dans ses énormes plaques d’armure et ses pointes de queue. Certaines spécialisations du stégosaure sont destinées à la défense car il n’était pas un coureur rapide. Quelles autres différences pouvez-vous trouver entre le cheval et le stégosaure ? Pouvez-vous penser à une adaptation possible pour ces ossements ?
ACTIVITÉ I / VARIATION II : Créatures imaginaires
Dessinez une créature inventée avec des adaptations pour un mode de vie particulier. Exemples : un pilote rapide qui mange des feuilles au sommet des arbres ; un animal fouisseur qui creuse des trous si vite qu’aucun autre animal ne peut l’attraper. Décrivez en quoi cet animal est spécial et comment il accomplit ce qu’il fait. Les paléontologues pourraient-ils découvrir ce mode de vie à partir des archives fossiles ? Retour au début
ACTIVITÉ II : LE JEU DE LA FOSSILISATION
Message : Il n’est pas facile de devenir un fossile. Beaucoup de plantes et d’animaux n’ont jamais la chance d’être préservés sous forme de fossiles.
Matériel : Des cartes de fossilisation (figure 3).
Discussion : Le jeu de fossilisation est un exercice de fantaisie et de jeu de rôle qui aide les enfants à comprendre les processus de fossilisation.
Procédures:
1) Choisir l’environnement. Le jeu commence par le choix, par la classe ou le petit groupe, d’un environnement dans lequel il y a un dépôt, comme un lac, un étang, un ruisseau, une rivière dans une forêt ou un fond marin. Les élèves peuvent utiliser leur imagination pour décrire ce milieu avec autant de détails qu’ils le souhaitent.
2) Choisir les rôles. Les rôles que les participants choisissent pour eux-mêmes sont des habitants animaux ou végétaux possibles du cadre choisi. Par exemple, dans les milieux aquatiques, les rôles possibles comprennent non seulement les escargots, les palourdes, les poissons, les salamandres, les tortues, les alligators et autres animaux aquatiques, mais aussi les chevaux, les cerfs, les singes, les lapins et les oiseaux qui sont venus là pour boire.
3) Commencez le jeu. Lorsque le jeu commence, les enfants jouent leur rôle, chacun ayant son tour pour faire des vocalises ou des gestes. Par exemple, un enfant jouant un poisson pourrait remuer son corps avec un mouvement de poisson et faire des mouvements d’engloutissement avec sa bouche. Un enfant jouant un chien de prairie peut faire semblant de creuser un terrier et émettre des aboiements aigus. Ils peuvent également interagir les uns avec les autres comme ils le feraient dans leur environnement naturel. Par exemple, les carnivores pourraient chasser les herbivores.
4) « Faites un arrêt sur image » et décidez du sort des personnages. A un moment déterminé par l’enseignant, l’action se « fige » et le temps d’une éventuelle fossilisation commence. Les élèves tirent des cartes qui racontent leur destin. Les cartes possibles pourraient être : -Vous êtes mangé par des charognards ; -Vous pourrissez avant de pouvoir être conservé ; -Vous êtes avalé par un crocodile ; -Vous êtes enseveli par une coulée de boue et conservé comme fossile.
Vous pouvez faire plusieurs copies de la page de cartes (incluse avec cette activité) pour l’utiliser dans ce cadre. Si vous faites les vôtres, la proportion de cartes « fossilisation » par rapport aux cartes « destruction » doit être faible, imitant la faible chance de se retrouver fossilisé dans le monde réel.
5) Discutez du sens de cet exercice. Lorsque toute la classe a tiré des cartes, la discussion peut commencer. Demandez à chaque élève de discuter de son rôle d’organisme et de ce qui est arrivé à cet organisme après sa mort. Dressez une liste de ces organismes au tableau. Quels animaux sont devenus des fossiles ? Lesquels ont été détruits ? N’oubliez pas que les seuls animaux et plantes dont les futurs paléontologues sauront quelque chose sont ceux qui sont devenus des fossiles. Vous prendrez conscience de l’importante question de la partialité des archives fossiles lorsque vous comparerez la liste des fossiles avec la liste complète des animaux vivants. La liste des fossiles est-elle une bonne représentation de la communauté vivante ? Pourquoi pas ? 6) Si le temps le permet, refaites le jeu avec les mêmes animaux et plantes. En quoi les résultats sont-ils similaires ou différents ?Retour au début
ACTIVITÉ III : ADAPTATION
Message : Les organismes sont adaptés à des environnements spécifiques.
Matériel : Fournitures artistiques
Discussion : Les élèves choisissent des organismes spécifiques et développent une histoire en images sur la façon dont cet organisme est adapté à son environnement.
Procédures:
1) Demandez aux élèves de créer chacun une histoire en images du point de vue d’une plante ou d’un animal (moderne ou ancien).
2) Demandez-leur de décrire leur environnement en dessins : A quoi ressemble l’environnement ? Quelles autres sortes de plantes et d’animaux vivent avec vous ? Quelles sont tes adaptations particulières qui te permettent de survivre dans cet environnement ? Qu’est-ce que tu aimes manger ? Es-tu carnivore, herbivore ou omnivore ?
3) Après que les élèves ont terminé les dessins de leur animal ou de leur plante à la maison dans leur propre environnement, demandez-leur de refaire l’histoire en images dans un environnement » étranger « . Ils pourraient peut-être échanger leur environnement avec un camarade de classe. La plupart de ces organismes risquent d’être malheureux, c’est le moins que l’on puisse dire.
4) Faites suivre cet exercice de questions, telles que : a) Quelles sont vos chances de survie dans cet environnement étranger ? Pourquoi pensez-vous cela ? b) Si vous ne pouvez pas vivre dans ce nouvel environnement, que vous arrivera-t-il ? Demandez aux enfants de discuter de leurs chances de survie. Quelle est la probabilité qu’un animal ait déjà des adaptations qui lui permettraient de survivre dans le nouveau climat ? Quelles seraient ces adaptations ?
ACTIVITÉ III / VARIATION I : Communautés du passé
Une variante de cette activité consiste à demander aux élèves d’utiliser leur imagination et ce qu’ils savent des communautés et des fossiles pour écrire une histoire intéressante sur les communautés du passé. Dans cette version, les élèves ne peuvent être que des animaux, car ils écriront sur leurs aliments préférés. L’histoire peut être une « formule » basée sur les descriptions ci-dessous, ou peut être de forme libre.
Procédures:
1) Choisissez le rôle d’un animal ancien. Cela devrait être n’importe quel animal avec lequel les élèves sont familiers.
2) Décrivez votre environnement. Cela nécessite une certaine connaissance des écosystèmes anciens tels que reconstitués par un paléontologue ou interprétés par un garde forestier ou un guide. Laissez les élèves être aussi créatifs qu’ils le souhaitent. Certains élèves peuvent inclure des détails imaginaires de l’environnement qui n’ont pas été abordés précédemment. Cela ne pose pas de problème tant qu’ils peuvent justifier leurs raisons.
3) Décrivez votre communauté. Dans cette partie, les élèves doivent donner des exemples des autres plantes et animaux qui vivent avec eux.
4) Décris une chaîne alimentaire. Commencez par énumérer votre aliment préféré. Êtes-vous un carnivore ou un herbivore ? Si vous êtes herbivore, quel animal essaie de vous chasser ? Comment avez-vous évité d’être mangé jusqu’à présent ?
5) Décrivez une chaîne alimentaire. Imagine que ton aliment préféré disparaît. Si votre aliment préféré n’est pas disponible, que mangez-vous ? Combien de types d’aliments différents correspondent à votre régime alimentaire ? Quels autres types d’aliments les autres animaux de ta chaîne alimentaire aiment-ils manger ?
6) Imagine un grand changement. Que ferais-tu si toute ta nourriture disparaissait à cause de ce changement ? Que pourriez-vous faire ? Est-ce que tu t’éloignerais ? Comment les autres membres de votre chaîne alimentaire survivraient-ils ? C’est un exemple de catastrophe écologique car les chaînes et les réseaux alimentaires seraient obligés de se désagréger. Retour au début
ACTIVITÉ III / VARIATION II : Discuter de l’adaptation
Certains des meilleurs exemples d’adaptation sont vus dans l’adaptation au climat. En utilisant des images de différents environnements du monde, commencez par parler des environnements extrêmes. Montrez à la classe des images de l’Arctique ou de l’Antarctique et discutez des types d’adaptation nécessaires pour vivre dans un tel climat. Ensuite, discutez des déserts comme le Sahara, de la forêt tropicale du bassin de l’Amazone, des grandes plaines d’Amérique du Nord, des côtes, des marais salants, des ruisseaux de montagne ou des prairies alpines. Chacun de ces environnements présente certains défis pour les organismes qui y vivent, mais la plupart d’entre eux contiennent une multitude de plantes et d’animaux qui survivent très bien dans des conditions extrêmes. En discutant de ces organismes en termes d’adaptations, la classe apprendra à apprécier son propre environnement.
Cette activité peut devenir un exercice plus coopératif pour les élèves en leur demandant d’apporter de vieux magazines de la maison (National Geographic et autres publications d’histoire naturelle sont particulièrement utiles). Parcourez les magazines en classe à la recherche d’images qui montrent différents environnements. Essayez d’obtenir un échantillonnage de différents extrêmes de climat et de topographie.
Le changement des environnements est un autre sujet important à discuter. Il est parfois facile de prendre les environnements actuels du monde pour acquis et de supposer qu’il en a toujours été ainsi. Mais nous savons que ce n’est pas vrai. Les environnements ont changé dans le passé et ils sont toujours en train de changer d’une manière ou d’une autre. Les changements environnementaux sont difficiles à comprendre pour les humains, car ils se produisent souvent si lentement qu’il est difficile de les observer directement. Même les changements rapides qui se produisent aujourd’hui en raison de l’activité humaine sont difficiles à percevoir. Le registre fossile contient une vue comprimée de plusieurs millions d’années au cours desquelles les environnements ont changé tout comme aujourd’hui. Il est donc relativement facile d’observer les changements dans les archives fossiles. Parmi les sujets que la classe pourrait aborder en ce qui concerne les changements environnementaux, citons les changements climatiques et les résultats des changements climatiques rapides. Considérez chacun des environnements abordés lorsque la classe a parlé d’adaptation. Que se passerait-il si ce climat devenait soudainement (en quelques années ou décennies) plus chaud ou plus froid ? L’approvisionnement en nourriture est lié à cette question. Les herbivores dépendent de la végétation dans leur environnement. Les plantes sont très sensibles au climat. Que se passe-t-il si l’aliment préféré d’un herbivore disparaît ? Que se passe-t-il alors pour les carnivores qui dépendent de cet herbivore pour leur approvisionnement en nourriture ? La discussion s’élargit pour inclure l’ensemble du réseau alimentaire.
La relation entre les activités humaines et les changements environnementaux/extinction est importante à comprendre. Il en va de même pour l’importance de maintenir la diversité de la vie. La classe pourrait discuter de son propre enjeu dans cette crise et de ce qu’elle peut faire pour aider. Retour au début
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