Enseigner l’évolution

La National Academy of Science — NAS a publié en 2012 un long article issu d’un colloque organisé en octobre 2011 et consacré à la problématique de l’enseignement des sciences de l’évolution depuis les premiers degrés primaires jusqu’aux portes de l’université.

À l’heure où le groupe de biologie du CO a pris la décision de faire de l’évolution l’élément central de l’enseignement en 11e HarmoS, ce document apporte un éclairage utile sur ce qu’il faudrait faire ou éviter, ainsi que de nombreux exemples.

Pourquoi enseigner l’évolution?

Depuis une quinzaine d’années, l’enseignement de la théorie de l’évolution dans les écoles américaines est fortement attaqué par les milieux créationnistes.

Une étude menée en 2006 par J.D. Miller, E.C Scott et S. Okamoto [1] a révélé au monde scientifique américain l’ampleur de la tâche pour réhabiliter les sciences de l’évolution auprès de leurs concitoyens.

Pour vous, la théorie de l’évolution est-elle scientifiquement valable ou non? [2]

Après l’échec des tentatives visant à interdire l’enseignement de la théorie darwiniste devant les tribunaux, la controverse avec les créationnistes persiste sous d’autres formes plus perverses.

Ainsi, un projet de loi introduit dans le Michigan proposait que les enseignants devaient:

• «utiliser la méthode scientifique pour évaluer de façon critique les théories scientifiques, y compris, mais sans s’y limiter, les théories du réchauffement climatique et de l’évolution»;
• «utiliser les données scientifiques pertinentes pour évaluer la validité de ces théories et de formuler des arguments pour et contre ces théories. »

Ce langage ouvrait la possibilité aux conseils scolaires locaux de décider s’il convenait d’exiger symétriquement l’enseignement du design intelligent (ID) alors que celle-ci n’est pas une théorie scientifique.

Un autre exemple de changement introduit en 2007 dans le curriculum de Science au Kansas est présenté dans cette page.

Être précis et prudent dans le choix des mots employés

Dans le contexte spécifique de l’Amérique et face à une contestation qui n’est pas éteinte, les rédacteurs de l’article préconisent d’éviter de s’engager dans la controverse.

Lorsqu’on évoque la théorie de l’évolution, on oublie parfois le sens populaire du mot «théorie», assimilé à une supposition (vous avez votre théorie, j’ai la mienne…). La théorie de l’évolution serait donc un corpus de règles dont on peut «refuser» la validité au bénéfice d’une autre théorie (par ex le design intelligent [3]). Parler de la science de l’évolution au lieu de théorie de l’évolution permet d’échapper à la controverse et de se situer dans une explication de nature scientifique.

D’autres mots possèdent un double sens dont il faut se méfier, comme adaptation, sélection ou le terme même d’évolution.

Comment enseigner l’évolution?

Éveiller l’intérêt des élèves

Les scientifiques pensent souvent qu’accumuler les données suffit à convaincre les indécis. Or, aux frontières de la connaissance, une discussion scientifique est un long travail de persuasion fondée sur des preuves.

Pour amener nos élèves à raisonner à partir des faits, il faut d’abord accrocher leur intérêt. Ceci ne se fait pas en accumulant les données, mais en abordant un sujet présentant des applications pratiques, telles que la médecine évolutionniste ou le contrôle des ravageurs.

Pour Robert Pennock, professeur à la Michigan State University, la plupart des scientifiques se sont intéressés à la science par des voies détournées qui les ont émotionnellement engagés. «La première chose est de savoir comment atteindre le cœur des élèves, ensuite leurs esprits pourront suivre. Les données ne sont pas la première chose. La première chose est de leur montrer en quoi un problème particulier les concerne. Puis, une fois qu’ils sont intéressés, vous pouvez présenter les données.» La même observation s’applique à l’interaction avec les médias. Les scientifiques veulent s’attarder sur les données, alors que les journalistes sont d’abord intéressés par le comment en faire une bonne histoire.

Ne pas se contenter d’enseigner les faits

Si l’on veut que les élèves distinguent science et non-science et apprécie le pouvoir explicatif des sciences de l’évolution, ils doivent être engagés dans des activités qui les éclairent sur la nature et les processus d’élaboration du savoir scientifique [4].

Il ne faut pas se contenter de présenter des faits de l’évolution. L’exercisation de la classification avec des arbres phylogénétiques est utile, mais n’enseigne rien sur les mécanismes en jeu dans l’évolution. Cette pratique n’évoque ni la variation au sein d’une espèce, ni l’héritabilité, ni la sélection responsable de la formation des espèces. C’est une évocation de faits scientifiques.

Évoquer l’évolution tout au long du curriculum plutôt que concentrer son enseignement dans un chapitre isolé.

Il n’y a pas de concept plus unificateur que l’évolution. Tout prend plus de sens en biologie à la lumière de ce concept. L’un des messages les plus importants que nous pouvons transmettre à nos élèves est le rôle de la théorie de l’évolution comme principe explicatif dans l’ensemble de la biologie. Pour communiquer efficacement et renforcer ce message, il vaut mieux intégrer l’évolution tout au long de son enseignement, plutôt que de l’isoler en tant qu’unité discrète au début ou à la fin d’un programme.

C’est cependant un sacré défi que d’aborder la contribution des sciences de l’évolution à la biologie de manière régulière dans nos leçons. Une approche possible serait la suivante:
A) introduire les concepts de base de l’évolution au début de l’année scolaire,
 B) réintégrer ces concepts dans d’autres unités, afin que les élèves comprennent que l’évolution contribue à expliquer les phénomènes aussi divers que la respiration, la photosynthèse, l’écologie et la physiologie humaine. Il s’agit de montrer par petites touches la contribution des sciences de l’évolution aux divers domaines de la biologie:

• lors de l’étude de la cellule, montrer que l’on retrouve les mêmes organites et molécules chez tous les êtres vivants.
• Lorsqu’on étudie la photosynthèse, rappelez l’origine bactérienne des chloroplastes.
• Lorsqu’on évoque le développement de l’embryon,
• etc..

 D) explorer quelques applications de la théorie de l’évolution à la résolution de problèmes pratiques de la médecine, de la conservation et de l’agriculture.

Reprenons en détail et par l’exemple les trois éléments de cette approche.

Les concepts de base à enseigner

Au niveau de nos élèves, les quatre composantes essentielles de la sélection naturelle sont les concepts évolutifs les plus importants à connaitre. Les auteurs présents à ce colloque suggèrent qu’à la fin de la douzième année d’école (donc au niveau de collège), l’élève devrait comprendre toutes les composantes de la sélection naturelle décrite ci-dessous, ainsi que la manière dont ces éléments fonctionnent ensemble et entraîne des changements évolutifs.

Variation: Toutes les formes de vie varient génétiquement sein d’une population.

Bien que le PER propose de travailler sur l’identification de différents organismes par une mise en ordre d’une collecte de matériel vivant et l’identification des caractères partagés par deux ou trois espèces différentes, l’observation de la variation au sein d’une espèce n’est pas évoquée. Pratiquement, il suffirait que la collecte précitée contienne plusieurs spécimens de chaque espèce et qu’une discussion se développe autour de la mise en évidence des différences qui sont des variations au sein d’une espèce (taille, couleur,…), et celles qui sont des critères d’identification de l’espèce.

Héritage: Les caractéristiques génétiques sont héritées des parents et sont transmises à la descendance.

On retrouve cela dans l’attente fondamentale «la diversité du vivant est issue des processus de la reproduction sexuée». Cela renvoie à l’étude des propriétés inhérentes à la ségrégation chromosomique lors de la formation des gamètes et à la sélection aléatoire des gamètes lors de la fécondation, ainsi qu’à l’étude comparée de la reproduction sexuée et asexuée en 9H et 10H

Sélection: Les organismes dont les traits qui sont favorables à leur survie et à la reproduction sont plus susceptibles de transmettre leurs gènes à la génération suivante. Le PER ne propose rien d’explicite

Temps: Le changement évolutif qui peut arriver en quelques générations, mais le changement majeur, comme la spéciation prend souvent plusieurs milliers de générations. Le PER n’évoque pas l’historicité de la vie. Notre pratique sur les arbres phylogénétiques et l’évocation d’ancêtre commun issu de l’ancien PE nous permet de mettre en évidence cette dimension du temps.

Explorer des applications actuelles de la théorie de l’évolution

Une manière de motiver les élèves est de montrer les bénéfices actuels de l’application des sciences de l’évolution, par exemple:

• le développement sans frein des espèces invasives
• la phylogénie des microorganismes pathogènes
• la dissémination des cellules cancéreuses
• la résistance aux antibiotiques
• les risques inhérents à la monoculture
• L’intolérance au lactose chez l’homme
• Le maintien de l’anémie falciforme
• la perception du gout amer chez l’homme

Il est souvent difficile pour l’enseignant d’intégrer les éléments récents de la recherche appliquée. Les ouvrages français proposent souvent des exemples axés sur l’étude du passé, beaucoup moins sur des situations modernes.

Le site Understanding évolution regroupe sur une page «Evo in the News» des articles présentant des applications dans la recherche actuelle, sur des sujets aussi différents que l’émergence des caries dentaires chez l’homme, la lutte contre la leucémie ou la malaria ou encore l’évolution rapide d’une espèce de poisson dans une rivière fortement polluée. Ce même site propose des séquences pédagogiques exploitant ces découvertes dans une partie ressource, par exemple sur de nouvelles stratégies de lutte contre le cancer.

Pour des explications plus détaillées et d’autres exemples, vous pouvez vous rendre sur le site mis en lien à la fin de ce texte. De nombreuses ressources — en anglais — sont disponibles sur le site de la Howard Hugues Medical Institut HHMI). Ce document met en lien toutes les ressources disponibles avec des éléments d’un enseignement des sciences de l’évolution. Bien sûr, tout est en anglais, mais certaines ressources vidéos sont exploitables (par exemple en coupant le son et apportant votre propre commentaire)