Par exemple, le fait d’avoir quatre pattes ne sert à aucun regroupement au sein des mammifères, tandis qu’au sein des vertébrés, la présence des quatre pattes est une innovation évolutive qui signe l’apparentement des tétrapodes. n'utilise que la quantité d'énergie dont elle a besoin ; Pauli, Gunter Pauli & Gauthier Chapelle (2011), Chaigne A, Goubet F, Guillon V, Sciama Y (2010). Le bourgeon épidermique préfigure déjà l’écaille mais se transforme en plume. En effet, si on laisse émerger les critères de classification, on va obtenir un mélange de critères hétérogènes. Il n'a pas créé de machine volante, mais Leonardo da Vinci (1452-1519) observait l'anatomie et le vol des oiseaux, avec maintes notes et esquisses, qui ont inspiré ses machines volantes. C’est l’arbre phylogénétique qui, au final, établit l’homologie secondaire. Les représentations sur modèle sont souvent étonnantes ! Il signifie l’arbre qui raconte la genèse (genesis) des lignées (phylum). Dans une cuisine, nous regroupons des objets dans des ensembles conceptuels destinés à rendre compte de la palette gustative : fruits de mer, gibiers, volaille, poissons, fruits, légumes, etc. 3). Et en 2012-2013, ce thème a été sous la houlette de Dominique Dron l'une des actions des 5 chantiers transversaux du CGDD et de 3 de ses entités (DDD, DRI, SEEID), visant une « Ã©conomie verte, résiliente et équitable Â»[3]. Les structures ténues de la surface de certains organismes qui leur donnent leur texture ou coloration peuvent être empruntées par des écrans, carrosseries, camouflage, fenêtres ou circuits optiques... Ces couleurs structurelles sont dues au brouillage des ondes de lumière frappant la surface, plutôt qu'aux pigments[17]. En observant deux règles : la première, en plaçant dans chacun des arbres possibles les transformations des caractères, (Fig. La première des erreurs scientifiques est de se méprendre sur la nature des concepts employés. La carapace chitineuse des scarabées Stenocara a inspiré des systèmes de récupérateur d'eau dans l'air (collecteur de rosée), les carapaces de crustacés (chitine) intéressent les industriels en recherche d'alternatives écologiques au plastique et des travaux récents (2019, parue dans Acta Biomaterialia) ont montré que les tissus souples de la face ventrale du homard sont extrêmement résistants et élastiques (aussi solide que le caoutchouc industriel utilisé pour fabriquer les pneus). On peut objecter à plusieurs niveaux à ces remarques, du plus particulier au plus général : Réponse : Sont homologues deux attributs qui, pris chez des espèces différentes, entretiennent avec les structures voisines les mêmes connexions topologiques, et ceci quelles que soient leurs formes et leurs fonctions. Sacs aériens : sous forme de vessie natatoire (0) ; sous forme de poumons alvéolés fonctionnels (1). Par exemple, la classe des « reptiles » n’existe que parce qu’on a cru détecter une discontinuité d’organisation entre des amniotes poïkilothermes (« à sang froid » : tortues, lézards, crocodiles…) et des amniotes à sang chaud (mammifères et oiseaux). mais pourrait aussi servir à produire de nouvelles armes militaires ou économiques, ou contribuer à de nouveaux gaspillages de ressources. Prenons l’exemple classique du membre antérieur des tétrapodes. 6A). Le CESE note en 2016 que la différence entre la simple imitation de la nature et le biomimétisme est l'exigence de soutenabilité et que « de récentes avancées technologiques, notamment l’observation à l'échelle nanométrique nous a ouvert un champ immense d'investigations prometteuses Â»[15]. Il suffit que les enfants vérifient les attributs (arguments) que présente le mammouth et le placent en fonction : il a une tête, des yeux, un squelette à l’intérieur, une queue, quatre membres, des pavillons aux oreilles et des poils. On constate que les caractères se contredisent entre eux. Le nanobiomimétisme a déjà permis de produire des composants clés d'appareils nains comme les nanofils, les boîtes quantiques et les nanotubes d'une manière efficace et simple par rapport aux techniques lithographiques conventionnelles. Cette contradiction entre caractères, on l’appelle homoplasie, ou incohérence de la matrice. Novethic, p. 1-2 - 04/07/2011; Pauli, Gunter Pauli & Gauthier Chapelle (2011) Et la nature inventa la rupture. Si l’on se renseigne vraiment sur des sites spécialisés (et là il faudrait souvent passer du français à l’anglais), on constate que le grand projet de classer le vivant sur la base de sa phylogénie est international. Ingi Agnarsson, Cecilia Boutry, Shing-Chung Wong, Avinash Baji, Ali Dhinojwala, Andrew T. Sensenig et Todd A. Blackledge ; Giorgio-Serchi, F., Arienti, A., Corucci, F., Giorelli, M., & Laschi, C. (2017). Depuis fin 2011, l'AFNOR travaille sur un projet international de normalisation du biomimétisme, à la suite d'une demande de l'Institut allemand de normalisation (DIN) faite en mai 2011 à l'Organisation internationale de normalisation (ISO). Comme partout en sciences, la pertinence des postulats ne relève que de la fiabilité des connaissances extérieures à l’expérience, lesquelles doivent être assumées par le chercheur. C’est une sorte de jeu de piste le long d’une arborescence décisionnelle (Fig. Ces différentes propriétés se contredisant parfois entre elles quant à leurs résultats classificatoires, et par manque de cahier des charges univoque, ces méthodes ne réussirent qu’à pérenniser une bonne part des vieux cadres linnéens en les rhabillant d’évolution tout au long des deux premiers tiers du vingtième siècle. 7. Et quand les transferts se font vers l'industrie des nanotechnologies ou des biotechnologies, des risques nouveaux ou émergents en termes de santé environnementale et/ou pour les écosystèmes sont à prendre en compte. On évitera aussi de confondre classer et trier, c’est-à-dire classification et clé de détermination, confusion sous-jacente à la distinction vertébrés-invertébrés. Soit donner d’emblée l’arbre correspondant aux ensembles dessinés au tableau et laisser les enfants placer eux-mêmes les animaux au bout des branches conformément à ces ensembles, exercice qui passe nécessairement par la compréhension du rapport qu’il y a entre les branches et les ensembles. Modèles biomimétiques en biophysique moléculaire, « commission de normalisation AFNOR Biomimétique Â», « Classification, définition et développement de la terminologie de la biomimétique Â», « Description des potentiels et des limites de la biomimétique en tant que système d’innovation ou de stratégie de soutenabilité (durabilité) Â», « Description et normalisation des méthodes biomimétiques, des matériaux biomimétiques, de procédés et de produits à travers le cycle de vie complet Â», « la normalisation dans le domaine de la biomimétique est importante et innovante Â», « les travaux normatifs visent le développement d'approches de recherche industrielle directement fondées sur la richesse intrinsèque des systèmes vivants, à la fois "vivier" potentiel de solutions nouvelles pour l'homme et modèle éprouvé de durabilité Â», « allonger la durée de vie de composants et réduire leur poids. Selon une définition vieille de 150 ans, sont homologues des structures qui, prises chez des organismes différents, entretiennent avec les structures voisines les mêmes connexions et les mêmes relations topologiques, et ceci quelles que soient leur forme et leur fonction. En biophysique moléculaire, les expériences de biomimétique se font in vitro (par opposition aux expériences menées dans des cellules vivantes (in vivo) mais toutes les expériences sur cellules uniques sont, d'un certain point de vue menées in vitro). C’est tout le contraire de la clé de détermination, qui, elle, a pour vocation d’être pratique et ne dit rien sur le monde. La question est donc : parmi la chauve-souris, l’homme et le pigeon, quels sont les deux des trois les plus apparentés ? Tête, yeux : animaux (nom scientifique : métazoaires), Six pattes, antennes, ailes membraneuses : insectes (se confond avec arthropodes en absence de crustacés ou d’araignée), Squelette à l’intérieur, queue : vertébrés, Rayons dans les nageoires : actinoptérygiens, Pavillons aux oreilles, poils : mammifères. Pour cela, l’entreprise s’inspirera, dans la mesure du possible, des modèles mis en œuvre par la Nature, ses écosystèmes faisant preuve d’une grande capacité d’adaptation depuis des millions d’années… Â»[73]. Il favorise la transdisciplinarité entre équipe, et chaque équipe est coachée par des personnes aux profils commerciaux qui doivent « assurer la finalité industrielle des technologies développées Â»[67]. Ces groupes centrés sur l’homme ou, plus généralement, tout groupe prenant référence à l’extérieur de lui-même, sur un autre groupe (procaryotes, protozoaires, invertébrés, agnathes, poissons, reptiles, prosimiens, aptérygotes, etc. De quelle réalité, de quelles propriétés des objets la classification va-t-elle rendre compte ? La première étape est un travail d’observation/description. A. Dinneen, S. R., Osgood III, R. M., Greenslade, M. E., & Deravi, L. F. (2016). Certains enfants viennent même à dire que les espèces se transforment. Nous avions fait le pari (« homologie primaire ») que la mandibule faite du seul os dentaire et les mamelles avaient été acquises d’un ancêtre commun. Toutes ces étapes sont remplacées par un tableau à double entrée, donné à remplir, et qui permet de gagner du temps (Figure 8). Les classifications biologiques ont plus changé en 30 ans qu’elles n’ont changé auparavant. Trends. Le bio-mimétisme serait (pour l'AFNOR qui travaille encore à préciser sa définition) une méthode et une, Les technologies biomimétiques s'inspirent d'organismes vivants, de propriétés de leurs tissus, de leur génome, etc. On énonce alors clairement le postulat suivant : la tortue est extérieure à l’échantillon lézard + serpent + crocodile + poulet + canard + pie. En 2007, un rapport du Sénat y voit « l'une des boîtes à outils de la quatrième révolution industrielle Â»[69]. Dans un second temps, tous les arguments de tous les groupes de la classe vont être lus, commentés collectivement et affichés au tableau. Des nano- ou micro-robots apparaissent. Faire des livres sur un aspect aussi fondamental des sciences semblerait aussi futile qu’enfoncer des portes ouvertes. Remarque : les noms de taxons ne sont pas reportés dans le glossaire (agnathes, archosaures, lépidosaures, amniotes…). A deux espèces, cela n’a pas de sens. Ecole traditionnelle de la systématique évolutionniste classant êtres vivants sur la base des « affinités évolutives » (la phylogénie) autant que sur la base des « sauts adaptatifs », lesquels prenaient en compte à la fois le « degré de complexité » et des critères écologiques. Si l’un des postulats est faux, le résultat a peu de chances d’être vrai, mais alors ce n’est pas la procédure qui est en cause. Entre temps, on a multiplié le cahier des charges de la classification « naturelle ». C’est ce que font les sciences depuis leurs origines. Selon elle les leçons que nous donne la nature sont notamment qu'elle[19] : Janine Benyus insiste sur la capacité de la nature à biosynthétiser et structurer la matière organique ou minérale (ex : coquille) via des processus d'autoassemblage moléculaire auxquels le vivant intègre de l'information[18]. On exige parfois qu’une classification donnée soit pratique parce qu’on n’a pas compris que c’est elle qui créé les concepts. en oct 2017 ont réussi à obtenir des textures complexes au relief modifiable sur une « peau Â» artificielle à base de silicone[41]. On peut collecter des espèces au bord de la mer, en forêt, au bord des étangs, etc. C’est l’arbre phylogénétique qui, au final, établit l’homoplasie. On la divise communément en différents domaines (ou disciplines) qualifiés de sciences (au pluriel). Exemple : les pachydermes. Les classifications « naturelles » des seizième, dix-septième et dix-huitième siècles entendaient restituer, dans une pensée créationniste fixiste, un ordre intrinsèque à la Nature qui n’était autre que celui voulu par le créateur à l’origine du monde. Par contre, il faut faire des regroupements sur la présence commune d’états de caractères dérivés. 4), d’une part de classification et de clé de détermination, d’autre part d’un mélange de multiples cahiers des charges, linnéen typologistes (qui relève de concepts d’un autre temps), écologico-adaptatifs (qui relève de concepts différents) et phylogénétiques (qui relèvent de concepts modernes que les classificateurs ont décidé de créer). Dans chaque groupe, les enfants discutent entre eux sur ce que les animaux ont. Le transhumanisme peut se définir comme étant une façon de penser qui préconise l’utilisation des sciences et de la technologie afin d’améliorer les caractéristiques physiques et mentales des humains. Là, on pourra constater que les oiseaux et la chauve-souris qui avait été donnée en assignation ont appris à voler deux fois indépendamment. Notons toutefois que pour certains enseignants, si trier était synonyme de discriminer des objets selon un critère discontinu, ranger consistait à discriminer selon un critère continu. Notons le système d'écoute SKOP développée par une startup française, qui permet d'écouter le coeur, les poumons avec une qualité sonore qualifiée d'excellente par les professionnels. Les fiches ci-dessous ne sont bien évidemment que des évaluations et ne peuvent faire l'économie d'une première observation et d'un premier travail de représentation. On se souvient de la règle de Hennig qui consiste à ne pas établir de groupes sur la base de caractères primitifs partagés mais seulement sur la base d’un état dérivé partagé. Le monde est ce qu’il est ; la science doit en rendre compte rationnellement et ne peut dans son exercice subir les contraintes de l’utilisation des connaissances. Et la nuit, le bâtiment diffuse la chaleur emmagasinée. Deux ensembles de même niveau hiérarchique sont groupes-frères. Une bonne clé doit faire aboutir au plus vite au bon nom d’espèce, sans erreur. Cette étape est déjà contrôlée dans le secondaire puisque le tableau utilise d’emblée le bon vocabulaire. Ceci valait d’être souligné, parce que c’est de cette manière que les chercheurs sélectionnent leurs caractères. — Par Perrine Lacour. Remarque : on pourra parfois être surpris de trouver dans un musée d’anciens noms comme « poissons », « reptiles », « invertébrés », etc. Les ensembles sont reconstitués à l’aide de tous les arguments produits et validés par la classe (Figure 9). Ces ressemblances-là sont des homologies confirmées, ou « homologies secondaires ». La nature fournit une vaste gamme de structures à ces échelles, source d'inspiration pour de nouveaux matériaux. C’est ce que nous verrons dans la section suivante. Cette vision est liée au refus ou à l’échec pédagogique que constituerait une superposition brutale d’une vision du monde (scientifique) sur une autre (non scientifique). Pourquoi le chat et le lapin ont en commun des poils et des pavillons aux oreilles, alors qu’ils ne font plus de bébés ensemble ? Au sein d’un échantillon de vertébrés, avoir des poils va signer l’apparentement des mammifères de l’échantillon. Dans l’arbre b, nous sommes forcés de faire apparaître les ailes deux fois, car il n’y a pas de branche menant exclusivement au couple chauve-souris + pigeon : une fois sur la branche propre à la chauve-souris, et une fois sur la branche propre au pigeon. C'est un modèle de ventilation et d'isolation. Deux groupes-frères ont le même rang. Dans le cas présent des membranes élastomères sont enrobées de mailles textiles inextensibles et peuvent être plus ou moins « gonflées Â» pour prendre des formes pré-programmées[43]. L'expression « bio-inspiration Â» n'est pas une traduction ni une adaptation française du terme biomimicry[12] (bio-mimétisme, expression proche mais inventé par des chercheurs nord américains (dont Janine Benyus). E. Sinibaldi, G. L. Puleo, F. Mattioli, V. Mattoli, F. Di Michele, L. Beccai, F. Tramacere, S. Mancuso, B. Mazzolai*, "Osmotic actuation modelling for innovative biorobotic solutions inspired by the plant kingdom", Bioinspiration and Biomimetics, 8(2): 025002 doi:10.1088/1748-3182/8/2/025002 (2013). Se dit d’un groupe comprenant un ancêtre commun hypothétique et la totalité de ses descendants connus. « Fruits de mer » est un concept très sophistiqué. Il faudrait amener toute suite une longue liste d’exceptions, c’est-à-dire de vertébrés aquatiques qu’on ne met pas dans les poissons : cétacés, phoques, morses, otaries, loutres, siréniens, manchots, pingouins, cormorans, crocodile marin, serpent marin (Laticauda), tortues marines, ichtyosaures, sauroptérygiens, mosasaures, etc. Le mot peut d’ailleurs venir de la classe. Je fais google sur « actinoptérygiens » et je trouve 48 100 pages ; je fais google sur « poissons » et je trouve plus de seize millions de pages. 4. Par exemple, les mammifères « ont fait de la taupe » deux fois : une fois en Australie (la taupe marsupiale) et une fois en Eurasie (la taupe placentaire), sans que les ancêtres respectifs de ces animaux n’aient eu une forme de taupe. Toute classification est arbitraire. L’ontogenèse nous révèle également l’origine des organes. Mais l'extrême complexité des systèmes en biologie cellulaire ou moléculaire les limitent la modélisation à des cas particuliers. Cette discussion les pousse à observer les images et à confronter leurs savoirs sur ces espèces. Il est clair que l’on va gérer les contradictions possibles par le choix des espèces à classer (en fait, dans la réalité de la recherche, ces contradictions étaient gérées par le principe de parcimonie). Ces trois types de ressemblance ont une importance pédagogique considérable pour la préparation de séances de classes. Dans l’arbre b, on dit que l’homme et la chauve-souris sont groupes-frères. Copier le vivant pour flinguer le pétrole. Mai 2014. Pour nous, c’est regrouper des objets dans un ensemble, faire un lien entre ces objets qui fait sens. Dans ce cas, le groupe que l’on va constituer est celui des espèces de l’échantillon possédant l’état dérivé, à savoir la plume, donc le groupe poulet + canard + pie. Les discours sur les valeurs ne sont pas gérés par la science. Ces groupes ne parlent pas d’apparentement car seuls les attributs présent peuvent témoigner de l’ascendance commune. Pas de licence spécifique (droits par défaut). On peut demander à la classe pourquoi les espèces ont des choses en commun. Il faut répéter cet exercice sur chacun des trois arbres possibles, de telle manière qu’à la fin de cet exercice, tous les caractères ont été interprétés en termes de transformations évolutives dans chacun des arbres possibles. Pour leur définition, on se reportera à Lecointre et Le Guyader (2001). Si la science dit que l’homme est un animal, ce n’est pas pour le dégrader (perception par les valeurs), c’est une décision nomenclaturale fondée sur des observations : pourvu de muscles et de nerfs, l’homme possède les attributs de tous les métazoaires (= animaux). Pour l’échantillon d’espèces, cela signifie que l’un des deux états a été acquis depuis X (l’état dérivé), et l’autre a été acquis dans l’arbre avant X (l’état primitif). Cela se produit toujours : il n’existe pas de matrice de caractères qui ne contienne pas de la contradiction interne. Déterminer l’état primitif, cela se nomme polariser le(s) caractère(s). ), avant d’être des primates hominoïdes (il y a 25 m.a.). En effet, deux lignes d’argumentation se corroborent très fortement pour établir des homologies entre des os de la mandibule reptilienne et des os de l’oreille mammalienne. ((pigeon, homme), chauve-souris) : d. La procédure moderne de construction d’une classification s’emploie donc à explorer un champ d’hypothèses possibles. « Oiseaux » est un concept très sophistiqué. 3. Un exemple souvent cité du biomimétisme est l'étude des oiseaux faite pour permettre aux humains de voler ou planer. En primaire, sur le plan matériel, les mêmes feuilles sont à découper, et les enfants par petits groupes devront coller les animaux dans des ensembles argumentés. Les noms de structures anatomiques sont accessibles dans tout livre d’anatomie ou dictionnaire médical (os dentaire, articulaire, angulaire, carré, tympanique, métatarsien, marteau, enclume, radius, amnios). En ayant laissé derrière soi les activités de tri, on peut passer à une réelle séance de classification. Trends(2008) Le biomimétisme : utopie écolo ou industrie du futur ? Il suffira de mettre une croix là ou l’attribut nommé aura été observé. Des ensembles emboîtés représentent un arbre vu du dessus. Avec trois espèces, deux d’entre les trois peuvent être plus proches entre elles que chacune ne l’est de la troisième. En réalisant cet exercice sur tous les caractères, on observera que pour certains caractères il n’est pas possible de faire moins de deux transformations. Cette activité est utilisée dans les clés de détermination d’espèces mais ne constitue en aucun cas une classification. Celles-là signent un apparentement. Utilisé dans le domaine de la santé humaine et animale, le concepteur s'est inspiré de l'oreille humaine, dans toute sa simplicité. Des urbanistes se saisissent aussi du sujet, avec par exemple le projet de la ville nouvelle de Mugaon à Lavasa en Inde, le premier à intégrer les principes du biomimétisme à une ville entière[68]. Ainsi, on continuera à dire « poissons », « fruits de mer » dans une cuisine ou chez le poissonnier, et on dira « actinoptérygiens », « deutérostomiens » dans un laboratoire de zoologie ou de systématique. Les étiquettes de « groupes » dans les clés de détermination justifient les « invertébrés », les « poissons » et les « reptiles » qui sont des points de repère pratiques. Espèce ou Taxon que l’on suppose a priori extérieur à l’ensemble des espèces que l’on se propose de classer. La troisième est la ressemblance qui correspond à des caractères dérivés non obtenus par ascendance commune. Le radius du dauphin est homologue du radius de la chauve-souris, en dépit de leurs formes et tailles respectives très dissemblables : dans les deux cas ils sont connectés à un segment proximal unique lui-même connecté à la ceinture scapulaire (l’humérus). L’arbre retenu est celui qui est le plus parcimonieux. Eventuellement, on peut apprendre les noms des ensembles constitués en classe : Par cette séquence, on a atteint un certain nombre d’objectifs : Des dizaines de séances différentes peuvent être inventées sur ce modèle, en fonction de la collection d’espèces à classer. Les enseignants doivent non seulement faire face à des mots qui viennent de registres non scientifiques (« fruits de mer », « nuisibles », « bétail »), mais aussi à l’héritage culturel reflétant le passé des sciences mais pas la science actuelle (« poissons », « invertébrés », etc.). Par exemple, (Fig. (2016). Ainsi, « nuisibles », « bétail », « poissons », « invertébrés », « pachydermes », « palmipèdes » ne sont plus utiles en systématique puisqu’ils ne se conforment pas au cahier des charges de la systématique contemporaine, qui forge des ensembles pour parler des origines de ce qui existe. Professeur agrégé de SVT. On peut s’y reporter directement si les enjeux pédagogiques de la classification sont davantage nécessaires que la construction d’une phylogénie. Il n’en a jamais été question. Cet ensemble est un concept. Si, dans un échantillon de vertébrés on dispose d’un Saint-Pierre, une truite et une perche, on va pouvoir faire remarquer que ces trois-là ont des branchies. Se dit d’un groupe ne comprenant pas d’ancêtre commun hypothétique. Ces balises ont certainement contribué à entretenir la confusion entre clé et classification. Les premiers bouleversements ont été fondés sur de l’anatomie comparée. L’immeuble consomme ainsi 90% d’énergie de moins que la moyenne.[58]. Si l’ontogenèse récapitule la phylogenèse, à une communauté d’origine embryologique doit correspondre, en première approximation, une communauté d’origine phylogénétique. Le minimum d’espèces à considérer est donc de quatre. Les autres groupes seront ainsi nécessairement emboîtés dans le premier. Soit créer une séance spéciale pour laisser les enfants dessiner l’arbre eux-mêmes. C’est simplement séparer un échantillon d’objets en fonction d’arguments arbitraires. Par conséquent, nous allons créer un groupe au sein de l’échantillon, qui signera l’apparentement exclusif poulet + canard + pie, « exclusif » signifiant à l’exclusion du lézard, du serpent et du crocodile. Cela tient à de multiples raisons sociales et historiques -relevant de l’histoire des hommes comme celle des sciences- qui seraient longues à exposer ici. qui concerne l'organisation de la société. Des décennies d'étude du traitement du signal d'écholocation des cétacés et des chauves-souris ont aidé les neurosciences à mieux comprendre comment ces animaux différencient des objets d'intérêt dans un environnement et un arrière-plan complexes, via les échos qu'ils reçoivent (par l'ouïe) et un processus dit « temporal binding Â».