Comment accueillir des lycéens au Jardin botanique afin qu’ils construisent et qu’ils s’approprient in situ les connaissances et les compétences indiquées dans le programme de terminale scientifique ? À l’invitation du Jardin botanique (Faculté des Sciences de la Vie), et soutenu par le programme Investissement d’Avenir (IdEx) de l’Université de Strasbourg, l’atelier de Didactique visuelle de la Haute école des arts du Rhin s’est engagé d’octobre 2015 à juin 2016 sur la conception et la réalisation d’un parcours didactique (signalétique, « manips », supports pédagogiques imprimé et en ligne) à destination des classes de terminale scientifique. Ce projet a mobilisé l’équipe du Jardin botanique, scientifiques, jardiniers-botanistes, pédagogues, les étudiants et les enseignants de l’atelier de Didactique de la Haute école des arts du Rhin, ainsi que deux intervenants, quatre conférenciers et deux jeunes professionnels. Ce projet s’inscrit dans le cadre du programme de recherche Didactique tangible, il a permis d’étudier et de documenter les dimensions théoriques et les pratiques à l’œuvre autour de cette typologie de dispositifs de médiation scientifique : qu’ils relèvent de la création de signalétiques et de parcours pédagogiques comme des dispositifs eux-mêmes à manipuler par les visiteurs. Cette « recherche action » est une expérience de mise en synergie des compétences croisées de scientifiques et d’artistes sur un projet à l’échelle 1 qui renouvelle les méthodologies et les supports didactiques utilisés jusqu’alors au Jardin botanique de l’Université de Strasbourg. Ce site ressources est un des composants du parcours didactique « Côté cours – Apprendre autrement au jardin ». Il est la somme inédite des informations et des connaissances à acquérir d’après le programme officiel de la classe de terminale scientifique à propos des thématiques suivantes : – Comment les plantes, qui sont immobiles, font-elles face à un environnement variable ? – Comment est assurée la dispersion des fruits et des graines par un organisme fixe ? – Comment le pollen est-il transporté des étamines d’une fleur sur le stigmate d’une autre fleur ? – Comment se forment de nouvelles espèces à partir d’une population ancestrale ? – Comment l’homme obtient et améliore les plantes cultivées ? – Comment obtenir de nouvelles espèces par hybridation ?
Brassica oleracea
Chou
Fruit
Silique brun foncé, glabre, allongée, étroite.
Graine
Petite, noire, dure, disposée en rangée de 6 à 12 dans la silique.
Feuille
Grande, épaisse, ondulée, fortement nervurée, vert foncé.
Fleurs
Jaunes pâles, réunies en panicule.
Chez les plantes, les hybridations entre individus d’espèces différentes sont fréquentes. Les individus hybrides sont généralement stériles car les chromosomes issus des deux parents ne peuvent s’apparier et la méiose est impossible.
Le modèle « Brassica » propose de comprendre par quel phénomène biologique un hybride devant normalement être stérile finit par être fertile.
Les trois disques situés aux extrémités du plateau triangulaire symbolisent une cellule diploïde de trois espèces parentales de chou : le chou-rave (une variété de Brassica oleracea), le navet (une variété de Brassica rapa) et la moutarde noire (Brassica nigra). Les deux demi-disques correspondent alors à deux cellules haploïdes, c’est-à-dire à leurs gamètes.
La séparation d’un disque en deux demi-disques symbolise méiose. Chaque demi-disque part avec la moitié du nombre de chromosome de chaque espèce. Cela correspond aux lots haploïdes de chromosomes des espèces se trouvant à chaque angle du triangle.
La migration puis l’emboitement de deux demi-disques au centre représente la rencontre des gamètes au cours de la fécondation et donne lieu à la formation d’un hybride entre les deux espèces situées aux angles du plateau. Mais il s’avère sur le plateau du modèle, que les deux pièces ne peuvent s’assembler. En effet, chaque demi-disque apporte un nombre de chromosomes différent. Ces chromosomes de deux lots parentaux haploïdes différents ne peuvent pas s’apparier car aucun des chromosomes n’a son homologue.
En choisissant la bonne pièce dans le carrousel au centre du plateau et en la positionnant entre les deux demi-disques, on observe que l’assemblage devient possible. Chaque pièce du carrousel symbolise une méiose « anormale », induisant un doublement du nombre des chromosomes dans les cellules de la lignée germinale. Ainsi, chaque chromosome peut alors s’apparier avec son homologue et la méiose redevient possible, avec un nombre de chromosomes deux fois plus élevé.
La moutarde noire (2n=16) x le chou-rave (2n=18) aboutit à la moutarde d’Abyssinie (2n=(8+9)x2=34)
Le navet (2n=20) x la moutarde noire (2n=16) aboutit à la moutarde à feuilles (2n=(10+8)x2=36)
Le chou-rave (2n=18) x le navet (2n=20) aboutit au rutabaga (2n=(9+10)x2=38)
On appelle ce phénomène « polyploïdisation ». Les individus polyploïdes sont fertiles. Ils appartiennent à une nouvelle espèce végétale qui a hérité du génome des deux espèces parentales.