Les sciences de la Terre en prépa. TB

La diversité du vivant est le résultat d’une histoire évolutive et est en devenir permanent. Il s’agit ici de comprendre les mécanismes de l’évolution, à la lumière de la théorie synthétique de l’évolution, qui expliquent l’origine de la diversité génétique au sein des populations et des espèces, mais aussi la diversité des espèces.

Le regroupement des organismes selon leur degré de parenté conduit à la production de classifications phylogénétiques. La phylogénie permet de proposer des scénarios évolutifs qu’il s’agisse de l’histoire des taxons ou de l’histoire de caractères au sein de plusieurs taxons. En première année, l’objectif est de savoir lire et interpréter des arbres phylogénétiques. En seconde année, l’objectif est de comprendre les principes d’établissement des phylogénies et de construire des scénarios évolutifs à l’échelle de l’arbre du vivant. Cette partie permet aussi aux étudiants de prendre du recul sur l’évolution biologique, qui constitue un fil rouge des programmes, et qui vise à dépasser des obstacles épistémologiques. Il s’agit notamment de dépasser une pensée finaliste en mobilisant un raisonnement sélectif darwinien et en laissant sa place au hasard. On évite aussi toute forme de fixisme (il n'y a ni fossile vivant, ni organisme primitif, ni pérennité de l'espèce).

Quelques ressources :

Cette partie traite des cycles biogéochimiques du carbone et de l’azote ainsi que de l’impact des activités humaines sur ces cycles biogéochimiques. La section sur le cycle du carbone est l’occasion de présenter les grandes caractéristiques du cycle biogéochimique d’un élément (réservoir, flux, temps de résidence). La section sur le cycle de l’azote, facteur limitant la croissance des plantes dans la majorité des écosystèmes terrestres, montre l’importance des transformations microbiennes au cours de ce cycle et permet d’aborder la notion de couplage entre cycles biogéochimiques du carbone et l’azote.

Le programme de SVT met l'accent sur le fonctionnement global des cycles biogéochimiques par une approche intégrative et systémique. Le détail des flux biologiques et leurs liens avec les types trophiques sont abordés en Biotechnologies.

Quelques ressources :

Le sol est un système étudié en interface entre sciences de la vie et sciences de la Terre, de façon à comprendre un objet structurant la biosphère. Sa présentation, en lien avec les services écosystémiques qu'il délivre, met en exergue les raisons scientifiques qui en font un patrimoine à préserver. Dans cette partie, les différentes composantes du sol sont présentées avec une approche fonctionnelle et intégrative, en explicitant le rôle des organismes dans les processus. Les exemples et les mécanismes, exclusivement en régions tempérées, sont pris sur les sols bruns et leur devenir, les sols bruns lessivés. L'étude des sols mobilise les acquis d'écologie et de sciences de la Terre et appuie les parties sur la nutrition végétale, les cycles biogéochimiques et le climat.

Quelques ressources :

La compréhension du fonctionnement du système climatique nécessite une première approche des échanges d’énergie au sein des enveloppes externes de la Terre. Cette partie permet d’appréhender ensuite l’importance des circulations atmosphérique et océanique dans la redistribution de l’énergie à la surface du globe, permettant de définir aussi les régions climatiques terrestres.

Les climats du passé sont ensuite abordés en mettant en exergue les méthodes qui permettent de les reconstituer en s’appuyant sur les variations climatiques du quaternaire. La suite de cette partie aborde ensuite le changement climatique en cours, notamment en termes d’augmentation des températures de surface, liés à l’activité humaine, en lien avec les émissions de gaz à effet de serre. Elle s’appuie sur la variété des observations concordantes qui permettent d’établir des scénarios probables pour l’évolution future du climat de notre planète. Les effets de ces changements climatiques sur

Quelques ressources :

Cette partie a vocation à introduire les sciences de la Terre en utilisant deux approches complémentaires : pétrographique et cartographique. Elle permet de fournir quelques points de repères dans la géologie métropolitaine. Les grands ensembles géologiques de la France métropolitaine sont définis à partir de la nature des roches, de leur âge et des structures tectoniques.

Quelques ressources :

Dans cette partie, l’étude des roches sédimentaires, formées à la surface de la Terre, souligne le rôle fondamental de l’eau dans le phénomène sédimentaire. Depuis la phase primordiale d’altération et d’érosion de roches préexistantes, les produits formés, solubles et/ou solides, sont transportés jusqu’à leur milieu de sédimentation au sein d’un bassin sédimentaire. La diversité des processus d’altération, de transport et de sédimentation explique la diversité des sédiments qui évolueront via la diagenèse en roches sédimentaires, essentiellement sous l’effet de la compaction et de la cimentation. Le phénomène sédimentaire est intimement lié à l’activité biologique. Les archives sédimentaires donnent accès à des informations utiles à la reconstitution historique et paléoenvironnementale.

Quelques ressources :

Utiliser une carte géologique, associée à un corpus documentaire :

Exploiter des données sur l'altération des roches, notamment à l'aide du diagramme de Goldschmidt.

Exploiter des données de granulométrie à l'aide du diagramme de Hjulström.

Déterminer les caractéristiques physico-chimiques d'un sol :

Exploiter des données géochimiques permettant de caractériser le climat : δ¹⁸O.

S'orienter et se localiser sur le terrain et sur une carte.

Analyser un paysage ou un affleurement :

Collecter des données sur le terrain :

Exploiter des données de terrain à différentes échelles pour élaborer un modèle explicatif cohérent ou les relier à un modèle afin de l'infirmer, le conforter ou en dégager les limites.

Utiliser diverses clefs de détermination (dont des flores) et des outils numériques de détermination pour identifier un échantillon d'origine biologique ou géologique :

Identifier une roche à partir d'un échantillon macroscopique :

Identifier à l'œil nu des minéraux :

Exploiter des données morpho-anatomiques ou moléculaires pour positionner un organisme dans un arbre phylogénétique ou construire une phylogénie :

Utiliser un tableur informatique : construire un graphique, tracer une droite de régression linéaire, etc.), réaliser des calculs.

Utiliser un logiciel de modélisation : choix des paramètres pour répondre au problème posé.

Utiliser une base de données.

Exploiter les données d'un système d'information géographique (SIG) ou des modèles numériques de terrains (MNT).

Réaliser un dessin d'observation avec les conventions usuelles : fidélité, sélection des structures pertinentes, légendes, titre, échelle, orientations.

Réaliser un schéma avec figurés conventionnels (les figurés restant à la disposition des étudiants).

Réaliser un diagramme et/ou une formule florale.

Représenter des pyramides de productions de biomasse.

Représenter les données sous forme graphique : choix des axes, échelle pertinente, titre, unités.

Présenter de manière pertinente un objet biologique (coupe, prélèvement et montage, annotation, présentation comparative, schéma, dessin, échelle).

Présenter de manière pertinente un objet géologique à toutes les échelles (dessin, schéma, description, identification, présentation comparative, ellipsoïde des déformations, échelle...).

Présenter sous une forme pertinente des observations de terrain : photographie géolocalisée, film, dessin, schéma, texte, carte.