Mesure de l’angle facial pour identifier différentes espèces de la lignée humaine

Positionnement de la séance dans la progression

Cette séance correspond au 3° TP du chapitre « Parenté entre les êtres vivants actuels et fossiles ». Les TP précédents ont permis de définir la notion de parenté entre êtres vivants (notion d’espèce, existence d’ancêtres communs, état ancestral et état dérivé, élaboration d’arbres phylogénétiques) et de préciser les états dérivés qui définissent la lignée humaine par comparaison aux grands singes (bipédie, augmentation du volume crânien, régression du prognathisme).
Dans la séance de cours précédente ont été présentés des fossiles des différentes espèces de la lignée humaine, et l’évolution de la mâchoire (qui régresse au cours du temps) et du front (qui grandit avec l’augmentation du volume crânien) a été caractérisée. Certains éléments particuliers (bourrelet sus-orbitaire ou autres ) ont pu être déjà soulignés. Un des crânes utilisé dans le TP n’a jamais été montré aux élèves.

Introduction devant les élèves

Nous avons vu ensemble au dernier cours qu’il existe un nombre assez important d’espèces d’homininés fossiles. Comment font donc les paléontologues pour préciser à quelle espèce appartient un fossile qu’ils viennent de découvrir ? Durant cette séance, nous allons nous mettre dans la peau d’un paléontologue et chercher à classer ce crâne-ci (crâne inconnu des élèves) appelé crâne X dans les documents.

L’observation des différents crânes lors de la séance précédente nous a permis de remarquer deux grands trait de l’évolution humaine : la régression de la mâchoire et l’augmentation du volume crânien. Je vous propose d’utiliser ce modèle pour caractériser notre crâne « anonyme » . Dans ce but, et nous allons chercher comment quantifier (donner une valeur) le plus précisément possible l’avancée de la mâchoire.

On peut, pour cela, définir l’angle facial qui correspond à l’angle qui se trouve entre la direction de la mâchoire et celle de la face (montrer sur soi-même de profil avec ces mains voir doc papier).
Vous mesurerez cet angle dans la 1ère partie de la séance mais vous devrez élaborer le protocole de mesure. Il vous faudra alors:
- Identifier l’angle. Pour cela, il vous faudra repérer sur le crâne les directions de la mâchoire et de la face par des segmets. Ces segments seront définis chacune par 2 points, que vous devrez choisir.
- Mesurer cet angle.

Seulement un crâne est un volume sur lequel il est difficile de mesurer directement un angle. Vous utiliserez donc la méthode de projection sur un plan comme ceci : montrer sur un autre objet avec le transparent fixé sur l’aquarium et le laser. Bouger l’objet et le laser pour placer des points avec différentes couleurs sur le même transparent et projeter le transparent pour mettre en évidence les difficultés de la projection.
Indiquer la nécessité de parallélisme (crâne aquarium, laser crane).

La méthode mise au point devra être
pertinente (mesure de l'angle et utilisable sur les 2 crânes proposés)
reproductible (même résultat si autres mesures sur le même crâne)
communicable (envoi à un autre lycée)

Distribuer la fiche élève et laisser les élèves se débrouiller.

Travail à la maison après la séance

Détermination d'un crâne inconnu en donnant la méthode standard de mesure, des résultats de mesure et des valeurs de référence.