Classification emboîtée du vivant

Range ces six animaux : le chat, le pigeon, la truite, le criquet, l'araignée, le crabe.

Tu as sans doute envie de les séparer en « ceux qui volent » et « ceux qui ne volent pas », ou en « ceux de la mer » et « ceux de la terre ». Ce n'est pas ainsi que procèdent les scientifiques, et pour une raison précise : ces rangements-là ne disent rien des animaux eux-mêmes, seulement de leur mode de vie.

On classe les êtres vivants d'après les attributs qu'ils possèdent. Un attribut est un caractère que l'on peut observer sur le corps d'un être vivant : un squelette interne osseux, des poils, des plumes, six pattes.

La règle tient en un mot : on classe d'après ce qu'un être vivant a, jamais d'après ce qu'il n'a pas, ni d'après l'endroit où il vit, ni d'après ce que les humains en font.

Voici la table à lire. Chaque ligne donne les attributs que possède un être vivant.

Lis-la deux fois. Tout ce que demande cette leçon se trouve dedans.

Ce que l'on gagne à classer ainsi. Quand deux êtres vivants partagent un attribut, c'est presque toujours parce qu'ils l'ont hérité d'un même ancêtre. La classification ne range donc pas les êtres vivants comme on range des chaussettes : elle raconte leur parenté. La façon de lire cette histoire dans un arbre s'apprendra en 3e ; en 6e, on apprend d'abord à faire les boîtes, et à les faire correctement.

1. Un groupe, c'est un attribut. À chaque attribut de la table correspond un groupe : celui de tous les êtres vivants qui possèdent cet attribut.

Remarque sur Les Crustacés : le crabe possède aussi dix pattes, comme le dit sa ligne de la table. Mais ce nombre de pattes n'est pas ce qui définit le groupe — certains crustacés en ont davantage. L'attribut qui définit Les Crustacés, ce sont les deux paires d'antennes.

Un groupe porte une majuscule : « Les Mammifères » n'est pas la même chose que « des mammifères » dans une phrase ordinaire.

2. Pourquoi les groupes s'emboîtent. Regarde le chat. Il possède deux attributs : un squelette interne osseux, et des poils et des mamelles. Il appartient donc à deux groupes à la fois : Les Vertébrés et Les Mammifères.

Et ce n'est pas un hasard si l'on peut dire les choses ainsi : tout animal qui a des poils et des mamelles a aussi un squelette interne osseux. Autrement dit, tous les Mammifères sont des Vertébrés — mais tous les Vertébrés ne sont pas des Mammifères, puisque la truite et le pigeon n'ont ni poils ni mamelles.

Un groupe est emboîté dans un autre lorsque tous ses membres appartiennent aussi à l'autre. On dessine alors une petite boîte entièrement à l'intérieur d'une grande.

C'est de là que vient l'expression classification emboîtée : des boîtes dans des boîtes, comme des poupées russes. Une même espèce se trouve dans plusieurs boîtes en même temps, et cela n'a rien d'un problème : c'est même exactement le but.

Les emboîtements de la table :

1. Les Mammifères sont emboîtés dans Les Vertébrés ;
2. Les Oiseaux sont emboîtés dans Les Vertébrés ;
3. Les Insectes sont emboîtés dans Les Arthropodes ;
4. Les Arachnides sont emboîtés dans Les Arthropodes ;
5. Les Crustacés sont emboîtés dans Les Arthropodes.

On peut continuer à l'intérieur : Les Félins sont emboîtés dans Les Carnivores, eux-mêmes dans Les Mammifères, eux-mêmes dans Les Vertébrés. Le chat est dans les quatre boîtes à la fois. Plus la boîte est petite, plus les êtres vivants qu'elle contient se ressemblent — et plus leur parenté est proche.

3. Trois façons de mal classer, et pourquoi elles sont fausses.

• Classer d'après ce qu'on n'a PAS. « Les invertébrés » réunirait le criquet, l'araignée, le crabe, l'escargot et la méduse au seul motif qu'aucun n'a de vertèbres. Or leurs corps n'ont rien de commun : le criquet a un squelette externe articulé, l'escargot une coquille, la méduse ni l'un ni l'autre. Une absence ne fait pas un groupe, parce qu'elle ne dit rien de ce que sont les êtres vivants réunis.
• Classer d'après le milieu de vie. Le dauphin nage, comme la truite. Faut-il les mettre ensemble ? Non : le dauphin a des poils et des mamelles, il se classe avec le chat et la souris, chez Les Mammifères. Vivre au même endroit ne prouve rien. C'est le piège le plus fréquent de tout le chapitre.
• Classer d'après l'usage qu'en font les humains. « Les animaux de la ferme » réunirait la vache, la poule et l'abeille. Le mot « ferme » ne dit rien de leurs corps : la vache et la poule ont un squelette interne osseux, l'abeille un squelette externe articulé. Un usage humain ne définit aucun groupe.

4. Et « les poissons » ? C'est un mot utile dans la vie de tous les jours, mais ce n'est pas un groupe de la classification. Ce que l'on appelle « les poissons » réunit des animaux qui n'ont pas tous le même squelette — celui de la truite est osseux, celui du requin est fait de cartilage — et que l'on rassemble surtout parce qu'ils vivent dans l'eau et qu'ils nagent. On retrouve les deux mauvaises raisons : le milieu de vie, et l'allure générale.

5. Le mot « espèce ». Une espèce rassemble des êtres vivants qui se ressemblent beaucoup et qui peuvent se reproduire entre eux. Le chat est une espèce ; Les Mammifères sont un groupe, qui en contient un très grand nombre. Ne confonds pas les deux mots : une espèce est la plus petite boîte ordinaire de la classification.

On dispose des attributs de trois êtres vivants.

Question 1 — quel attribut ces trois êtres vivants partagent-ils tous les trois ?

On compare les trois lignes, attribut par attribut. « Des poils et des mamelles » figure chez le chat et la souris, mais pas chez le pigeon. « Des plumes et un bec » ne figure que chez le pigeon.

Le seul attribut présent sur les trois lignes est un squelette interne osseux.

Ils appartiennent donc tous les trois au même groupe : Les Vertébrés.

Question 2 — quel attribut le chat et la souris partagent-ils, que le pigeon ne possède pas ?

Cette fois, on cherche un attribut présent sur deux lignes et absent de la troisième. Le squelette interne osseux ne convient pas : le pigeon le possède aussi.

Reste des poils et des mamelles, que le chat et la souris possèdent et que le pigeon ne possède pas.

Question 3 — quel groupe contient le chat et la souris, mais pas le pigeon ?

À l'attribut trouvé à la question précédente correspond un groupe : celui de tous les êtres vivants qui ont des poils et des mamelles.

C'est le groupe Les Mammifères.

Attention à la formulation : on ne dit pas « le groupe des animaux qui n'ont pas de plumes ». Ce serait classer d'après une absence, et cela réunirait aussi la truite et le lézard, qui ne sont pas des Mammifères.

Question 4 — range ces groupes du plus large au plus restreint : Les Félins, Les Vertébrés, Les Carnivores, Les Mammifères.

On procède de proche en proche, en se demandant à chaque fois si tous les membres d'un groupe appartiennent aussi à l'autre.

Tous les Mammifères ont un squelette interne osseux : Les Mammifères sont donc emboîtés dans Les Vertébrés. Tous les Carnivores sont des Mammifères. Tous les Félins sont des Carnivores.

L'ordre demandé, du plus large au plus restreint, est donc :

Le chat appartient aux quatre groupes à la fois : il est dans la plus petite boîte, donc dans toutes celles qui la contiennent.

Question 5 — un élève propose de créer le groupe « les animaux qui volent », qui réunirait le pigeon, l'abeille et la chauve-souris. Qu'en penses-tu ?

Ce groupe repose sur un mode de déplacement, et non sur un attribut du corps. Il faut donc le refuser, pour la même raison que « les animaux qui nagent ».

Regarde ce qu'il produirait sur les boîtes. Le pigeon et la chauve-souris ont un squelette interne osseux : ce sont des Vertébrés. L'abeille a un squelette externe articulé : c'est un Arthropode. Ce nouveau groupe prendrait donc une partie des Vertébrés et une partie des Arthropodes, sans contenir ni l'un ni l'autre.

Retiens la règle : deux groupes sont soit l'un entièrement dans l'autre, soit entièrement séparés — jamais à moitié superposés. Un rangement qui produit un chevauchement signale toujours qu'il ne repose pas sur un attribut.

Réflexe d'auto-contrôle : avant de répondre, souligne dans la table l'attribut sur lequel tu t'appuies. Si tu n'en trouves aucun, c'est que tu raisonnes sur autre chose — l'allure, le milieu, la taille — et que la réponse sera fausse.

Figure (fig.biology.nested-groups-boxes, SVG programmatique à produire) : deux panneaux côte à côte.

• Panneau de gauche — l'emboîtement correct. Deux grandes boîtes rectangulaires posées côte à côte, sans se toucher ni se chevaucher. La première porte, dans une étiquette collée à son bord supérieur, « Les Vertébrés — un squelette interne osseux » ; la seconde, « Les Arthropodes — un squelette externe articulé ». À l'intérieur de la première, deux boîtes plus petites, entièrement contenues et séparées l'une de l'autre : « Les Mammifères — des poils et des mamelles », qui contient les mots « le chat » et « la souris », et « Les Oiseaux — des plumes et un bec », qui contient « le pigeon » et « la mésange ». Toujours dans la première grande boîte mais en dehors des deux petites, les mots « la truite » et « le lézard ». À l'intérieur de la seconde grande boîte, trois petites boîtes séparées : « Les Insectes — six pattes et deux antennes » avec « le criquet » et « la coccinelle » ; « Les Arachnides — huit pattes » avec « l'araignée » ; « Les Crustacés — deux paires d'antennes » avec « le crabe ». Une flèche de rappel désigne « le chat » et porte la mention « il est dans la petite boîte, donc aussi dans la grande ».
• Panneau de droite — trois rangements refusés. Trois vignettes empilées, chacune barrée d'une croix nette et accompagnée de sa raison écrite en toutes lettres. Vignette 1 : une boîte étiquetée « les invertébrés » contenant « le criquet », « l'araignée », « le crabe », « l'escargot », « la méduse » ; raison : « rassemble d'après ce qu'ils N'ONT PAS ». Vignette 2 : une boîte étiquetée « les animaux qui nagent » contenant « la truite » et « le dauphin » ; raison : « le milieu de vie ne classe pas — le dauphin a des poils et des mamelles ». Vignette 3 : une boîte étiquetée « les animaux de la ferme » contenant « la vache », « la poule », « l'abeille » ; raison : « un usage humain ne classe pas ». Sous les trois vignettes, une bande commune : « un groupe se définit par un attribut que ses membres POSSÈDENT ».
• Distinction sans couleur. Les boîtes refusées sont barrées d'une croix et portent leur raison écrite ; les boîtes correctes portent leur attribut définissant dans leur étiquette. L'emboîtement se lit à la seule géométrie — une boîte à l'intérieur d'une autre — sans qu'aucune teinte soit nécessaire.

Ce qu'il faut lire. À gauche, aucune boîte ne chevauche une autre : elles sont soit l'une dans l'autre, soit entièrement séparées. C'est la signature d'une classification emboîtée correcte, et c'est ce qu'il faut vérifier du regard. À droite, les trois façons de se tromper, avec leur raison à chaque fois : ce qu'on n'a pas, où l'on vit, ce qu'on en fait.

La figure en détail : deux panneaux. À gauche, deux grandes boîtes séparées. La première, Les Vertébrés, définie par un squelette interne osseux, contient deux boîtes plus petites et séparées : Les Mammifères, définie par des poils et des mamelles, où se trouvent le chat et la souris ; et Les Oiseaux, définie par des plumes et un bec, où se trouvent le pigeon et la mésange. La truite et le lézard sont dans la grande boîte mais dans aucune des deux petites. La seconde grande boîte, Les Arthropodes, définie par un squelette externe articulé, contient trois boîtes séparées : Les Insectes avec le criquet et la coccinelle, Les Arachnides avec l'araignée, Les Crustacés avec le crabe. Une flèche rappelle que le chat, étant dans une petite boîte, est aussi dans la grande. À droite, trois rangements barrés d'une croix : le groupe des invertébrés, refusé parce qu'il rassemble d'après ce que ces animaux n'ont pas ; le groupe des animaux qui nagent, réunissant la truite et le dauphin, refusé parce que le milieu de vie ne classe pas et que le dauphin a des poils et des mamelles ; le groupe des animaux de la ferme, réunissant la vache, la poule et l'abeille, refusé parce qu'un usage humain ne classe pas.

Le symbole $\subset$ se lit « est emboîté dans » : $\text{Les Mammifères} \subset \text{Les Vertébrés}$ signifie que tous les Mammifères sont des Vertébrés. Il n'y a rien à calculer dans cette leçon : il y a des règles à appliquer sans se laisser distraire.

Domaine de validité, à ne pas sauter. Une table d'attributs ne permet de classer que les êtres vivants qu'elle contient. Ajoute une espèce à la table, et le résultat peut changer : un attribut que deux animaux étaient seuls à partager peut devenir commun à trois. Ne conclus jamais au-delà de ta table.

Comment répondre à chaque type de question.

1. On demande l'attribut que partagent X et Y ? Compare leurs deux lignes et retiens ce qui figure dans les deux.
2. On demande l'attribut que X et Y partagent mais pas Z ? Même chose, puis élimine ce que Z possède aussi.
3. On demande le groupe qui contient X et Y mais pas Z ? Trouve d'abord l'attribut, puis lis le nom du groupe correspondant.
4. On demande le groupe le plus restreint auquel X appartient ? C'est celui qui contient le moins d'êtres vivants, donc la plus petite boîte où X se trouve.
5. On te propose un groupe et on demande s'il est correct ? Pose une seule question : est-il défini par un attribut que ses membres possèdent ?

1. Classer d'après ce que les êtres vivants n'ont pas. « Les invertébrés » n'est pas un groupe de la classification : il rassemble d'après une absence de vertèbres, et met dans le même sac des animaux dont les corps n'ont rien de commun. Test : le nom du groupe contient-il « sans », « in- », « non » ? Alors ce n'en est pas un.
2. Classer d'après le milieu de vie. Le dauphin nage comme la truite, mais il possède des poils et des mamelles : c'est un Mammifère. Vivre dans l'eau ne classe pas. C'est l'erreur la plus fréquente du chapitre, et elle a une variante célèbre : « la baleine est un poisson ». Elle n'en est pas un.
3. Classer d'après la ressemblance générale. Deux animaux peuvent se ressembler beaucoup sans partager d'attribut : c'est souvent le signe qu'ils vivent de la même façon, pas qu'ils sont proches parents. Seuls les attributs comptent.
4. Classer d'après un usage humain. « Les animaux de la ferme », « les animaux domestiques », « les animaux nuisibles » : ces mots parlent des humains, pas des animaux.
5. Croire que « les poissons » est un groupe de la classification. C'est un mot commode dans la vie courante, mais les animaux qu'il réunit n'ont pas tous le même squelette, et on les rassemble surtout parce qu'ils nagent.
6. Croire qu'un être vivant ne peut appartenir qu'à un seul groupe. Le chat appartient à quatre groupes emboîtés au moins. Être dans plusieurs boîtes à la fois est la règle, pas l'exception.
7. Confondre espèce et groupe. Le chat est une espèce ; Les Mammifères sont un groupe, qui en contient des milliers.
8. Dessiner des boîtes qui se chevauchent à moitié. Dans une classification emboîtée, deux groupes sont soit l'un entièrement dans l'autre, soit entièrement séparés. Un chevauchement partiel signale toujours qu'un des deux « groupes » n'en est pas un.
9. Croire qu'une petite boîte compte moins qu'une grande. Une petite boîte contient moins d'êtres vivants, mais elle en dit plus sur eux : ses membres partagent davantage d'attributs.

Exercice type. Les trois questions ci-dessous sont exactement celles que l'exercice te posera : l'attribut partagé, le groupe qui contient deux êtres vivants mais pas un troisième, et une idée fausse à corriger. Un exercice voisin te demandera, lui, de ranger des groupes du plus large au plus restreint.

1. On donne les attributs de trois êtres vivants — le criquet : un squelette externe articulé, six pattes et deux antennes ; la coccinelle : un squelette externe articulé, six pattes et deux antennes ; l'araignée : un squelette externe articulé, huit pattes. Quel attribut le criquet et la coccinelle partagent-ils, que l'araignée ne possède pas ?
2. Avec les mêmes trois êtres vivants : quel groupe contient le criquet et la coccinelle, mais pas l'araignée ?
3. Un élève classe le dauphin avec la truite, parce que tous deux vivent dans l'eau et nagent. Que faut-il lui répondre ?

Correction.

1. On compare les trois lignes. « Un squelette externe articulé » figure chez les trois : ce n'est donc pas la réponse, puisque l'araignée le possède aussi. « Huit pattes » ne figure que chez l'araignée.

Reste six pattes et deux antennes, que le criquet et la coccinelle possèdent et que l'araignée ne possède pas.

2. À l'attribut trouvé correspond un groupe : celui de tous les êtres vivants qui ont six pattes et deux antennes. C'est le groupe Les Insectes.

Les Arthropodes ne conviendraient pas : l'araignée en fait partie elle aussi, puisqu'elle possède un squelette externe articulé. Les Arachnides ne conviendraient pas davantage : c'est le groupe de l'araignée, défini par les huit pattes.

Remarque : Les Insectes sont emboîtés dans Les Arthropodes. Le criquet appartient donc aux deux groupes à la fois.

3. Deux êtres vivants se classent ensemble quand leurs corps portent une même marque, pas quand ils vivent au même endroit.

Le dauphin a des poils et des mamelles : c'est un Mammifère. Il se classe avec le chat et la souris. La truite ne possède ni poils ni mamelles.

Les deux animaux partagent bien un attribut, un squelette interne osseux : ils sont tous deux Vertébrés. Mais cela ne les met pas dans la même petite boîte, et le fait de nager n'y est pour rien.

Deux réponses tentantes sont fausses. « Il a raison, puisque tous deux vivent dans l'eau » : c'est exactement l'idée fausse à corriger. « Il a tort, parce que le dauphin remonte respirer à la surface » : c'est exact, mais un comportement ne classe pas — ce sont les attributs du corps qui classent.

Auto-contrôle : pour chaque réponse, sois capable de désigner du doigt, dans la table, l'attribut sur lequel tu t'appuies. Si tu ne peux pas, ta réponse ne repose pas sur la classification.