A. G.

 

En Première, nous sommes amenés à réaliser des Travaux Personnels Encadrés, dits TPE. Cette année nous devions associer SVT (Sciences de la vie et de la Terre) et SPC (Sciences Physiques et Chimiques). J’ai fait groupe avec G. de C. et P. A., amis de la même classe, et nous avons travaillé autour de la problématique : “En quoi l’analyse de l’ADN a-t-elle permis le nouvel essor de la paléontologie et de l’archéologie?”. Nous y étudions l’ADN fossile, et son aide précieuse pour l’archéologie et la paléontologie, avec la création récente de l’archéo-génétique et paléo-génétique. Cela fait partie du thème “Matière et forme” donné par l’Education Nationale. Nous avons présenté nos recherches sous la forme d’un dossier et d’un site Internet, accessible par le lien https://tpe-adn-fossile.jimdo.com/.

 

 

- Recherche du sujet

 

Nous nous sommes rapidement mis d’accord sur le thème de l’ADN. Mais c’est un sujet vaste, et après quelques recherches, nous avons décidé de nous intéresser en particulier à sa structure, son organisation et son évolution. Cependant nos professeurs encadrants sont venus nous mettre en garde de ne pas partir sur un sujet qui est étudié en classe (de la troisième, jusqu’en terminale en l'occurrence). Nous avons compris que nous devions nous axer sur un sujet où l’ADN est “outil” pour l’Homme. Nous avons fait des recherches chacun de notre côté. Pour ma part, je me suis penché sur l’ADN dans la police scientifique ainsi que sur les OGM (Organismes Génétiquement Modifiés). L’ADN cependant, constitue une trop petite place dans la police scientifique pour que nous en fassions notre sujet d’étude. Finalement, nous avons choisi de travailler sur l’ADN fossile, et sa place dans l’archéologie et la paléontologie. Étant un sujet de biochimie, il recoupe parfaitement SVT et SPC. Une ébauche de problématique a été mise en place, et la problématique actuelle n’a pas tardé à suivre.

 

 

- L'expérience

 

S’est posée la question de l’expérience. Nous voulions en faire une pour insister sur la démarche scientifique de notre TPE, comme l’avaient dit nos professeurs encadrants. J’ai trouvé une expérience facilement réalisable, l’extraction d’ADN, que j’ai soumis à mes camarades. Nous y avons beaucoup travaillé pour ne pas resté au stade de la simple extraction réalisé en classe de troisième. Nous avons fait notre maximum pour la débuter le plus tôt possible, étant donner qu’elle s’étalait sur six semaines. Nous avons donc commencé notre expérience le 9 Novembre. Nous avons cependant eu quelques difficultés à mettre au point notre protocole expérimental. Nous avions d’abord du mal à extraire de manière optimale l’ADN de l’éprouvette, et nous ne savions pas vraiment comment observer l’ADN extrait. Nous voulions tout d’abord faire des observations microscopiques pour noter un quelconque changement d’état de l’ADN, mais nous avons vite compris qu’une simple observation à l’oeil nu des quantités extraites était suffisante. Ensuite, pour l’extraction, nous avons été aidé par certains professeurs de biologie, ce qui nous a permis de faire une meilleure manipulation. Je me suis chargé de la réalisation du film, servant de compte-rendu de notre expérience.

 

 

- L’organisation du travail

 

À chaque séance de TPE, le lundi soir, nous faisions le point sur l’avancé du dossier, et nous mettions en commun nos recherches.Puis nous écrivions nos remarques. Nous nous partagions ensuite le travail à faire pour la prochaine séance, et ainsi de suite. La répartition des recherches s’est faite sans problème. D’abord selon les intérêts particuliers de chacun sur le sujet, puis selon ce qu’il restait à faire - entre autre l’introduction et la conclusion. Pour ma part, je me suis surtout chargé des recherches sur les conditions d’extraction de l’ADN, et de la partie sur l’archéologie. C’est en fait ce qui m’interessait le plus dans notre sujet : la reconstitution de l’histoire de l’Homme grâce à ses avancées scientifiques et technologiques. L’Homme avance dans le futur pour redécouvrir son passé.

 

La majorité de nos recherches se sont faites sur Internet, mais nous avons aussi utilisé quelques documents papiers -livres et revues scientifiques.

 

 

- Impressions

 

La rédaction du dossier s’est faite sans problème et nous avons formé une bonne équipe. Chacun réalisait les tâches assignées, et le dossier s’est construit régulièrement. La rédaction du dossier s’est même terminée plus tôt que prévu, ce qui nous à laissé du temps pour relire, corriger, transformer, mettre en forme, revoir la mise en page, ou encore monté le site internet, à partir du site Jimdo.

 

Je n’avais encore jamais réalisé de travail de groupe de cette envergure, et je dois dire que cela m’a bien plu. Ce TPE m’a, d’une part permis d’en savoir plus sur l’utilisation de l’ADN par les sciences du passé, et d’autre part, d’expérimenter la mise en oeuvre d’un dossier conséquent. De plus, j’ai beaucoup apprécié la réalisation de notre expérience. Nous avons dû, à partir d’une base, rédiger nous même le protocole, et mener à bien notre expérimentation.

 

 

 

G. de C.

 

L’intérêt que j’ai pour la physique me faisait attendre depuis un an avec impatience le TPE, que je comptais faire sur l’astrophysique. Pourtant, en début de Première, l’ADN me fascina de plus en plus et permettait un lien avec les SVT. Nouveau depuis cette année dans l’école, je me suis rattaché à un binôme de 2 amis qui me semblaient sympathiques et travailleurs, ce qui fut confirmé par la suite. Nous avons choisis comme sujet l’étude de l’ADN fossile, qui recoupe SPC et SVT, matières imposées mais qui me convenaient parfaitement, et le thème “Matière et forme”.

 

Nous avons travaillé autour de la problématique suivante : “En quoi l’étude de l’ADN a-t-elle permis l’essor de l’archéologie et de la paléontologie ?”. Cette problématique nous permet d’étudier la génétique, l’archéologie et la paléontologie indépendamment dans un premier temps et de l’efficacité de leur combinaison ensuite. La génétique a permis d’étudier l’ADN des fossiles et a ainsi apporté des informations nouvelles et particulièrement fiables aux sciences du passé. Nous avons présenté nos recherches et notre réponse sous la forme d’un site internet : https://tpe-adn-fossile.jimdo.com/.

 

 

 

Cherchant un sujet qui permette d’aborder à la fois SPC et SVT, l’ADN fit très rapidement notre accord mais il fut plus compliqué de préciser sous quel angle nous allions travailler ce sujet. Après quelques recherches aventureuses sur divers sujets tels les Organismes Génétiquement Modifiés, nous avons finalement choisi de nous tourner vers l’étude de l’ADN fossile car le recoupement entre les deux matières y était particulièrement évident puisqu’il s’agissait de biochimie. Etant donné que l’étude de l’ADN fossile reposait sur la naissance des deux disciplines que sont l’archéo-génétique et la paléogénétique, nous sommes tout de suite parvenu à une problématique très proche de celle actuelle.

 

Lors des séances du lundi soir, nous mettions en commun notre travail et répartissions celui a effectué pour la semaine suivante. Je fus chargé du séquençage. Mes recherches furent majoritairement en ligne mais également dans un livre du paléogénéticien Svante Pääbo et un livre sur la biologie. Lors de mes recherches en ligne, je veillais toujours à m’appuyer sur plusieurs sites à la fois, en privilégiant ceux dont les auteurs étaient reconnus et fiables, tels le CNRS et l’ENS Lyon. Je prenais des notes en fonction de ce que je comprenais et rédigeais ensuite de la façon la plus claire et concise qu’il m’était possible, ce qui me permettait de m’assurer que j’intégrais bien les nouvelles connaissances. Il me fut difficile de rendre compte de manière synthétique des nombreuses techniques entrant en jeu dans le séquençage, d’autant plus que nous n’avions pas encore vu la partie de génétique du cours de SVT. Pour cela, j’ai donc dû consulter beaucoup de sites en français et en anglais, afin d’avoir une vision globale claire du séquençage.

 

Nous voulions, encouragés par nos professeurs encadrants, réaliser une expérience réfléchie et innovante. Partant de l’extraction de l’ADN de kiwi ou de banane réalisée en Troisième, nous avons donc élaboré un protocole d’expérience qui met en évidence l’évolution de l’ADN selon certains paramètres extérieurs. Alexis réalisa un film pour rendre compte de notre expérience qui s’étalait sur 4 séances.

 

Comme support de présentation de nos recherches, nous avons créé un site à l’aide du logiciel en ligne Jimdo, pour la manipulation duquel aucune connaissance en informatique n’est requise. Malgré cet atout, la création du site a nécessité un temps conséquent. Le site internet permet un accès plus facile et agréable à nos travaux et nous donne la possibilité de partager nos résultats à un large public.

 

 

 

Nos recherches nous ont conduit à la conclusion que la génétique est maintenant un pilier essentiel des sciences du passé qui leur donne plus de rigueur et de précision. Toutefois, l’étude de l’ADN fossile reste encore très limité par le haut risque de contamination et le nombre de facteurs nécessaires à la conservation de cet ADN qui ne résiste pas plus de 50 000 ans. La réponse à laquelle nous sommes parvenus me paraît particulièrement intéressante de par son actualité. En effet, la paléogénétique et l’archéo-génétique sont actuellement en pleine floraison et pourront encore beaucoup se développer dans les prochaines années. Les découvertes se succèdent et celle de notre pourcentage inattendu de sang néandertalien illustre bien combien la génétique apporte aux sciences du passé.

 

L’expérience de ce travail de groupe fut très fructueuse pour moi car mon groupe d’histoire des arts en Troisième avait mal fonctionné et le TPE m’a permis de découvrir vraiment combien un groupe peut être efficace et mettre en valeur le travail de chacun, ce qui passe nécessairement par une bonne écoute de l’autre qui ne nous a pas fait défaut. Le thème m’a passionné et le travail que j’ai fourni m’a procuré beaucoup de plaisir. Je me suis familiarisé avec GoogleDocs, ai découvert comment créer un site et j’ai acquis un grand nombre de connaissances, surtout en génétique.

 

 

 

P. A.

 

Très intéressé par les sciences, je me suis associé avec A. G. et G. de C., pour trouver un sujet de TPE. Nous souhaitions que notre sujet de recherche s’articule aussi bien avec la biologie que la physique-chimie. En outre, nous voulions travailler sur une découverte scientifique majeure du vingtième siècle. J’ai proposé que le groupe s’intéresse à la molécule d’ADN. Les autres membres du groupe ont adhéré à la proposition, car l’ADN permet d’aborder de nombreuses problématiques, en lien avec la génétique. Par ailleurs, l’ADN, molécule codant le vivant, a suscité l’intérêt et la curiosité du groupe. Nous avons recherché les domaines ayant recours à la génétique, et ainsi découvert que l’archéologie et la paléontologie avaient développé des spécialités qui s'appuyaient sur l’analyse de l’ADN fossile. Le groupe a décidé alors d’approcher cette molécule au travers de disciplines d’étude du passé, telles que l’archéologie et la paléontologie.

 

 

Aussi avons-nous choisi de travailler sur la problématique suivante : En quoi l’analyse de l’ADN a-t-elle permis un nouvel essor de la paléontologie et de l’archéologie ?

 

La réalisation du dossier en groupe

1. L’organisation du travail et des recherches

 

Le sujet retenu relève d’un domaine scientifique très spécialisé ; aussi le groupe a-t-il décidé de pratiquer une recherche d’information, vaste et externe, utilisant plusieurs sources.

 

Pour notre recherche documentaire, nous avons utilisé Internet, ainsi que certains articles de revues scientifiques (Nature, Science) et des ouvrages publiés. Nous sommes allés au BDI, et dans des bibliothèques pour ces recherches. Puis nous avons mis les résultats de nos recherches en commun.

 

Notre réflexion collective a alors abouti au constat que la problématique renvoie à plusieurs champs d’investigation : les conditions de conservation et d’extraction de l’ADN, la reconstitution d’un ADN dégradé, et l’exploitation des données fournies par l’ADN en lien avec les connaissances de la génétique.

 

Chaque membre du groupe a ensuite orienté son travail en fonction des champs qui l’intéressaient le plus, et nous nous sommes répartis ainsi les activités. Nous avons déterminé un plan général et réparti les thèmes. Les processus de conservation de l’ADN ont capté mon attention, ainsi que la paléontologie ; j’ai donc travaillé sur ces parties, et nous avons choisi d’adopter une approche expérimentale.

 

En terme de méthode de travail, nous réalisions nos recherches durant la semaine, et procédions à une mise en commun chaque lundi.

 

 

2. La réalisation de l’expérience et l’interprétation des résultats

 

Après avoir fini les recherches documentaires, nous nous sommes concentrés sur la réalisation d’une expérience. J’ai conduit pour la première fois une recherche expérimentale en laboratoire. Cette démarche a été complètement différente de celles effectuées en cours. En effet, nous avons dû nous-même définir le protocole de l’expérience, en fonction du but poursuivi, interpréter et exploiter tout résultat observé à l’état final. Une vidéo présente le déroulement et les conclusions de cette expérience. Nous avons préféré cette approche scientifique objective, dans laquelle nous étions nous-même acteurs, à celle d’une interview.

 

 

3. La rédaction du dossier

 

Nous nous sommes divisés le travail pour progresser plus rapidement, et pour nous faciliter la compréhension de ce sujet scientifique complexe. Chaque membre a approfondi et rédigé le thème sur lequel il avait exprimé sa préférence. Ensuite, chaque membre a relu la partie rédigée par les autres, pour avoir une compréhension globale du dossier. Il y a eu des interrogations sur la mise en forme pour certaines parties. C’étaient les seules difficultées du groupe, nous en avions peu rencontrées tout au long de notre TPE, le groupe étant uni et investit dans le projet.

 

Nous avons tenté de structurer notre dossier pour en faciliter la compréhension. Notre plan ne parle cependant pas immédiatement de l’archéologie et de la paléontologie. Le lecteur pourrait alors s’interroger sur le choix de la problématique. Il s’avère cependant nécessaire de décrire les méthodes d’étude de l’ADN avant de comprendre les techniques d’utilisation de cette molécule.

 

L’introduction et la conclusion ont été réalisées en commun, ainsi que le site internet initié par G. (https://tpe-adn-fossile.jimdo.com/), afin que chacun résume le mieux possible ses recherches et les mettent en lien avec la problématique d’ensemble.

 

 

Conclusion

 

L’étude de l’ADN améliore la fiabilité des disciplines du passé que sont l’archéologie et la paléontologie, en permettant avec certitude la validation ou le rejet des hypothèses formulées. L’ADN permet aussi d’envisager de nouvelles hypothèses quant à l‘évolution des espèces. L’utilisation de la génétique a aussi mis en avant ces disciplines dans l’opinion publique et le monde scientifique.

 

Ce dossier a été très riche pour moi en matière de collaboration dans le travail. Lors de ce TPE, j’ai pu découvrir l’intérêt pour les sciences des membres de mon groupe, et confronter nos opinions scientifiques. Chacun avait une vision différente du sujet que l’on abordait, et sa méthode pour expliquer ses recherches. Chaque membre du groupe a expliqué aux autres la partie qu’il avait étudiée. J’ai ainsi beaucoup appris sur la génétique, et sur les recherches différentes des miennes. La réalisation de ce dossier m’a fait comprendre la richesse du travail en groupe, l’importance de définir une méthode et d’adopter un rythme de travail régulier. J’ai, grâce au TPE, découvert tant la méthode expérimentale, que la méthode de travail informatique des membres du groupe, que j’ai pu comparer à la mienne. J’ai ainsi appris des astuces pour être plus efficace. J’ai été plongé dans le monde de la recherche, qui est plein de potentialités et d’aléas, où les découvertes de chacun font progresser la démarche de la discipline.

 

J’espère renouveler cette expérience de travail en commun lors de mes études supérieures.