Fiche explicative de la leçon: Clés dichotomiques Biologie • Première secondaire

Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à concevoir et utiliser une clé dichotomique.

Parfois, l’identification correcte d’une espèce peut faire la différence entre la vie et la mort. Pour les personnes qui ramassent des champignons, une identification incorrecte pourrait entraîner un empoisonnement accidentel. De même, déterminer si un serpent est venimeux aura un impact sur le traitement. Lorsque les scientifiques doivent identifier rapidement et avec précision les espèces en fonction de leurs caractéristiques, ils se tournent souvent vers un outil appelé clé dichotomique (ou clé de détermination).

Une clé dichotomique est une série de descriptions organisées en paires qui peuvent être utilisées pour identifier les organismes d’après leurs caractéristiques. Le mot dichotomique signifie « constitué de deux parties ». Ces clés sont conçues pour être utilisées avec un ensemble précis d’espèces, en répondant par oui ou non à une série de questions simples. Il est important de se rappeler qu’une clé dichotomique n’est pas un outil de classification, mais qu’elle est conçue spécifiquement pour identifier un spécimen précis dans un groupe défini de spécimens.

Exemple 1: Décrire une clé dichotomique

L’affirmation suivante explique ce qu’est une clé dichotomique : « Une clé dichotomique est une série de , regroupées par paires, conçue pour identifier un organisme d’après ses . »

1. Quel mot est le plus approprié pour remplacer le premier trou ? 
   1. descriptions
   2. organismes
   3. classes taxonomiques
2. Quel mot est le plus approprié pour remplacer le deuxième trou ? 
   1. pairs
   2. caractéristiques
   3. génétiques

Réponse

Cette question nous demande de remplir les trous d’une phrase qui explique ce qu'est une clé dichotomique et à quoi elle sert. Une clé dichotomique est un outil utilisé pour identifier les organismes. Dichotomique est un mot qui signifie « deux parties » (rappelez-vous que le préfixe di- signifie « deux »). Une clé dichotomique utilise une série d’énoncés, descriptions ou questions en oui ou non regroupées par paires, ce qui conduit à la juste identification d’un spécimen ou d’un organisme. La clé dichotomique ci-dessous est un exemple de clé conçue pour les enfants, permettant de trier les invertébrés communément retrouvés dans nos jardin.

Nous pouvons voir que chaque intersection a deux options, soit la possession soit l'absence d'une certaine caractéristique physique. Nous pouvons également noter que toutes les caractéristiques listées (en orange) sont physiques, observables.

Partie 1

En utilisant l’explication ci-dessus, nous pouvons conclure que le mot qui remplit le mieux le premier trou est la réponse A : « descriptions ».

Partie 2

En utilisant l’explication ci-dessus, nous pouvons conclure que le mot qui remplit le mieux le deuxième trou est la réponse B : « caractéristiques ».

Il y a deux formes typiques de clés dichotomiques : celles en listes, et celles en graphiques. La version liste est plus utile pour les clés dichotomiques poussées, qui peuvent identifier de nombreux spécimens différents. La version graphique est plus visuelle, mais généralement plus efficace si le nombre de spécimens reste limité. Pour utiliser l’une comme l’autre, vous devez partir du haut et continuer vers le bas, en prenant des décisions selon les descriptions et en suivant la direction correspondante.

Les clés dichotomiques représentées dans les figures 1 et 2 présentent presque les mêmes informations, dans des agencements différents. N’importe laquelle des deux peut être utilisée pour identifier les espèces des arbres tropicaux d’un parc précis. Imaginons que nous nous promenions dans ce parc et prenions la photo de l’arbre ci-dessous.

Identifions l’espèce de cet arbre en utilisant la clé dichotomique de la figure 2. L’énoncé 1 dit « les feuilles sont simples et plates ». Comme ce n’est pas le cas, nous suivons les instructions en 1b et continuons vers l’énoncé 2. L’énoncé 2 est « l’arbre est court et buissonnant ». Étant donné que l’arbre sur la photo est assez grand, nous allons suivre les instructions en 2b pour passer à l’énoncé 3. L’énoncé 3 est « les feuilles sont palmées (en éventail) ». Puisque c’est vrai, nous pouvons suivre les instructions en 3a qui nous disent que cet arbre est un palmier du Mexique, qui porte le nom scientifique de W. robusta.

Comment utiliser une clé dichotomique de type liste

Schéma d'une clé dichotomique de type liste : 

Les étapes suivantes permettent d’utiliser une clé dichotomique de type liste pour identifier un spécimen : 

1. Observez le spécimen que vous allez identifier.
2. Commencez en haut de la liste.
3. Lisez la description à la ligne 1 de la clé dichotomique.
4. Lisez les deux options, 1a et 1b, dans la clé dichotomique.
5. Décidez quelle option décrit le mieux votre spécimen.
6. Suivez la direction qui correspond à la description appropriée.
7. Répétez les étapes 3 à 6 de cette liste pour toutes les lignes restantes de la clé dichotomique jusqu’à atteindre un taxon.
8. Votre spécimen est identifié ! 

Maintenant, identifions l’espèce de cet arbre en utilisant la clé dichotomique de la figure 1. En partant du haut, la première jonction indique « feuilles composées / feuilles simples ». Puisque l’arbre de notre image a des feuilles composées, nous suivrons la branche vers la gauche. La jonction suivante dit « grand arbre / arbre court et buissonnant ». Puisque cet arbre est grand, nous suivrons la branche vers la gauche. La jonction d’après dit « feuilles pennées / feuilles palmées ». Comme les feuilles de notre arbre sont étalées en forme de doigts de la main, nous suivrons la branche de droite. La fin de cette branche nous indique que notre arbre est un « palmier du Mexique ».

Comment utiliser une clé dichotomique de type graphique

Schéma d’une clé dichotomique de type graphique : 

Voici les étapes pour utiliser une clé dichotomique de type graphique afin d’identifier un spécimen : 

1. Observez le spécimen que vous allez identifier.
2. Commencez en haut du graphique.
3. Descendez jusqu'à atteindre la première intersection.
4. Lisez les deux options.
5. Décidez quelle option décrit le mieux votre spécimen.
6. Suivez la direction, gauche ou droite, qui correspond à l’étape 5.
7. Répétez les étapes 3 à 6 jusqu’à ce que vous atteigniez un taxon à la fin d’une branche.
8. Votre spécimen est identifié ! 

Exemple 2: Utilisation d’une clé dichotomique pour identifier un invertébré commun du jardin

Une clé dichotomique simple utilisée pour identifier les invertébrés présents dans nos jardin est fournie ci-dessous. Un enfant trouve un organisme qui n’a pas d’ailes, pas de carapace et 8 pattes. En utilisant cette clé dichotomique, déterminez l’organisme qui est le plus susceptible de correspondre.

Réponse

La question nous indique que cette clé dichotomique a été conçue pour identifier les invertébrés communs du jardin. Un invertébré est un organisme qui n’a pas de colonne vertébrale. Les invertébrés ont généralement soit un corps mou rempli de liquide, soit un exosquelette, ou coquille. La question décrit ensuite l’invertébré retrouvé dans le jardin par l’enfant. Afin d’identifier l’organisme, nous devons lire la clé dichotomique en utilisant la description fournie. Pour lire la clé dichotomique, nous commençons par le haut et nous descendons jusqu'à notre première intersection. L’intersection indique « ailes » à gauche et « pas d’ailes » à droite. Comme on nous dit que l’organisme mystère n’a pas d’ailes, nous allons suivre la branche de droite. La prochaine intersection que nous atteignons est « sans coquille » à gauche et « coquille » à droite. Comme on nous dit que l’organisme en question n’a pas de coquille, nous allons suivre la branche de gauche. La prochaine intersection indique « pas de pattes » à gauche et « 8 pattes » à droite. Comme on nous a dit dans la question que cet organisme a 8 pattes, nous allons suivre la branche de droite. Cette branche se termine par l’identité de l’organisme que l’enfant a trouvé dans le jardin.

En suivant ces étapes, nous apprenons donc que l’organisme est probablement une araignée.

Exemple 3: Utilisation d’une clé dichotomique pour identifier des groupes de vertébrés

Une clé dichotomique simple, utilisée pour identifier des groupes de vertébrés, est fournie ci-dessous. Un organisme qui n’a pas de fourrure mais qui a des plumes est découvert. En utilisant cette clé dichotomique, déterminez le groupe auquel il est le plus susceptible d’appartenir.

Réponse

La question nous indique que cette clé dichotomique a été conçue pour identifier des groupes de vertébrés. Un vertébré est un organisme qui possède une colonne vertébrale. Les reptiles, les amphibiens, les oiseaux et les poissons sont des exemples de vertébrés. La question décrit ensuite l’organisme qui a été « découvert ». Afin de l’identifier, nous devons lire la clé dichotomique en utilisant la description fournie. Pour lire la clé dichotomique, nous commençons par le haut et descendons jusqu'à la première intersection. L’intersection indique « fourrure/poils » à gauche et « pas de fourrure/poils » à droite. Comme on nous a dit que l’organisme mystère n’a « pas de fourrure », nous allons suivre la branche de droite. La prochaine intersection que nous atteignons indique « pas de plumes » à gauche et « plumes » à droite. Comme on nous dit que l’organisme en question a des plumes, nous allons suivre la branche de droite. Cette branche se termine par l’identité de l’organisme décrit dans la question.

En suivant ces étapes, nous apprenons que l’organisme est probablement un oiseau.

Les clés dichotomiques sont intuitives, ce qui en fait des outils d’identification utiles et puissants. Apprenons maintenant à créer notre propre clé dichotomique.

Il y deux méthodes légèrement différentes pour concevoir et construire votre propre clé dichotomique.

Pour la première méthode, imaginons le scénario suivant.

Un étudiant participe à une activité de laboratoire dans laquelle il observe plusieurs spécimens de protistes à l’aide d’un microscope. L’élève réalise l’exercice et prend les notes présentées en figure 4.

Imaginez que nous voulions créer une clé dichotomique pour aider les autres élèves à identifier les mêmes spécimens lorsqu'ils feront cette activité de laboratoire. Comment devrions-nous procéder ? Tout d’abord, nous devons organiser nos spécimens en fonction de leurs caractères observables. Ensuite, nous devons construire notre clé dichotomique en utilisant ces informations.

Afin de planifier notre clé dichotomique et d’organiser nos informations, nous commencerons par créer un tableau comme le tableau 1. Nous allons diviser les spécimens en deux groupes, A et B, en fonction de certaines caractéristiques distinctives. Dans notre cas, nous choisissons la présence de cils. Les cils sont de courtes extensions qui dépassent de la cellule. Nous allons diviser les spécimens de sorte que les ciliés soient placés dans le groupe A et les non ciliés soient placés dans le groupe B.

Ensuite, nous allons séparer les spécimens du groupe A en deux autres groupes en fonction de leurs caractéristiques distinctives. Dans notre cas, la caractéristique est de savoir si le spécimen a été observé nageant librement ou attaché à un support. Nous appellerons ces nouveaux groupes plus petits C et D. Enfin, nous ferons de même pour le groupe B, en créant les groupes E et F en fonction de la présence d’un flagelle.

Lorsque nous créons notre clé dichotomique, nous commençons par des caractéristiques générales ou globales et continuons ensuite à faire des distinctions de plus en plus spécifiques.

Si nous avions davantage de spécimens, nous continuerions ce processus de division en groupes plus petits jusqu’à ce que chaque spécimen appartienne à un groupe à lui tout seul. Comme nous n’avons que quatre spécimens à identifier, nous en avons fini avec la planification de notre clé dichotomique. Ensuite, il suffit d’organiser les informations sous forme de graphique. La figure 5 est un exemple de ce à quoi cela ressemblerait.

Cette méthode de division des groupes en groupes plus petits est plus facile à utiliser lorsque le nombre total de spécimens est relativement petit et que vous avez l’intention de créer une clé dichotomique de type graphique.

Comment créer une clé dichotomique de type graphique

Voici les étapes pour créer une clé dichotomique de type graphique : 

1. Observez vos spécimens et prenez des notes sur leurs caractéristiques individuelles.
2. Organisez vos informations dans un tableau comme celui ci-dessous : 
   1. Séparez vos spécimens en deux groupes équilibrés en fonction d’une caractéristique observable.
   2. Répartissez ces spécimens dans les groupes a et b de votre tableau.
   3. Séparez le groupe a en deux autres groupes, les groupes c et d, en fonction d’une caractéristique observable.
   4. Séparez le groupe b en deux autres groupes, les groupes e et f, en fonction d’une caractéristique observable.
   5. Continuez à séparer chaque groupe en groupes plus petits jusqu’à ce que chaque spécimen forme son propre groupe.

      Groupe a :  - Spécimen A - Spécimen B		Groupe b :  - Spécimen C - Spécimen D
      Groupe c :  - Spécimen A ()	Groupe d :  - Spécimen B ()	Groupe e :  - Spécimen C ()	Groupe f :  - Spécimen D ()

3. Utilisez les informations de votre tableau pour dessiner une clé dichotomique similaire à celle ci-dessous.

La deuxième méthode est légèrement différente. Elle est plus utile lorsque le nombre de spécimens est plus important, ou que vous êtes spécifiquement intéressé par la création d'une clé dichotomique de type liste.

Pour pratiquer la deuxième méthode, imaginons le scénario suivant.

Un étudiant britannique a passé l’été à faire des observations sur les différentes espèces de bourdons de son écosystème local. Ses notes sont présentées en figure 6.

Imaginez que nous aimerions créer une clé dichotomique de type liste pour identifier ces différentes espèces de bourdons. Comment devrions-nous procéder ? Dès que nous faisons une clé dichotomique, nous commençons par organiser nos informations dans un tableau, puis remplissons la clé dichotomique en fonction de ce tableau.

Afin de commencer à remplir notre tableau et à organiser nos informations, nous allons trouver un spécimen qui a une caractéristique qui le distingue des autres. Nous ajouterons la caractéristique et l’espèce à la première ligne d’un tableau. Dans notre cas, nous avons noté « forme de tête allongée » car elle distingue le bourdon des jardins des 5 autres espèces. Ensuite, nous examinerons les 5 espèces restantes et en choisirons une ayant une caractéristique qui se démarque des 4 autres. Nous allons compléter la ligne 2 de notre tableau avec cette information. Nous continuerons à séparer un spécimen du reste, en ajoutant des lignes au tableau jusqu’à ce qu’il ne reste plus qu’un spécimen. Le tableau 2 est un exemple de tableau complété.

Maintenant, nous allons écrire notre clé dichotomique sous forme de liste. L’énoncé 1 de la figure 7 est la caractéristique que nous avons utilisée dans la première ligne de l’organisation du tableau 2. L’option 1a est l’espèce qui est identifiée par cet énoncé. L’option 1b demandera à l’utilisateur de « passer à l’étape 2 ». L’énoncé 2 est la caractéristique que nous avons choisie à la deuxième ligne du tableau d’organisation. L’option 2a est l’espèce identifiée par cet énoncé. L’option 2b demandera à l’utilisateur de « passer à l’étape 3 ». Si vous remplissez cette clé dichotomique en répétant ce modèle, vous finirez par obtenir le résultat illustré en figure 7.

Récapitulons maintenant ce que nous avons appris dans cette fiche explicative.