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La Terre est habitée par une grande diversité d’êtres vivants, dont l’espèce humaine. Cette biodiversité est dynamique et issue d’une longue histoire : l’évolution des espèces. Les activités humaines se sont développées et ont des effets directs et indirects sur les écosystèmes. Une approche systémique met en lumière les relations entre la santé humaine, la santé animale et les écosystèmes.
Les mathématiques proposent des modèles pour mieux appréhender la dynamique des systèmes vivants. L’être humain a construit des machines pour traiter l’information et a créé des langages pour les commander. Avec les méthodes de l’intelligence artificielle, il continue d’étendre les capacités de traitement de données et les domaines d’application de l’informatique.
Les thématiques abordées sont éventuellement l’occasion pour les professeurs de remobiliser des contenus mathématiques abordés dans le cadre du programme de mathématiques intégré à l’enseignement scientifique en classe de première générale, en particulier concernant les phénomènes aléatoires et les phénomènes d’évolution.
Une partie de la biodiversité actuelle est encore méconnue. Diverses approches cherchent à l’estimer et à en comprendre l’évolution. Ce thème est l’occasion d’approfondir les processus permettant l’apparition de nouveautés au sein de populations. Ces dernières sont soumises à des pressions de sélection qui vont modifier la fréquence de représentation de ces nouveautés et donc participer à l’évolution des espèces. L’être humain peut être à l’origine de façon directe ou indirecte de telles pressions. L’espèce humaine, comme les autres êtres vivants, est issue d’une histoire évolutive complexe que la paléoanthropologie cherche à retracer. Les archives paléontologiques sont rares, mais des techniques de biologie moléculaire les complètent.
La démarche de modélisation mathématique comporte plusieurs étapes : identification du type de modèle le mieux adapté pour traduire la réalité, détermination des paramètres du modèle, confrontation des résultats du modèle à des observations, qui peut conduire à limiter son domaine de validité ou à le modifier.
Les mathématiques et l’informatique contribuent à l’élaboration de modèles démographiques et au développement de l’intelligence artificielle dont les nombreuses potentialités et les limites, notamment éthiques, sont à discuter.
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