Plan du chapitre

Cours et schémas
TP 1 – L’évolution de populations de souris en Arizona – Etude de la coloration du pelage chez les souris des plages

Ce site a été réalisé par Mme et Mr ESTHER

Introduction

           

La biodiversité correspond à la diversité qui existe dans le monde vivant. Son étude peut se faire à différentes échelles (de taille et de temps).

Comment définir la biodiversité, son origine et ses évolutions au cours du temps ?

Nous traiterons d’abord des différents critères de la biodiversité, puis nous montrerons les changements anciens et récents de la biodiversité, enfin nous expliquerons les forces évolutives à l’œuvre dans ces changements constants de la biodiversité.

I – Les échelles de la biodiversité

  1. Définir la biodiversité

La biodiversité se définit par la diversité du vivant et sa dynamique aux différentes échelles. Il existe différentes échelles de la biodiversité :

  • la biodiversité des écosystèmes : des environnements présentant des conditions de vie (biotope) et des peuplements (biocénose) très différents existent sur Terre
    • ex : écosystème forestier, écosystème lacustre (= lac), écosystème de savane, …
  • la biodiversité des espèces : au sein d’un écosystème, il existe des espèces animales, végétales, de micro-organismes très différentes
    • ex dans la forêt : différents groupes d’êtres vivants comme les champignons, rongeurs, petits mammifères, fougères, arbres et arbustes occupent le même espace
  • la biodiversité des individus : au sein d’une espèce, il existe des différences entre les individus.
    • ex des chênes : taille différentes, branches à des positions différentes, nombre de feuilles, …

Document 1 – Les différents échelles de la biodiversité (Source : QCM.fr)

2. Définir la notion d’espèce

La notion d’espèce est un concept inventé par l’Homme pour mieux étudier et appréhender la nature. Cette notion est importante pour décrire la biodiversité dans notre environnement.

Une espèce se définit comme un ensemble d’individus souvent semblables, capables de se reproduire entre eux et d’avoir une descendance fertile. De nombreux exemples montrent que cette notion d’espèce est une construction, un outil intellectuel qui ne rend pas toujours bien compte de la réalité biologique.

3 – Les origines de la biodiversité

Au sein de chaque espèce, la diversité entre les individus est liée à la variabilité de l’ADN. On parle alors de diversité génétique entre les individus. Cette variabilité s’explique par les variations de séquences de nucléotides des allèles de certains gènes. Ces allèles sont issus de mutations qui se sont produites au cours des générations et qui coexistent au sein des populations. Ces allèles entraînent des différences entre les individus d’une même espèce.

II – Les changements de la biodiversité au cours du temps

1 – Des changements marqués lors des crises biologiques

L’étude des roches ayant conservé des fossiles permet de montrer les nombreux changements de la biodiversité au cours du temps. Certaines périodes se caractérisent par la disparition de nombreuses espèces vivantes suivie par l’apparition et le développement de nouvelles espèces : il s’agit de crises biologiques.

            Aujourd’hui, on observe et on comptabilise les espèces sur une courte période pour étudier l’évolution actuelle de la biodiversité.

2 – La place des activités de l’Homme dans les changements de la biodiversité

                Actuellement, la vitesse et l’ampleur de la diminution de la biodiversité mondiale suggèrent que les activités humaines en sont en grande partie responsables. Nous sommes peut-être au cours d’une nouvelle (la 6ème) crise biologique majeure.

                En effet, en modifiant les milieux, l’Homme modifie la biodiversité des écosystèmes (ex : déforestation). En chassant des espèces ciblées, il entraine leur disparition (ex : surpêche du Cabillaud). Enfin, en sélectionnant certaines variétés, l’Homme diminue aussi la diversité allélique (ex : maïs, pomme).

Document montrant les principales causes de la baisse de la biodiversité et leurs impacts sur 3 groupes d’êtres vivants.

Transition – La biodiversité présente des changements au cours des temps souvent longs. Quels sont les mécanismes qui entrainent ses changements, notamment au sein des espèces ?

III – Les mécanismes de l’évolution des espèces

  1. La sélection naturelle, une force évolutive en lien avec les caractéristiques de l’environnement

            Charles Darwin est connu pour sa démonstration de la théorie de l’évolution des espèces avec Wallace en 1858-1859, qu’il a publié, dans son ouvrage « L’Origine des Espèces ». Il s’agit d’une démonstration (théorie signifie, dans le domaine scientifique, une connaissance approuvée) d’un des mécanismes d’évolution de la biodiversité.

Dans une population où il existe plusieurs allèles d’un même gène, lorsqu’un individu porteur d’un des allèles est favorisé pour sa survie ou pour sa reproduction, alors il se reproduira statistiquement en plus grand nombre et la fréquence de cet allèle dans la population augmentera. On dit que cet allèle est favorisé par les conditions de l’environnement à ce moment-là.

A l’inverse, lorsqu’un individu porteur d’un autre allèle peut être défavorisé, cela diminue ses chances de survie et de reproduction, donc la fréquence de cet allèle aura tendance à diminuer au cours du temps.

Dans une population, l’évolution de la fréquence des allèles qui influencent la survie et/ou la reproduction des individus dépend donc des conditions de l’environnement à une période donnée : on parle de sélection naturelle.

            Attention : l’apparition des nouveaux allèles n’est pas liée aux conditions de l’environnement mais a lieu au hasard, avant les changements de conditions environnementales.

Exemples : Les Souris des sables en Arizona ; les phalènes du bouleau en Angleterre

2) La dérive génétique, une force évolutive aléatoire

Certains allèles n’influencent ni la survie, ni la reproduction des individus et ne sont pas soumis à la sélection naturelle. Par hasard, ces allèles sont plus transmis à la génération suivante que d’autres : ainsi, la dérive génétique est la modification aléatoire de la fréquence des allèles dans une population au cours des générations.

La dérive génétique affecte toutes les populations, mais elle est plus rapide dans les petites populations.

Remarque : Il est possible d’utiliser des modèles pour représenter l’évolution des fréquences alléliques au cours du temps et mieux comprendre les forces évolutives en jeu.

Conclusion

La biodiversité présente de nombreuses variations et à de nombreux impacts sur le fonctionnement de notre planète. Il est donc nécessaire de bien comprendre ses évolutions pour mieux la préserver.

Bonus

Le résumé de votre livre en vidéo