Biodiversité terrestre, résultat et étape de l'évolution - Cours et exercices de SVT, Seconde

Les différentes échelles de la biodiversité terrestre

La biodiversité, les biodiversités

1. La naissance du concept de biodiversité

La fascination pour la diversité du monde vivant est déjà bien présente à l'Antiquité, mais il faudra attendre le XIX^e siècle pour que l'idée de protéger la nature émerge.

Charles Darwin fournit dans son livre L'origine des espèces, publié en 1859, la première théorie scientifique convaincante sur l'origine de la diversité du vivant. Il pose les bases de la théorie de l'évolution qui changera progressivement la vision que l'Homme a sur la nature et sur lui-même et participera à l'évolution du concept de biodiversité, encore inexistant à l'époque.
Le terme biodiversité entre finalement dans le dictionnaire en 1994 et dans le langage courant.

Des mutations à l'origine de la biodiversité génétique des espèces

1. L'origine de la diversité des individus d'une même espèce

Chez un individu pluricellulaire comme l'Homme, chaque cellule contient, dans son noyau, plusieurs molécules d'ADN organisés en chromosomes.

L'Homme possède dans chacune de ses cellules 46 chromosomes. Les chromosomes vont toujours par paire : il y a donc 23 paires de chromosomes dans chaque cellule humaine dont une paire de chromosomes sexuels. (X et Y)

Des individus d'une même espèce possèdent tous les mêmes gênes sur leurs chromosomes. 

Chez l'Homme il existe environ 20 000 gènes qui sont les mêmes chez tous les êtres humains. C'est-à-dire que chaque gène code pour le même caractère chez tous les individus de l'espèce humaine.

La biodiversité évolue en permanence au cours du temps : notion d'évolution

1. La biodiversité génétique change au cours du temps

Au sein des espèce, des allèles peuvent apparaître ( grâce aux mutations) mais aussi disparaître si les individus qui les possèdent meurent sans se reproduire.

La fréquence des allèles d'un gène peut également varier au cours du temps, dans une population, si les individus qui les portent les transmettent  ou non à leur descendance. Si l'allèle est transmise alors sa fréquence augmente, si elle n'est pas transmise sa fréquence baisse.

Les fréquences alléliques au cours du temps dans une population peuvent être représentées graphiquement.

Des périodes d'évolutions rapides : les crises biologiques

1. La notion de crise biologique

Une crise biologique correspond à une extinction massive d'espèces sur une courte période de temps (de quelques années à quelques milliers d'années). On dénombre habituellement 5 crises biologiques majeures depuis l'apparition de la vie il y a environ 3,5 milliards d'années.

La crise biologique qui a le plus affecté la biodiversité sur Terre est la crise Permien-Trias il y a 245 millions d'années. Cette extinction est marquée par la disparition de 95% des espèces marines et 70% des espèces vivant sur les continents !

La crise biologique la plus connue, même si elle a eu quantitativement moins de répercussion est la Crétacé-Tertiaire il y a 65 millions d'années.

Les mécanismes de l'évolution : des forces évolutives agissent au niveau des populations

Les mécanismes de l'évolution

1. L'évolution biologique repose sur des constats

L'évolution biologique repose sur des propriétés observables des espèces : 

• Les espèces ont la propriété de varier au cours du temps. L'une des sources de cette variabilité est la mutation qui est à l'origine des allèles et de la biodiversité génétique. En effet, parents et descendants ne sont jamais exactement identiques.
• Les variations génétiques,  lorsqu'elles sont contenus dans les cellules reproductrices, sont héritables d'une génération à une autre. Cela signifie que les allèles et les caractères qu'ils codent peuvent se transmettre à la descendance. La sélection artificielle pratiquée en horticulture ou élevage repose sur cette propriété.
• Le taux de reproduction des espèces peut varier selon le milieu. Dans un milieu favorable (nourriture abondante, espace habitable, température clémente...), une espèce peut envahir très rapidement un milieu de vie. A l'inverse, les ressources et les autres espèces peuvent devenir des contraintes qui font baisser le taux de reproduction (une espèce prédatrice par exemple).

Les grandes découvertes scientifiques à l'origine de la théorie de l'évolution

1. Qu'est-ce qu'une théorie scientifique ? 

Attention, le mot « théorie » possède plusieurs sens. Nous l'abordons ici au sens scientifique.

Une théorie scientifique, comme la théorie de l'évolution, est une synthèse permettant d'expliquer un grand nombre d'observations faites dans la nature (appelées « faits d'observation »).

Une théorie scientifique permet de faire des prédictions, c'est-à-dire de formuler des résultats attendus qui seront vérifiés expérimentalement.

• Si l'expérimentation donne un résultat qui n'est pas en cohérence avec la théorie, c'est qu'elle doit être ajustée.
• Si un grand nombre de résultats et de faits d'observation ne concordent pas avec les prédictions formulées, la théorie peut être rejetée.
• Si les faits d'observations concordent avec la théorie et s'assemblent de façon logique avec les autres observations, la théorie est renforcée.

Communication intra-spécifique et sélection naturelle

1. Qu'est-ce que la communication intra-spécifique ?

La communication intra-spécifique est une communication qui a lieu entre individus d'une même espèce. Elle consiste en la transmission d'une message entre un organisme émetteur et un organisme récepteur pouvant modifier son comportement en réponse à ce message.

a. Communication intra-spécifique et nutrition

Chez les abeilles, certains individus sont spécialisés dans l'exploration de l'environnement et notamment dans la recherche de nourriture (pollen, nectar et eau, nécessaires à la production de miel). Lorsque l'abeille exploratrice (individu émetteur) rentre à la ruche après avoir trouvé une source de nourriture, elle effectue une danse devant les abeilles butineuses (individus récepteurs).