Les échelles de la biodiversité

A la fin de cette séance j’ai compris :

• ce qu’est la biodiversité
• que la biodiversité est dynamique aux différentes échelles
• ce qu’est la notion d’espèce

Notions fondamentales : biodiversité, échelles de biodiversité, variabilité, mutation, allèle

Une bande-dessinée d’introduction BD biodiversité

Décrire la biodiversité sur le terrain :

• l’inventaire faune & flore du Parc National du Mercantour : CPS « Mercantour entre monts et merveilles »
• du Parc National de Guyane : par le PN Guyane « Pleins feux sur le Haut Koursibo » 17′

A. La biodiversité s’observe à l’échelle de l’écosystème – livre p52-53

Zoom sur un écosystème local (forêt) avec diversité plantes/ animaux (13 courtes vidéos de Francis Hallé sur la forêt)

Un écosystème désigne l’ensemble formé par un milieu minéral (par exemple l’eau, les roches, l’air) appelé le biotope (dans le diaporama, les courbes de température et de précipitations), et les êtres vivants qui y vivent appelés la biocénose. La biosphère regroupe l’ensemble des écosystèmes, très différents, qui existent sur Terre. (mares, forêts, fonds marins, …).

Un écosystème se maintient par l’intermédiaire de flux entre ces différentes composantes en interaction permanente   :

• d’un  flux d’énergie (flèche rouge sur le schéma) : lumière et énergie chimique contenue dans la matière organique MO
• d’un flux de matière : transfert de gaz par exemple par certaines voies métaboliques

Certains écosystèmes contiennent une forte diversité spécifique comme par exemple la forêt équatoriale (2000 à 3000 espèces d’arbres, contre quelques dizaines en forêt tempérée). D’autres sont originaux et contiennent de nombreuses espèces endémiques (qui n’existent que dans une zone géographique limitée) : on les nomme hot-spot de biodiversité (un article de la Tour du Valat dans la Réserve Naturelle de Camargue, sud de la France). Enfin, il existe des écosystèmes courants qui offrent une diversité spécifique moindre (exemple : pelouses à étudier avec cet exercice 5p67) ; on les considère comme la biodiversité « ordinaire » mais leur dégradation rapide conduit à les protéger également.Tous ont une valeur, et la préservation de la biodiversité passe par un maintien de toutes les diversités.

Pour connecter entre eux les écosystèmes, une importance croissante est accordée aux corridors écologiques : la Trame Verte et Bleue en France (présentation=cliquer sur vidéo « continuités écologiques ») et la Trame turquoise (2′) sont des programmes de protection de ces corridors.

Une rivière restaurée écologiquement comme le Léguer en Bretagne (voir début du film 36 minutes) montre la grande richesse de cette biodiversité ordinaire quand l’Homme la laisse s’exprimer. Parallèlement, la Valserine dans l’Ain (film 22 minutes) a été peu dégradée par l’Homme et a conservé son aspect et sa biodiversité d’origine.

Une BD sur la trame verte & bleue (BD Trame verte & bleue)

Pour aller plus loin

Vidéos de présentation de quelques écosystèmes :

• les prairies (prairie humide 12’50 », prairie sèche 4’34 »)
• la forêt (9’36 »)
• la mare 18′
• la haie 8′
• les fonds marins 41′
• la montagne 50′
• la calanque méditerranéenne 52′

B. La biodiversité s’observe à l’échelle de l’espèce – livre p54-55

TP  : Biodiversité à l’échelle de l’espèce- Une nouvelle espèce d’ours ?

La notion d’espèce, qui joue un grand rôle dans la description de la biodiversité observée, est un concept créé par l’être humain.

On a déjà recensé plus de 1,7 millions d’espèces sur Terre, toutes catégories confondues, mais on estime sans aucune certitude que le nombre d’espèces différentes devrait avoisiner les 10 voire 50 millions. La plus grande incertitude vient du monde des Insectes dont on n’a répertorié probablement qu’un dixième du nombre réel d’espèces. On recense environ 16 000 nouvelles espèces chaque année (ce chiffre est limité par la rareté des scientifiques capables de décrire les nouvelles espèces, pas par les découvertes elles-mêmes). À ce rythme, répertorier effectivement le nombre réel d’espèces vivantes prendrait entre 500 et 3000 ans.

• l’inventaire faune & flore du Parc National du Mercantour : CPS « Mercantour entre monts et merveilles »

C’est la diversité interspécifique entre les différentes espèces (organisation de la classification jusqu’à l’espèce, Lifemap présentant toutes les espèces connues actuellement).

Une espèce regroupe des individus capables de se reproduire entre eux et d’engendrer une descendance viable et fertile. Ces individus présentent des similitudes dans leur anatomie et leur morphologie. La notion d’espèce est une création purement humaine qui s’applique mal sur certains cas. Dans la nature, les êtres vivants s’en moquent pas mal !

Exercice 6p68 Un drôle de félin

C. La biodiversité s’observe à l’échelle de l’individu – livre p56-57

A la fin de cette séance j’ai compris :

• que la diversité des individus reposent sur la variabilité de l’ADN
• que au sein d’une population, coexistent différents allèles vis à vis d’un gène
• que ces allèles sont issus de mutation.

On constate des variations entre membres d’une même espèce (diversité génétique intraspécifique entre races et variétés créées par l’Homme, entre sous-espèces naturelles)

TP Diversité à l’échelle de l’individu chez les Poissons-zèbres

Au sein de chaque espèce, la diversité des individus repose sur la variabilité de l’ADN : c’est la diversité génétique. Un chromosome contient une molécule d’ADN. Sur cette molécule se trouvent de nombreux gènes contenant l’information nécessaire à la réalisation d’un caractère (ex : pigment de la peau, hémoglobine…). Un gène est donc un fragment de chromosome contenant une séquence précise.

La séquence des nucléotides d’un gène peut subir une modification (perte = délétion, ajout = addition ou échange = substitution d’un nucléotide), on parle alors de mutation. Une mutation modifie donc l’information génétique sur l’ADN et crée une nouvelle variante pour ce gène c’est-à-dire un nouvel allèle.

Dans une population d’individus appartenant à une même espèce, on trouve plusieurs allèles différents pour chaque gène. La diversité des individus repose donc sur la variabilité de l’ADN.

Exercice 7p68 Biodiversité dans l’espèce humaine

Le Guide des Métiers de la Biodiversité 2014

Connaissances

Le terme de biodiversité est utilisé pour désigner la diversité du vivant et sa dynamique aux différentes échelles, depuis les variations entre membres d’une même espèce (diversité génétique) jusqu’aux différentes espèces et aux écosystèmes composant la biosphère. La notion d’espèce, qui joue un grand rôle dans la description de la biodiversité observée, est un concept créé par l’être humain. Au sein de chaque espèce, la diversité des individus repose sur la variabilité de l’ADN : c’est la diversité génétique. Différents allèles d’un même gène coexistent dans une même population, ils sont issus de mutations qui se sont produites au cours des générations.

Notions fondamentales : biodiversité, échelles de biodiversité, variabilité, mutation, allèle.

Objectifs : les acquis du collège sont mobilisés par l’étude de la biodiversité à différentes échelles. La définition de la notion d’espèce a pour principal critère le fait que les individus d’une même espèce peuvent se reproduire entre eux et engendrent une descendance viable et fertile.

Capacités

– Au cours de sorties de terrain, identifier, quantifier et comparer la biodiversité interindividuelle, spécifique et écosystémique.

– Mettre en œuvre des protocoles d’échantillonnage statistique permettant des descriptions rigoureuses concernant la biodiversité.

– Suivre une campagne d’études de la biodiversité (expéditions, sciences participatives, etc.) et/ou y participer.

– Caractériser la variabilité phénotypique chez une espèce commune animale ou végétale et envisager les causes de cette variabilité.

– Utiliser un logiciel de comparaison de séquence d’ADN pour identifier et quantifier la variabilité allélique au sein d’une espèce ou entre deux espèces apparentées.

Source TP

Source TP

variant « golden »