La biodiversité change au cours du temps.

Notions fondamentales : espèces, variabilité, crise biologique, extinction massive et diversification.

A la fin de cette séance j’ai compris :

• que sur de courtes échelles de temps, la biodiversité évolue
• que l’état actuel de la biodiversité correspond à une étape de l’histoire du vivant

A/ Sur de courtes échelles de temps, la biodiversité évolue

L’étude des fossiles contenus dans les roches révèle des formes de vie inconnues aujourd’hui. De la même façon, les espèces actuelles ne se retrouvent pas dans les fossiles anciens. La biodiversité actuelle correspond à une étape de l’histoire du vivant. Les espèces actuelles ne représentent qu’une petite partie de l’ensemble des espèces ayant vécu sur Terre depuis le début de la vie.

Un aperçu de ces changements en visionnant de la minute 19 à la minute 22 du documentaire « espèces d’espèces » : toutes les branches basses de l’arbre sont les espèces éteintes.

Retrouver l’exemple du groupe des Primates Homininés ici (avec des reconstitutions de leur aspect par Elisabeth Daynes)

Doc 2p58 : taux d’extinction et événements géologiques

B/ Les crises biologiques modifient la biodiversité

Les crises biologiques sont des événements majeurs qui ont touché à plusieurs reprises l’histoire de la Terre.

Quelles sont les caractéristiques d’une crise biologique ?

Document  : Étude de fossiles contenus dans les roches

Les études des roches sédimentaires montrent des peuplements différents en fonction des âges. Certaines strates (couches de roches) ne possèdent parfois plus aucune espèces fossiles au sein de groupes présents pourtant auparavant. Ces extinctions en masse sont des indices annonçant l’existence probable d’une crise biologique.

1. Entre le crétacé et le paléogène, indique les espèces qui disparaissent en rouge, régressent en bleu, se maintiennent,  en vert.
2. Indique les milieux de vie touchés par cette crise.

Bilan

Depuis que la vie est apparue, de nombreuses espèces se sont succédées sur Terre. Lorsque des groupes entiers animaux et végétaux s’éteignent simultanément, on parle de crise biologique. Elle  se caractérise par :

•  une phase d’extinction massive  pendant laquelle plus de 80 % des espèces peuvent disparaître rapidement et brutalement dans tous les milieux. C’est un phénomène mondial.
•  une phase de diversification importante des formes de vie restantes : des évolutions très rapides créent de nouvelles espèces remplaçant celles disparues (on parle de radiation évolutive).

Par exemple, après la crise Crétacé / Paléocène (-66 Ma) qui a vu la disparition des Dinosaures (entre autres), les Oiseaux et les Mammifères, déjà présents au Crétacé, ont profité des niches écologiques vacantes pour se diversifier énormément (voir ci-dessous).

Plusieurs hypothèses sont avancées pour expliquer ces crises. On pense actuellement que c’est la conjonction de plusieurs phénomènes géologiques qui est à l’origine de la crise :

• Forte activité volcanique
• Impact météoritique
• Variations climatiques

Voir séance 3 du poly de 3eme

C. Une biodiversité bouleversée par l’Homme : l’Anthropocène – livre p60-61

• Une chanson d’introduction : « les hannetons » de Frederick Mey déjà en 1975 (et la même en allemand)
• Vidéo d’introduction

L’anthropocène est la période géologique marquée par l’action de l’Homme (Anthropo-) à l’échelle globale. Son début est débattu : on peut le faire commencer aux strates incendiées caractéristiques de l’arrivée d’Homo sapiens sur un nouveau territoire (exemple en Australie, à -50.000 ans), généralement associée à la disparition de la mégafaune (donc un recul de la biodiversité, déjà). Mais cette arrivée étant étalée dans le temps, c’est une date peu fiable. On préfère la date de 1945, avec les premières bombes atomiques ayant dispersé dans l’atmosphère des radioéléments que l’on a pu retrouver simultanément dans tous les sédiments planétaires.

Le déclin actuel de la biodiversité se fait à un rythme beaucoup plus rapide que celui d’une crise biologique « normale » telle que celles connues dans le passé géologique de la Terre. Son ampleur est qualitativement forte,, avec une disparition concentrée sur quelques groupes très visibles (et quelques espèces emblématiques), et quantitativement de plus en plus documentée (effondrement des effectifs de certaines espèces).

Pour aller plus loin

• BD importance de la biodiversité pour l’Homme Partie 1 & Partie 2
• Lien vers le rapport de l’IPBES (2019) sur l’état de la biodiversité mondiale (l’Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services est l’équivalent du GIEC pour le suivi scientifique de la biodiversité) qui établit le recul de la biodiversité.
• Lien vers l’étude de Krefeld : « Les insectes sont en chute libre » (Pour la Science, 26 août 2019) qui montre que l’effondrement des populations d’insectes est générale, y compris dans les zones protégées.
• Vidéo « La 6e extinction de masse a commencé » (3’17) et extrait de JT (4’17)
• Quiz : Une biodiversité qui s’anéantit

Exercices possibles exercices 5p67 Les effets du piétinement, 8p68 Les humains et la biodiversité, 9p69 La réduction des effectifs d’oiseaux dans le monde, 10p69 La renouée du Japon, espèce invasive

• pour comprendre l’Anthropocène de façon approfondie : l’Atlas de l’Anthropocène édité par Sciences Po est disponible au CDI

Connaissances

La biodiversité évolue en permanence. Cette évolution est observable sur de courtes échelles de temps, tant au niveau génétique que spécifique. L’étude de la biodiversité du passé par l’examen des fossiles montre que l’état actuel de la biodiversité correspond à une étape de l’histoire du vivant.

Ainsi, les organismes vivants actuels ne représentent-ils qu’une infime partie des organismes ayant existé depuis le début de la vie. Les crises biologiques sont un exemple de modification importante de la biodiversité (extinctions massives suivies de diversification).

De nombreux facteurs, dont l’activité humaine, provoquent des modifications de la biodiversité.

Notions fondamentales : espèces, variabilité, crise biologique, extinction massive et diversification. Objectifs : un lien est établi entre le constat d’une évolution rapide au travers d’exemples actuels et les variations de la biodiversité planétaire à l’échelle des temps géologiques et en interaction avec les changements environnementaux.

Les élèves apprennent que la biodiversité évolue en permanence et que son évolution inclut des événements aléatoires. On présente quelques causes possibles d’une crise biologique à l’origine de perturbations importantes du fonctionnement des écosystèmes.

Capacités

– Extraire et mettre en relation des informations montrant des exemples actuels de diversifications génétiques ou de spéciations (populations de moustiques résistantes aux insecticides ; spéciation de pinsons des Galapagos, etc.).

– Étudier l’évolution de la biodiversité durant la crise Crétacé-Paléocène notamment avec le groupe des archosauriens et/ou les foraminifères marins (micro-organismes).

– Envisager les effets des pratiques humaines contemporaines sur la biodiversité (6e crise biologique) comme un exemple d’interactions entre espèces dirigeant l’évolution de la biodiversité.

– Mobiliser les acquis du collège sur l’arbre du vivant en positionnant par exemple des organismes actuels ou fossiles rencontrés lors d’activités ou sorties (muséums d’histoire naturelle, etc.).

Précisions : les deux exemples de crises suggérées sont : (1) la limite Crétacé-Paléocène (dont les causes possibles [impact météoritique et crise volcanique] seront citées comme les origines les plus probables sans être développées) et (2) la crise actuelle de la biodiversité souvent appelée par les auteurs scientifiques « 6e crise biologique ».

Pour se former :

Lien vers cours MNHN “enseigner la biodiversité”

Conférence de Le Guyader sur “l’aventure de la biodiversité” (1h40’)