Fiche de révision : Biodiversité et évolution

📋 Plan du Cours

1. Les échelles de la biodiversité
2. Les changements de biodiversité
3. La dérive génétique
4. Communication intraspécifique et sélection sexuelle
5. Communication et isolement reproducteur
6. Spéciation par séparation géographique
7. Mécanismes de diversité génétique

📖 1. Les échelles de la biodiversité

🔑 Notions clés & Définitions

• Biodiversité : Ensemble des formes de vie terrestres et des interactions qui les relient à toutes les échelles.
• Espèce : Ensemble d’individus suffisamment proches génétiquement pour se reproduire entre eux et avoir des descendants fertiles.

★ À maîtriser

• La biodiversité comprend trois niveaux :

  • la diversité des écosystèmes
  • la diversité des espèces
  • la diversité génétique des individus

• La diversité génétique correspond à la diversité des allèles observables au sein d’une même espèce ou d’une population de cette espèce.

Compléments

• Au sein d’une même espèce, les individus possèdent les mêmes gènes, mais peuvent porter des allèles différents de ces gènes.

• Des mutations apparues au fil des générations créent de nouveaux allèles et sont à l’origine de la diversité génétique.

• Chez l’être humain, le gène du groupe sanguin possède trois allèles : A, B et O.

• Les actions humaines peuvent modifier la biodiversité, par exemple par la destruction des écosystèmes ou par la mise en place de parcs naturels.

📖 2. Les changements de biodiversité

🔑 Notions clés & Définitions

• Crise biologique : Période courte à l’échelle des temps géologiques durant laquelle de nombreuses espèces de milieux différents disparaissent à l’échelle mondiale.

★ À maîtriser

• La biodiversité évolue au cours du temps : certaines espèces apparaissent et d’autres disparaissent, et les fossiles fournissent des indices sur les espèces disparues.

• Lors de la crise Crétacé-Tertiaire, environ 76 % des espèces marines de la planète se seraient éteintes, notamment les ammonites, les bélemnites et les rudistes, ainsi que des espèces terrestres comme les dinosaures non aviens.

• Après une crise biologique, les groupes survivants peuvent se diversifier parce qu’ils disposent de davantage de ressources alimentaires et d’habitats.

• Selon de nombreux scientifiques, une sixième crise biologique serait en cours et serait provoquée par l’action humaine.

• Les activités humaines influencent la biodiversité par :

  • la destruction des habitats
  • la pollution
  • l’introduction d’espèces invasives
  • la surexploitation de certaines espèces

Compléments

• La crise Crétacé-Tertiaire serait due à un fort volcanisme et/ou à un bombardement météoritique.

• Les mammifères se sont diversifiés après la disparition de la plupart des dinosaures.

• Près de 7 % des espèces connues auraient disparu depuis le début du XIVe siècle.

• L’aire de répartition de 40 % des espèces de mammifères aurait diminué de plus de 80 %.

• Depuis 1989, 33 % des oiseaux des milieux agricoles auraient disparu et la biomasse des insectes allemands aurait diminué de près de 80 %.

• Les espèces actuelles ne représentent qu’une infime partie du total des espèces ayant existé depuis les débuts de la vie.

• Dans le métro de Londres, une population de moustiques isolée après la construction du métro a évolué différemment de celle vivant à l’extérieur, dans un milieu plus humide, plus chaud et moins soumis aux variations saisonnières de température.

• L’isolement géographique de deux populations d’une même espèce peut conduire à l’apparition de deux espèces différentes en quelques dizaines d’années.

💡 Astuce mémo

Crise biologique → ressources et habitats disponibles → diversification des survivants.

📖 3. La dérive génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Dérive génétique : La dérive génétique correspond à une variation des fréquences des allèles au sein d’une population, qui peut entraîner la disparition définitive de certains allèles dans une population de faible effectif.

★ À maîtriser

• Pour le gène humain du groupe sanguin, les allèles A, B et O ont des fréquences moyennes respectives d’environ 20 %, 20 % et 60 %.

Compléments

• Dans une population de grand effectif, les fréquences des allèles varient peu et les différents allèles restent représentés.

• Dans une population de faible effectif, les fréquences des allèles varient fortement et certains allèles peuvent disparaître définitivement.

💡 Astuce mémo

Grande population : fréquences peu variables ; faible population : allèles susceptibles de disparaître.

📖 4. Communication intraspécifique et sélection sexuelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Communication intraspécifique : Transmission d’un message d’un organisme émetteur à un ou plusieurs récepteurs, qui peuvent modifier leur comportement en fonction du message reçu.
• Sélection sexuelle : Sélection de caractères qui confèrent un avantage dans l’accès aux partenaires sexuels et donc dans la reproduction ; elle constitue un cas particulier de sélection naturelle mettant en jeu la communication entre individus de la même espèce.

★ À maîtriser

• Les femelles sélectionnent souvent les mâles dont les caractères sexuels secondaires sont les plus développés, car ces caractères peuvent signaler un bon état de santé et favoriser la transmission de leurs allèles à la génération suivante.

📌 Des caractères sexuels secondaires extravagants sont favorisés tant que leur avantage reproductif est supérieur au désavantage qu’ils entraînent pour la survie, notamment par une visibilité accrue aux prédateurs.

Compléments

• Les messages de communication intraspécifique peuvent être : chimiques, comme les phéromones et les hormones, sonores, comme les cris et les chants, visuels, comme les formes, les couleurs et les mouvements

• La communication intraspécifique intervient dans des fonctions essentielles comme la nutrition et la défense, ainsi que dans la reproduction.

• La communication permet la reconnaissance et le choix du partenaire, notamment au moyen de parades nuptiales.

• La sélection sexuelle explique l’existence du dimorphisme sexuel, c’est-à-dire des différences d’aspect entre mâles et femelles, ainsi que celle de caractères extravagants.

💡 Astuce mémo

Un caractère extravagant handicape la survie, mais peut favoriser l’accès aux partenaires.

📖 5. Communication et isolement reproducteur

★ À maîtriser

• Des perturbations de la communication entre individus d’une même population peuvent isoler reproductivement une partie de cette population et contribuer à la spéciation.

• Une modification du message de communication ou une difficulté à le recevoir peut empêcher la reproduction entre populations et conduire à leur isolement reproducteur.

• Dans leur zone de rencontre, les pouillots verdâtres de l’ouest et de l’est ont des chants nuptiaux et des plumages si différents qu’ils ne s’accouplent pas et se comportent comme deux espèces différentes.

Compléments

• Les pouillots verdâtres se sont répandus vers l’est et l’ouest autour de l’Himalaya, puis ont migré vers le nord jusqu’à une nouvelle zone de contact.

💡 Astuce mémo

Communication modifiée → accouplements empêchés → isolement reproducteur.

📖 6. Spéciation par séparation géographique

🔑 Notions clés & Définitions

• Spéciation : Formation de nouvelles espèces lorsque des populations initialement interfécondes évoluent différemment et finissent par perdre leur capacité à se reproduire entre elles.

★ À maîtriser

• Une barrière géographique, comme une rivière ou une chaîne de montagnes, peut séparer une population en deux sous-populations qui ne se rencontrent plus et évoluent indépendamment par sélection naturelle et/ou dérive génétique.

• L’accumulation de différences au fil des générations peut faire perdre aux individus des deux populations leur capacité à se reproduire entre eux et conduire à deux nouvelles espèces.

Compléments

• L’ouverture du Grand Canyon a séparé géographiquement une population ancestrale d’écureuils en deux populations, à l’origine des écureuils d’Abert et de Kaibab, qui vivent de part et d’autre du canyon.

📖 7. Mécanismes de diversité génétique

★ À maîtriser

• La dérive génétique modifie au hasard la fréquence des allèles et son effet est plus marqué lorsque l’effectif de la population est faible.

• La sélection naturelle modifie les fréquences alléliques de façon non aléatoire en conservant les allèles les plus adaptés à l’environnement.

• Les mutations créent au hasard de nouveaux allèles et contribuent ainsi aux différences entre individus d’une même espèce.

Compléments

• La diversité génétique correspond à la diversité des allèles et constitue un aspect de la biodiversité, important pour le maintien et l’évolution des espèces.

• La combinaison des mutations, de la dérive génétique et de la sélection naturelle peut conduire à l’apparition de nouvelles espèces.