Fiche de révision : Biodiversité et évolution des populations

📋 Plan du Cours

1. Niveaux de biodiversité et espèce
2. Mesurer la biodiversité d’un milieu
3. Estimer une abondance par CMR
4. Incertitude des estimations
5. Spéciation et notions génétiques
6. Équilibre de Hardy-Weinberg
7. Forces évolutives des populations

📖 1. Niveaux de biodiversité et espèce

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce : Ensemble d’individus qui partagent un génome commun, présentent des ressemblances traduisant une parenté évolutive et peuvent se reproduire entre eux en engendrant une descendance fertile.

★ À maîtriser

• La biodiversité comprend trois niveaux :
  • la biodiversité écosystémique
  • la biodiversité spécifique
  • la biodiversité intraspécifique

Compléments

• Le critère moléculaire d’une espèce est le partage d’un génome commun, le critère phénétique repose sur les ressemblances traduisant une parenté évolutive, et le critère d’interfécondité correspond à la production d’une descendance fertile.

📖 2. Mesurer la biodiversité d’un milieu

🔑 Notions clés & Définitions

• Richesse spécifique : Nombre d’espèces différentes dans un écosystème.
• Abondance : Nombre d’individus d’une population, d’une espèce, d’un genre ou d’un taxon plus large dans un écosystème donné.

★ À maîtriser

• L’échantillonnage et le comptage consistent à compter les taxons ou individus observés dans un échantillon, puis à rapporter cet échantillon à la taille totale de l’écosystème étudié.

• 🔄 L’identification par ADN environnemental suit ces étapes : prélever un échantillon contenant de l’ADN, séparer et séquencer les ADN, comparer les ADN à des banques de données pour identifier les espèces correspondantes

Compléments

• Le comptage peut être : indirect par pièges, indirect par enregistrements photo, vidéo ou son, direct le long d’un transect, direct dans un quadrat

📌 Le comptage est facile à utiliser et peu coûteux, mais dépend fortement de la qualité de l’échantillonnage et du taxon étudié et n’est jamais exhaustif.

📌 L’ADNe ne stresse pas les individus et ne dépend pas du taxon étudié, mais son coût est assez élevé, sa fiabilité dépend de l’échantillonnage et l’ADN se dégrade rapidement, surtout dans l’eau, ce qui limite sa portée temporelle.

💡 Astuce mémo

Le comptage observe directement ou indirectement ; l’ADNe identifie les espèces à partir de leur ADN.

📖 3. Estimer une abondance par CMR

★ À maîtriser

• La capture-marquage-recapture estime l’abondance à partir de la proportion d’individus marqués lors d’une première capture puis recapturés dans une seconde capture.

Compléments

• Dans la méthode CMR, M désigne le nombre d’individus marqués à la première capture, C le nombre d’individus capturés à la seconde capture et R le nombre d’individus marqués parmi ceux capturés à la seconde capture.

📌 La méthode CMR suppose qu’un individu marqué a la même probabilité d’être recapturé qu’un individu non marqué a d’être capturé pour la première fois.

💡 Astuce mémo

Capture, marquage, recapture : M, C, puis R.

📖 4. Incertitude des estimations

🔑 Notions clés & Définitions

• Intervalle de confiance : Composé d’une valeur minimale et d’une valeur maximale entre lesquelles les résultats réels ont une probabilité donnée de se trouver.

★ À maîtriser

• Une estimation issue d’échantillons n’est pas une valeur exacte et comporte une incertitude due à la fluctuation d’échantillonnage.

• Plus l’échantillon est important, moins l’incertitude de l’estimation est élevée.

Compléments

📌 La probabilité associée à un intervalle de confiance est toujours strictement inférieure à 100 %.

• L’intervalle de confiance dépend de : la taille de la population, le nombre d’individus marqués à la première capture, le nombre de répétitions de la mesure

📖 5. Spéciation et notions génétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Spéciation : Apparition de nouvelles espèces à partir d’un ancêtre commun hypothétique par un ensemble de processus évolutifs.
• Gène : Portion d’ADN, donc ensemble de nucléotides, qui permet la formation d’une protéine.
• Allèle : Version d’un gène.
• Phénotype : Ensemble des caractères visibles d’un individu, d’une cellule ou d’une espèce.

📝 Points essentiels

• Les grandes étapes d’une spéciation sont l’isolement reproducteur de populations, l’apparition d’une nouvelle mutation puis la transmission du nouvel allèle, gène ou caractère dans la population.

💡 Astuce mémo

Isolement reproducteur → mutation → transmission du nouvel allèle.

📖 6. Équilibre de Hardy-Weinberg

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle de Hardy-Weinberg : Modèle mathématique de transmission des allèles de génération en génération lors de la reproduction sexuée.

★ À maîtriser

• Le modèle de Hardy-Weinberg suppose : une population de taille infinie, l’absence de mutation ou d’introduction d’allèles, l’absence d’avantage reproductif lié aux allèles, l’absence de modification de la taille des populations

📐 Formule - Selon le modèle de Hardy-Weinberg, les fréquences génotypiques vérifient $p^2 + 2pq + q^2 = 1$, où p et q sont les fréquences des deux allèles.

Compléments

• Lorsque ses conditions sont respectées, le modèle prévoit que les fréquences alléliques restent stables de génération en génération et que les populations n’évoluent pas.

📖 7. Forces évolutives des populations

🔑 Notions clés & Définitions

• Panmixie : Transmission des allèles au hasard lors de la formation des couples.

★ À maîtriser

• Les mutations créent de nouveaux allèles et modifient les fréquences des allèles préexistants.

• La dérive génétique réduit la diversité génétique des populations de petite taille, où le hasard pèse davantage sur la transmission des allèles lorsque tous les couples ne se forment pas.

• La sélection naturelle favorise les allèles qui procurent un avantage reproductif dans un milieu donné, notamment par une meilleure survie, une meilleure reproduction ou une descendance plus nombreuse ou plus résistante.

• La sélection sexuelle favorise les allèles qui augmentent le succès reproducteur parce que leur porteur est davantage choisi par ses partenaires sexuels.

Compléments

• L’effet de la sélection naturelle varie avec les pressions de sélection du milieu et change lorsque le milieu change.

• Les migrations peuvent créer des groupes dont les fréquences alléliques diffèrent de celles de la population initiale et qui, souvent de petite taille, sont soumis à une forte dérive génétique.

• La vie en communauté ou en société peut empêcher la panmixie lorsque les préférences sexuelles orientent la formation des couples.

• Le hasard, l’environnement, la taille et la structure des populations influencent la transmission des allèles et leur évolution.