Fiche de révision : Histoire et mesure de la biodiversité

📋 Plan du Cours

1. Diversité et histoire du vivant
2. Échantillonnage par quadrats
3. Métagénomique et ADN environnemental
4. Estimation des effectifs
5. Modèles d’évolution des populations

📖 1. Diversité et histoire du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Biodiversité : Diversité du vivant à trois échelles : la diversité des écosystèmes, la diversité des espèces au sein d’un écosystème et la diversité génétique des individus au sein d’une espèce.

★ À maîtriser

• On estime que 8 à 12 millions d’espèces vivent actuellement sur Terre, mais seulement 2 millions sont connues.

• La biodiversité actuelle ne représente qu’environ un millième de la biodiversité spécifique ayant existé au cours de l’histoire évolutive.

Compléments

• Chaque année, 8 000 à 12 000 espèces disparaissent tandis que 18 000 nouvelles espèces sont découvertes.

📖 2. Échantillonnage par quadrats

🔑 Notions clés & Définitions

• Quadrat : Carré de 1 m² ou de 0,25 m² déposé aléatoirement au sol pour quantifier la richesse spécifique, mesurer la densité et déterminer la fréquence des espèces présentes.

★ À maîtriser

• 🔄 L’échantillonnage par quadrats suit plusieurs étapes :
  1. Déposer aléatoirement un ou plusieurs carrés au sol
  2. Inventorier les espèces présentes
  3. Extrapoler les résultats à une zone plus vaste

Compléments

• La technique des quadrats ne s’applique ni aux espèces mobiles ni aux espèces microscopiques.

💡 Astuce mémo

Un carré posé au hasard représente une vaste zone de terrain.

📖 3. Métagénomique et ADN environnemental

🔑 Notions clés & Définitions

• Métagénomique : Consiste à prélever l’eau ou le sol d’un milieu, à extraire et séquencer l’ADN présent, puis à comparer les séquences obtenues à une banque internationale d’ADN pour identifier les espèces.

★ À maîtriser

• Les organismes laissent des cellules dans leur milieu ; l’ADN de ces cellules est extrait d’un échantillon d’eau ou de sol, séquencé, puis comparé à une banque internationale de séquences d’ADN.

Compléments

• La comparaison des séquences d’ADN peut conduire à l’identification d’espèces et parfois à la découverte de nouvelles espèces.

💡 Astuce mémo

Cellules laissées dans le milieu → ADN extrait, séquencé puis espèces identifiées.

📖 4. Estimation des effectifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Capture-marquage-recapture : Méthode qui estime l’effectif d’une population en supposant que la proportion d’individus marqués est identique dans l’échantillon de recapture et dans la population totale.
• Intervalle de confiance : Intervalle de valeurs dans lequel est estimée la fréquence d’un caractère ou l’effectif d’une population à partir d’un échantillon, avec un niveau de confiance donné.

★ À maîtriser

📐 Formule - Avec M individus marqués initialement, N individus dans la population, m individus marqués lors de la recapture et n individus recapturés, on a $\frac{M}{N}=\frac{m}{n}$, donc $N=\frac{M\times n}{m}$.

📐 Formule - Pour un niveau de confiance de 95 %, un échantillon de taille n et une fréquence observée f, l’intervalle de confiance est $I_f=\left[f-\frac{1}{\sqrt{n}}\ ;\ f+\frac{1}{\sqrt{n}}\right]$.

Compléments

📌 Pour un niveau de confiance donné, l’estimation est d’autant plus précise que la taille de l’échantillon est grande.

💡 Astuce mémo

Marquer → recapturer → comparer les proportions → estimer l’effectif.

📖 5. Modèles d’évolution des populations

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle de Hardy-Weinberg : Modèle mathématique qui utilise la théorie des probabilités pour décrire la transmission aléatoire des allèles dans une population.
• Structure génétique : Fréquence des allèles d’un gène dans une population.

★ À maîtriser

📌 En assimilant les probabilités à des fréquences pour de grands effectifs selon la loi des grands nombres, le modèle de Hardy-Weinberg prédit que la structure génétique d’une population peut rester stable d’une génération à l’autre sous certaines conditions.

Compléments

• L’une des conditions énoncées pour la stabilité de la structure génétique dans le modèle de Hardy-Weinberg est que la population ait un effectif infini.

📊 Tableaux de synthèse

Échelles de la biodiversité