QCM : Histoire et mesure de la biodiversité (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Qu’est-ce qu’un quadrat utilisé pour étudier la biodiversité ?

Un échantillon de sol analysé en laboratoire pour séquencer l’ADN des organismes
Une ligne de mesure parcourue pour suivre les déplacements des espèces mobiles
Un carré de surface définie, déposé aléatoirement pour inventorier les espèces d’une zone
Un filet de capture déplacé dans une zone pour recueillir les animaux présents

Un carré de surface définie, déposé aléatoirement pour inventorier les espèces d’une zone

Explication

Un quadrat est un carré de 1 m² ou de 0,25 m² placé aléatoirement au sol afin de quantifier la richesse spécifique, la densité et la fréquence des espèces. Le séquençage de l’ADN relève de la métagénomique, et non de la définition d’un quadrat.

2. Pour une fréquence observée de f=0,40f=0{,}40 dans un échantillon de taille n=100n=100, quel est l’intervalle de confiance à 95 % selon la formule donnée ?

[0,30 ; 0,50][0{,}30\ ;\ 0{,}50]
[0,39 ; 0,41][0{,}39\ ;\ 0{,}41]
[0,20 ; 0,60][0{,}20\ ;\ 0{,}60]
[0,35 ; 0,45][0{,}35\ ;\ 0{,}45]

$$[0{,}30\ ;\ 0{,}50]$$

Explication

Comme 1100=0,10\frac{1}{\sqrt{100}}=0{,}10, on obtient If=[0,40−0,10 ; 0,40+0,10]=[0,30 ; 0,50]I_f=[0{,}40-0{,}10\ ;\ 0{,}40+0{,}10]=[0{,}30\ ;\ 0{,}50]. L’incertitude est donc de 0,10 de part et d’autre de la fréquence observée.

3. Une population compte 40 individus marqués initialement, puis 20 individus sont recapturés, dont 5 sont marqués ; quel effectif total est estimé ?

160 individus
80 individus
50 individus
100 individus

160 individus

Explication

La formule donne N=M×nm=40×205=160N=\frac{M\times n}{m}=\frac{40\times20}{5}=160 individus. Le nombre MM correspond au marquage initial, tandis que mm désigne les individus marqués retrouvés lors de la recapture.

4. Comment définit-on la structure génétique d’une population ?

Par le nombre total d’espèces présentes dans l’écosystème
Par la quantité de ressources disponibles dans le milieu
Par la fréquence des allèles d’un gène dans cette population
Par la proportion d’individus capturés dans un échantillon

Par la fréquence des allèles d’un gène dans cette population

Explication

La structure génétique correspond aux fréquences des différents allèles d’un gène au sein de la population. Le nombre d’espèces décrit plutôt la richesse spécifique, tandis que les captures et les ressources concernent d’autres aspects de l’étude des populations.

5. Quelle estimation compare correctement le nombre total d’espèces vivant actuellement sur Terre au nombre d’espèces déjà connues ?

Environ 8 à 12 millions d’espèces existent, dont près de 2 millions sont connues
Environ 2 millions d’espèces existent, dont 8 à 12 millions sont connues
Environ 18 000 espèces existent, dont 8 000 à 12 000 sont connues
Environ 8 000 à 12 000 espèces existent, dont 18 000 sont connues

Environ 8 à 12 millions d’espèces existent, dont près de 2 millions sont connues

Explication

Les scientifiques estiment que 8 à 12 millions d’espèces vivent actuellement sur Terre, mais environ 2 millions seulement ont été identifiées. Le nombre estimé inclut donc des espèces encore inconnues, et non l’inverse.

6. Selon le modèle de Hardy-Weinberg, que peut-il advenir de la structure génétique d’une population lorsque les conditions du modèle sont réunies ?

Elle varie selon la richesse spécifique de l’écosystème
Elle devient nécessairement plus diversifiée à chaque génération
Elle disparaît lorsque les effectifs de la population augmentent
Elle peut rester stable d’une génération à l’autre

Elle peut rester stable d’une génération à l’autre

Explication

La loi des grands nombres permet d’assimiler les probabilités à des fréquences pour de grands effectifs, ce qui conduit le modèle à prédire une stabilité de la structure génétique. Cette prédiction porte sur les fréquences alléliques, et non sur la biodiversité globale de l’écosystème.

7. Comment la biodiversité actuelle se compare-t-elle à la biodiversité spécifique ayant existé au cours de l’histoire évolutive ?

Elle représente environ un millième de la biodiversité spécifique passée
Elle représente environ la moitié de la biodiversité spécifique passée
Elle représente environ un dixième de la biodiversité spécifique passée
Elle correspond à environ dix fois la biodiversité spécifique passée

Elle représente environ un millième de la biodiversité spécifique passée

Explication

La biodiversité actuelle ne constitue qu’environ un millième de la biodiversité spécifique ayant existé durant l’histoire évolutive. Les rapports correspondant à la moitié, à dix fois ou à un dixième surestiment donc la biodiversité actuelle.

8. Quelle succession d’étapes décrit correctement un échantillonnage par quadrats ?

Choisir les espèces rares, mesurer leur taille, puis calculer leur âge moyen
Capturer les organismes mobiles, séquencer leur ADN, puis comparer les séquences
Observer toute la région, délimiter les habitats, puis retirer les zones similaires
Placer des carrés au hasard, inventorier les espèces, puis extrapoler les résultats

Placer des carrés au hasard, inventorier les espèces, puis extrapoler les résultats

Explication

La méthode consiste à déposer aléatoirement un ou plusieurs carrés, à relever les espèces présentes et à généraliser les résultats à une zone plus vaste. Le séquençage de l’ADN correspond à une autre méthode d’étude de la biodiversité.

9. Comment l’ADN environnemental permet-il d’identifier indirectement des organismes présents dans un milieu ?

Des fragments de sol sont placés dans des quadrats afin de compter les individus observés
Des espèces sont élevées en laboratoire avant que leurs caractères soient comparés aux espèces connues
Des organismes capturés dans le milieu sont mesurés, photographiés et classés selon leur morphologie
Des cellules laissées dans le milieu fournissent un ADN extrait, séquencé et comparé à une banque

Des cellules laissées dans le milieu fournissent un ADN extrait, séquencé et comparé à une banque

Explication

Les organismes libèrent des cellules dans leur environnement ; leur ADN peut être extrait d’un échantillon d’eau ou de sol, séquencé puis comparé à une banque de séquences. Cette méthode est indirecte, car elle ne nécessite pas la capture ou l’observation directe des organismes.

10. Que décrit principalement le modèle mathématique de Hardy-Weinberg ?

La croissance démographique d’une population selon ses ressources disponibles
La transmission aléatoire des allèles dans une population à l’aide des probabilités
La répartition des milieux naturels selon leur superficie et leur climat
La richesse spécifique d’un écosystème à partir du nombre d’espèces présentes

La transmission aléatoire des allèles dans une population à l’aide des probabilités

Explication

Le modèle de Hardy-Weinberg utilise les probabilités pour décrire la transmission aléatoire des allèles dans une population. La richesse spécifique concerne le nombre d’espèces, et non les fréquences alléliques.

11. Quelles sont les trois échelles auxquelles la biodiversité se manifeste ?

Les climats, les espèces et les fonctions écologiques des milieux
Les continents, les populations et les organes des individus
Les habitats, les chaînes alimentaires et les cellules des organismes
Les écosystèmes, les espèces et les individus d’une même espèce

Les écosystèmes, les espèces et les individus d’une même espèce

Explication

La biodiversité comprend la diversité des écosystèmes, des espèces et des variations génétiques entre individus d’une même espèce. La biodiversité spécifique concerne les espèces, tandis que la diversité génétique concerne les individus d’une même espèce.

12. Sur quelle hypothèse repose la méthode de capture-marquage-recapture pour estimer l’effectif d’une population ?

Les individus marqués se reproduisent davantage que les individus non marqués
La totalité des individus est capturée lors de la première campagne d’échantillonnage
La proportion d’individus marqués diminue régulièrement entre les deux captures
La proportion d’individus marqués est identique dans la recapture et dans la population totale

La proportion d’individus marqués est identique dans la recapture et dans la population totale

Explication

La méthode suppose que la proportion d’individus marqués dans l’échantillon recapturé représente celle de la population entière. L’hypothèse d’une capture totale n’est pas nécessaire, puisque la méthode vise justement à estimer les individus non observés.

13. Que représente un intervalle de confiance lors de l’estimation d’un effectif à partir d’un échantillon ?

Une mesure de la diversité des espèces observées dans l’échantillon
Une valeur exacte calculée à partir de tous les individus de la population
Un intervalle de valeurs associé à un niveau de confiance pour l’effectif estimé
Un rapport entre les individus marqués et les individus recapturés

Un intervalle de valeurs associé à un niveau de confiance pour l’effectif estimé

Explication

L’intervalle de confiance encadre les valeurs plausibles de l’effectif estimé à partir d’un échantillon, pour un niveau de confiance donné. Il ne fournit donc pas une valeur exacte obtenue par l’observation de toute la population.

14. Quel principe définit la métagénomique appliquée à l’étude d’un milieu ?

Classer les espèces selon leur taille, leur mobilité et leur répartition dans le milieu
Cultiver les organismes prélevés avant de mesurer leur densité dans différents habitats
Observer directement les organismes dans des carrés placés au sol et compter chaque individu
Séquencer l’ADN extrait de l’eau ou du sol et comparer les séquences à une banque internationale

Séquencer l’ADN extrait de l’eau ou du sol et comparer les séquences à une banque internationale

Explication

La métagénomique repose sur le prélèvement d’eau ou de sol, l’extraction et le séquençage de l’ADN, puis la comparaison avec une banque internationale. Elle identifie donc les espèces à partir de leur ADN environnemental, contrairement à l’observation directe utilisée avec les quadrats.

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Quelles sont les trois échelles de la biodiversité ?

La diversité des écosystèmes, des espèces et génétique.

Combien d'espèces sont estimées vivre actuellement sur Terre ?

Entre 8 et 12 millions d'espèces.

Combien d'espèces sont actuellement connues sur Terre ?

Environ 2 millions d'espèces.

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