Fiche de révision : Mesurer la biodiversité

📋 Plan du Cours

1. Définir et inventorier la biodiversité
2. Suivre les populations d’oiseaux
3. Détecter les espèces par métagénomique
4. Estimer une population par recapture
5. Appliquer la capture-marquage-recapture
6. Cycle du parasite du paludisme

📖 1. Définir et inventorier la biodiversité

🔑 Notions clés & Définitions

• Biodiversité : Ensemble des êtres vivants, des écosystèmes dans lesquels ils vivent et des interactions des espèces entre elles et avec leur milieu.

★ À maîtriser

• La biodiversité connue ne représente qu’une faible partie du grand nombre d’espèces présentes sur Terre.

Compléments

• L’inventaire du vivant distingue notamment les micro-organismes, les pluricellulaires (végétaux, animaux et champignons), puis des groupes comme les arthropodes, les nématodes, les poissons téléostéens, les amphibiens et les sauropsidés.

• La biodiversité peut être estimée à différentes échelles, notamment par l’abondance d’une population, d’une espèce ou d’un taxon plus vaste.

📖 2. Suivre les populations d’oiseaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Richesse spécifique : Nombre d’espèces identifiées dans un milieu donné.
• Abondance relative : Proportion d’individus d’une espèce par rapport au nombre total d’individus d’un écosystème.

★ À maîtriser

• Le suivi temporel des oiseaux nicheurs consiste à prospecter deux fois par an des carrés de 4 km² attribués à un observateur, qui reste immobile 5 min à chaque point d’écoute et comptabilise les espèces et individus vus ou entendus.

📌 Les comptages d’un site local ne suffisent pas à conclure qu’une population d’oiseaux décline en France, car ils ne couvrent ni l’échelle nationale ni toutes les espèces.

Compléments

• Les données de Thouaré-sur-Loire recensent les effectifs d’oiseaux en juin pour 2002, 2006, 2010, 2014 et 2018, avec un total de 87, 117, 102, 77 et 67 individus respectivement.

• Le suivi des oiseaux est limité par le choix de la période, qui doit tenir compte de la migration et de la reproduction, ainsi que par le lieu de comptage et le risque de compter plusieurs fois les mêmes oiseaux.

📖 3. Détecter les espèces par métagénomique

📝 Points essentiels

• Dans le milieu aquatique, l’ADN extracellulaire se dégrade en quelques jours et témoigne donc d’une présence très récente d’une espèce dans le milieu échantillonné.

• La métagénomique permet de détecter des espèces rares ou difficiles à observer.

• 🔄 La métagénomique suit les étapes suivantes :

  1. Prélèvement d’un échantillon du milieu
  2. Extraction de l’ADN
  3. Amplification
  4. Séquençage
  5. Identification des espèces présentes

💡 Astuce mémo

Échantillon → ADN extrait → amplification → séquençage → espèces identifiées.

📖 4. Estimer une population par recapture

★ À maîtriser

📐 Formule - La proportion d’individus marqués dans la seconde capture est supposée égale à celle de la population totale : $\frac{R}{C}=\frac{M}{N}$, d’où l’estimation $N=\frac{M\times C}{R}$.

• La capture-marquage-recapture consiste à capturer et marquer M individus, à les relâcher dans une population d’effectif N, puis à capturer C individus dont R sont marqués.

• La méthode repose sur quatre hypothèses :

  • La mortalité, l’immigration et l’émigration sont négligeables entre les captures
  • Les méthodes de capture sont parfaitement reproductibles
  • Le marquage n’affecte ni la survie ni la probabilité de capture
  • Le marquage reste permanent pendant la durée de l’étude

Compléments

• La capture-marquage-recapture sert à estimer les populations dont l’effectif total est difficile à évaluer.

💡 Astuce mémo

Capturer, marquer, relâcher, recapturer : la proportion marquée estime l’effectif.

📖 5. Appliquer la capture-marquage-recapture

★ À maîtriser

• Pour Anopheles gambiae au Burkina Faso, l’estimation par capture-marquage-recapture donne 455 841 moustiques pendant la saison humide 2013 et 44 286 pendant la saison sèche 2014.

Compléments

• Anopheles gambiae est présenté comme le principal vecteur de la malaria au Burkina Faso, et la connaissance de la taille de ses populations est nécessaire pour mettre en place des programmes de lutte.

📐 Formule - Pour la saison humide 2013, l’estimation est $N=\frac{3\,407\times5\,887}{44}=455\,841$, avec M = 3 407, C = 5 887 et R = 44.

📐 Formule - Pour la saison sèche 2014, l’estimation est $N=\frac{5\,267\times412}{49}=44\,286$, avec M = 5 267, C = 412 et R = 49.

📌 L’estimation de la population d’Anopheles gambiae est nettement plus faible en saison sèche 2014 qu’en saison humide 2013.

📖 6. Cycle du parasite du paludisme

★ À maîtriser

• Le cycle comprend trois étapes nommées :

  • Phase hépatique
  • Phase érythrocytaire
  • Développement des gamétocytes mâles et femelles

• 🔄 La phase chez l’humain se déroule ainsi :

  1. Le moustique transmet des sporozoïtes lors d’un repas de sang
  2. Les sporozoïtes infectent les hépatocytes et se développent en schizontes
  3. La rupture des schizontes libère des mérozoïtes dans le sang

• Les mérozoïtes infectent les globules rouges, où se développent les gamétocytes du parasite qui peuvent être ingérés par un moustique lors d’un repas de sang.

• 🔄 Le développement dans le moustique suit cet ordre :

  1. Les gamétocytes donnent un zygote
  2. Le zygote devient un ookinète puis un oocyste
  3. La rupture de l’oocyste libère des sporozoïtes
  4. Les sporozoïtes gagnent les glandes salivaires

Compléments

• La rupture des schizontes et la libération des mérozoïtes provoquent la fièvre.

💡 Astuce mémo

Moustique → foie → globules rouges → gamétocytes → moustique.