La biodiversité : résultat et étape de l`évolution.

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Thème 1 : La Terre, la vie et l’évolution du vivant. Biodiversité et évolution/cours
Chapitre 4 : La biodiversité : résultat et étape de l’évolution.
Partie 1 : Diversité et parenté du vivant.
I.
La biodiversité actuelle : une étape du monde vivant (TP1)
Lorsque l’on quantifie la biodiversité actuelle à l’échelle de la planète, on remarque que celle-ci est ……………………………………………... Certaines
zones sont appelées ……………………………………… de biodiversité. Ils sont particulièrement riches en termes de ………………………………………………….
Y sont présentes, notamment, des espèces …………………………………………………. dont la répartition géographique est très limitée.
Définition : une espèce regroupe
…………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Cependant, le nombre d’espèce en un lieu ne permet pas de définir totalement la biodiversité.
1) Les différents niveaux de biodiversité (TP1)
La biodiversité peut se voir :
A l’échelle des écosystèmes : un écosystème représente l’ensemble formé par un …………………………………………………………
et les ……………………………………………………….…………………….qui y vivent. Sur Terre il existe de très nombreux écosystèmes
différents peuplés d’espèces aux exigences différentes.
A l’échelle des espèces (diversité spécifique). Au sein d’un écosystème, les espèces présentes interagissent entre-elles,
notamment via des relations de prédations.
Au sein des espèces : c’est la diversité génétique, allélique qui explique une certaine variabilité entre les individus
d’une même espèce.
Illustration des 3 niveaux de biodiversité : l’exemple de la nouvelle Calédonie :
2) Les changements de la biodiversité au cours du temps.
a) La biodiversité actuelle
Actuellement, 1.7 millions d’espèces ont été dénombrés parmi les 10 millions estimées. Ces estimations sont néanmoins très
variables et vont de 2 à 100 millions selon les modèles utilisés.
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Répartition par groupes des espèces
actuellement connues sur Terre
Bactéries
0%
Autres
15%
Végétaux
14%
Champignons
6%
Vertébrés
3%
Nématodes
1%
Arthropodes
54%
Mollusques
7%
Actuellement, le groupe …………………………………………………………………. est particulièrement représenté sur Terre. Cependant, il existe un biais
dans cette étude et la biodiversité ………………………………………………….. est probablement sous-estimée. De plus, de nouvelles études tendent à
inclure la biodiversité des virus (non représentés ici).
b) La biodiversité passée.
→ Correction de l’exercice 3 page 69.
La palynologie est la science qui étudie ……………………………………………………………………………………………. Ces ………………………………..
sont particulièrement résistants à la décomposition. Au fond des lacs, les sédiments se déposent régulièrement au cours du
temps
et
incluent
des
grains
de
pollens.
Il
est
donc
possible
de
reconstituer
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..à proximité d’un lac
donné.
Les populations végétales dépendent très fortement des ………………………………………………………………………………………………………
qui règnent à un endroit donné. Ainsi sous un climat froid et sec, les végétaux dominants seront de type ………………………………………….
A l’inverse si le climat est plutôt chaud et humide, les végétaux présents seront plutôt ……………………………………………………………………...
De plus des registres fossiles mettent en évidence la présence d’espèces animales et végétales qui n’existent plus actuellement.
De même il est possible de voir dans des enregistrements sédimentaires l’apparition de nouvelles espèces au cours du temps.
Exemple de l’importance de quelques familles d’animaux au cours du temps :
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Toutes ces observations mettent en évidence le fait que la biodiversité a évolué au cours des temps géologiques.
Ce document montre l’évolution du nombre total de familles
d’animaux marins au cours des temps géologiques.
On voit que globalement, le nombre de familles
………………………………………………………………………………………………
…………………………………………depuis l’apparition de la vie sur
Terre il y a 3.5 milliards d’années.
Cette augmentation est notamment interrompue par des
diminutions massives de familles appelées
……………………………………………………………………. (5 en tout).
La crise la plus connue est la crise crétacé/tertiaire (65
millions d’années) mais la plus forte est associée au passage
du Permien au Trias.
Ces crises sont expliquées par une conjoncture de multiples phénomènes comme la chute d’une énorme météorite ainsi que des
épanchements magmatiques de grande ampleur (à l’origine des Trapps du Deccan ou des Trapps de Sibérie par exemple).
Bilan :
3) Les facteurs qui influencent la biodiversité.
De nombreux facteurs peuvent avoir un impact sur la biodiversité :
Des facteurs naturels tels des …………………………………………………………………………… : au cours du quaternaire (environs
3.5 derniers millions d’années) quatre épisodes de ……………………………………………………….. ont alterné avec des périodes
interglaciaires. Le dernier réchauffement climatique il y a 18000 ans est à l’origine de la disparition des mammouths par exemple.
Ces changements climatiques sont parfois cycliques et liés aux paramètres orbitaux de la Terre. D’autres sont plus
brutaux (émission de grandes quantités de laves = émission de grandes quantités de CO² dans l’atmosphère : réchauffement
temporaire).
-
Des
facteurs
anthropiques
(=
liés
aux
activités
humaines)
négatifs
(…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….)
mais aussi positifs (croisements entre variétés et biodiversité agricole, …………………………………………………………………………………………)
→ Au sein de la biodiversité, l’Homme a de tout temps voulu retracer l’histoire des espèces et retracer les liens de parenté entre
les différents organismes.
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II.
La construction de liens de parenté au sein de la biodiversité actuelle : l’exemple des vertébrés (TP2).
L’étude des êtres vivants permet de mettre en évidence l’existence …………………………………………………………………. au niveau du plan
d’organisation. Ces …………………………………………………………….. permettent de construire des …………………………………………………………………………….
entre ces organismes et de supposer une ……………………………………………………………………….. pour tout un groupe d’animaux (ou de végétaux).
L’exemple des vertébrés : l’étude des squelettes des vertébrés permet de mettre en évidence 3 axes de polarité :
L’axe ………………………………………………………………….. ; (avant_arrière)
L’axe …………………………………………………………….. (de la colonne vertébrale aux viscères).
Ces 2 axes définissent un plan de ………………………………………………………………………….. ;
L’axe droite-gauche.
Schéma représentant la position des trois axes de polarité des vertébrés :
On note une même organisation générale le long de ces
axes. Ainsi, le long de l’axe antéro-postérieur se
succèdent
………………………………………………………………………………………
……………….. Le squelette interne est organisé de la
même façon avec un ………………………………………….., une
………………………………………………………………….. portant les
………………………………………………………...
Le tronc porte 2 paires de membres dont l’organisation
de base est la même chez tous les vertébrés.
← Organisation générale du membre de quelques
vertébrés.
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De plus, après dissection, on remarque une ……………………………………………………………………………………….. sensiblement identique
avec des ………………………………………….. localisé aux mêmes endroits dans l’abdomen et le thorax.
→Légende des TP
Bilan : toutes les similitudes ………………………………………………………….. et …………………………………………………………. entre les différents
vertébrés
suggèrent
une
……………………………………………………………………………
et
l’existence
d’un
……………………………………………………. à tous ces organismes, ancêtre qui …………………………………………………………………………………..
Partie 2 : une première approche de l’évolution du vivant.
Les espèces vivantes ne sont pas figées au cours du temps. Elles évoluent. Cette évolution s’accompagne de disparition d’espèce ainsi que
d’apparition de nouvelles espèces au cours du temps. La ………………………………………………………………………………………….. ; qui existe au sein des
populations est à la base de l’évolution des espèces.
I.
La diversité génétique au sein des populations.
Définir une population : une population est :
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Il existe une diversité génétique au sein des populations. Les individus possèdent des ………………………………………………….
différents pour de nombreux …………………………………. Deux populations peuvent présenter des diversités génétiques différentes :
les allèles …………………………………………………………… ne sont pas forcément les mêmes et certains allèles peuvent n’exister que
dans une seule des populations.
Au cours du temps dans une population isolée, ……………………………………………………………………………. varient : un allèle peut
devenir de plus en plus important, d’autres allèles peuvent disparaître. De plus, de nouveaux allèles apparaissent sans cesse par
…………………………………………………………………………………………… .
II.
Les mécanismes évolutifs à l’origine de l’apparition/disparition des espèces.
Historiquement, Charles Darwin est le premier à parler d’évolution des espèces. En 1859 il publie « De l’origine des espèces »
dans lequel il explique comment, selon-lui, les espèces évoluent sous l’influence de paramètres de l’environnement. Il nomme
ce processus « ………………………………………………………….. ; ».
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1) Principe de la sélection naturelle.
Modéliser la sélection naturelle : vous disposez d’un ensemble de perle représenatant les individus d’une population de
départ.
Constitution de la Etape 1 : dans la Etape 2 : le nombre de Etape 3 : tous les Etape
4:
On
population
de population de départ, descendants de chaque descendants
sont recommence l’étape 1
départ :
on prélève les yeux géniteur est pondéré :
placés sur une feuille mais à partir des
fermés (au hasard) 5 - couleur 1 : ni avantage, ni « première
perles
de
la
perles qui représentent désavantage.
génération ».
« génération 1 ».
les géniteurs. Placez- - couleur 2 : avantage : on
On poursuit ainsi
les sur la feuille multiplie le nombre de
jusqu’à la génération
« géniteurs ».
descendants par 2.
10.
Attention : lire l’étape - couleur 3 : désavantage :
2 avant de commencer on retient 2 sur le résultat
Pour mieux comprendre : quelques exemples.
Exemple 1 : les souris à abajoues et la pression de prédation (page 93).
Les deux populations de souris subissent une pression ……………………………………………………………. différente en fonction de leur
………………………………………………………………………………………... Cette pression de prédation va influencer la répartition des
…………………………………………………..responsables de …………………………………………………………………………………………. des individus
dans les deux populations.
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Un exemple historique : les pinsons de Darwin (page 95).
Au cours d’un voyage dans les îles Galápagos, Darwin a remarqué que chaque île était peuplée par une population de Pinsons.
Ces populations se ressemblent mais chacune d’entre elle possède un bec particulièrement bien adapté aux ressources
alimentaires présentes sur l’île.
Des études génétiques ont montré que toutes ces populations sont issues d’une seule et même population ancestrale. Les
populations ont donc évolué au cours du temps en fonction ………………………………………………………………………………………..
.
Ex : les îles possédant essentiellement des ressources sous la forme de graines. La population initiale était composée de Pinsons aux becs de
tailles et formes variables. Les Individus possédant …………………………………………………………………………………. possédaient un
…………………………………………………………………………………………….. par rapport aux autres individus. Se nourrissant mieux que les autres, ils se sont
plus ……………………………………………………….. L’allèle qui code pour un gros bec s’est donc …………………………………………………………………. dans la
population au dépend ………………………………………………………………………………………….
A terme, les populations des différentes îles deviennent si différentes génétiquement qu’elles ne peuvent plus se reproduire
entre elles : de nouvelles espèces peuvent ainsi apparaître : on parle de ……………………………………………………………….
Bilan : les allèles qui favorisent la ………………………………………….., qui permettent d’atteindre plus facilement l’âge de
…………………………………………………………………………………………… et qui donnent un caractère particulièrement attrayant pour le sexe
opposé font que les individus qui en sont porteurs engendrent une plus grande …………………………………………………………………………..
et transmettent mieux leurs ……………………………………………………………. On appelle …………………………………………………………………….
cet avantage …………………………………………………………………….. en relation avec un milieu de vie donné.
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2) La dérive génétique.
Modélisation de la dérive génétique : vous disposez d’un ensemble de perle représentant une population d’individus de la
même espèce.
Constitution
de
la
population de départ :
Etape 1 : dans la
population de départ,
on prélève les yeux
fermés (au hasard) 5
perles
qui
représentent
les
géniteurs. Placez-les
sur
la
feuille
« géniteurs ».
Etape 2 : Pour chaque
individu géniteur, on
lance un dé qui
représente (entre 1 et
6) le nombre de
descendant à qui il a
transmis son allèle.
Puis on place le
nombre de perles
correspondantes dans
sur
une
feuille
« génération1 ».
Etape
3:
On
recommence l’étape 2
pour les 4 autres
géniteurs. Tous les
descendants
sont
placés sur la feuille
« génération 1 ».
Etape
4:
On
recommence l’étape 1
mais à partir des
perles
de
la
« génération 1 ».
On poursuit ainsi
jusqu’à la génération
10.
Bilan : la transmission par les géniteurs à leurs descendants de leur baguage allélique est un phénomène essentiellement
…………………………………………………………………………….. c’est-à-dire soumis au ……………………………………………... Au sein d’une
population, il y a donc, génération après génération, une modification de la ……………………………………………………………… des
allèles. Ce phénomène est nommé ……………………………………………………………………. Cette dérive est plus marquée quand la
population est de ……………………………………………………………………..
Bilan du chapitre : La dérive génétique et la sélection naturelle sont des …………………………………………………………………………………...
Elles expliquent pourquoi, à partir d’une population initiale contenant une certaine …………………………………………………………….
génétique, les populations évoluent au cours du temps. Génération après génération, les populations s’éloignent génétiquement
jusqu’à observer un …………………………………………………………………………………….. Les populations d’une même espèce initiale ne
peuvent plus se reproduire entre elles : il s’agit alors de deux espèces différentes. Ce phénomène de
………………………………………………………………………… est notamment observable au niveau de deux populations isolées
……………………………………………………………………………………...
La
barrière
reproductrice
est
tout
d’abord
…………………………………………………………….., puis elle devient …………………………………………………………….
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