Chapitre 11: La biodiversité, le résultat et une étape de l’évolution.

D’après: https://www.bioutils.ch/ckeditor_assets/attachments/250/arbre_francaisa4_2juillet_201.pdf

Plan du cours:

  • Les échelles de la biodiversité
  • la biodiversité change au cours du temps
  • L’origine des espèces.

Notions essentielles:

Le terme de biodiversité est utilisé pour désigner la diversité du vivant et sa dynamique aux différentes échelles. Ainsi, il existe des variations entre individus d’une même espèce (=diversité génétique), entre différentes espèces et entre différents écosystèmes composant la biosphère. La notion d’espèce, qui joue un grand rôle dans la description de la biodiversité observée, est un concept créé par l’être humain.

Au sein de chaque espèce, la diversité des individus repose sur la variabilité de l’ADN : c’est la diversité génétique. Différents allèles d’un même gène coexistent dans une même population, ils sont issus de mutations qui se sont produites au cours des générations.

La biodiversité change en permanence. Cette évolution est observable sur de courtes échelles de temps, tant au niveau génétique que spécifique. L’étude de la biodiversité du passé par l’examen des fossiles montre que l’état actuel de la biodiversité correspond à une étape de l’histoire du vivant. Ainsi, les organismes vivants actuels ne représentent-ils qu’une infime partie des organismes ayant existé depuis le début de la vie. Les crises biologiques sont un exemple de modification importante de la biodiversité (extinctions massives suivies de diversification). De nombreux facteurs, dont l’activité humaine, provoquent des modifications de la biodiversité.

http://www.afitv.org/00-GRAND-DOSSIER/FORETS/FORETS/CHAPITRE_3-FONCTION-DIAPORAMA.html

Introduction:

La diversité des animaux et des végétaux semble infinie et pourtant, on a déjà dénombré 1 million d’espèces… comment fait-on pour connaître toutes ces espèces ? On va sur le terrain ; on observe, on dessine, on prend des photos, on prélève puis de retour au laboratoire, on compare les espèces trouvées sur le terrain avec celles déjà identifiées… On fait un inventaire et les échantillons intéressants sont précieusement gardés dans des musées d’histoire naturelle. Mais au fait, c’est quoi une espèce ? Ressemblances physiques. Et la biodiversité, comment la définit-on ? L’ensemble des espèces qui peuplent un milieu.

1-La biodiversité actuelle

 Activité : Répondre aux questions sur le film « Espèces d’espèces ».

Activité: disséquer une pelote de réjection pour calculer un indice de biodiversité

« 24 heures après une prise de nourriture, les rapaces régurgitent (rejettent par le bec) ce qu’ils ne peuvent pas digérer sous la forme de pelotes de régurgitation. On les retrouve souvent dans ou autour de leur nid. Leur taille, leur forme et leur contenu permettent d’identifier l’espèce à laquelle appartient le rapace qui les a rejetées ainsi que la composition de son
repas ».

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Matériel:

  • Accès à un évier avec possibilité de se laver les mains au savon
  • 1 bac de rangement pour y disposer l’ensemble du matériel
  • 1 pelote de réjection de rapace (Mettre au préalable les pelotes à macérer dans l’alcool pendant quelques heures)
  • 1 un verre en plastique fermé par un couvercle pour la pelote + alcool
  • 2 cl d’alcool dilué
  • 2 pinces fines
  • 1 bécher forme basse 100 ml avec un fond d’eau javellisée
  • 1 morceau de papier essuie-tout
  • des lunettes et des gants
  • une poubelle de paillasse pour les poils.

Réalise la dissection de la pelote fournie pour extraire les os visibles à l’intérieur :

  • A l’aide de pinces fines, récupère dans la pelote les pièces différentes (os et dents).
  • Plonge-les dans l’eau javellisée pour les blanchir.
  • 5 minutes plus tard, sors-les du récipient et place-les sur du papier absorbant en regroupant les os et les dents qui sont identiques.
  • En utilisant la clé de détermination fournie des os d’une pelote, indique en écrivant à coté de l’os correspondant : – le nom de chaque os : os du crâne (mâchoires supérieure ou inférieure), os des membres, vertèbres, incisives, molaires, côtes ; – le nom de l’animal pour chaque crâne ou mâchoire
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Calcule un indice de biodiversité par pelote: il correspond au produit du nombre de proie présente dans la pelote par le nombre d’espèces identifiées.

A retenir:

La définition de la notion d’espèce a pour principal critère le fait que les individus d’une même espèce peuvent se reproduire entre eux et engendrent une descendance viable et fertile. La biodiversité totale sur Terre peut se regrouper en trois grands groupes: les archées, les bactéries et les eucaryotes dont nous faisons partie. Le terme de biodiversité est utilisé pour désigner la diversité du vivant et sa dynamique à différentes échelles: entre individus; entre espèces; entre écosystèmes.

D’après ens-lyon.fr

 Que nous montre ce graphique ?

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2- La biodiversité change au cours du temps:

Échantillon ammonite au bureau : Qu’est-ce que c’est ? (Nom, fossile + def, …). En connaissez-vous aujourd’hui ? Autre exemple très connu ? N’y a-t-il eu que des espèces terrestres qui ont disparu à cette limite ?

Comment pourrions-nous montrer une modification des espèces marines il y a 65Ma ? 

Matériel :

  • Marne du crétacé + marne du tertiaire.
  • Loupe binoculaire
  • Planche d’identification des Foraminifères
  • Fossile d’ammonite
  • Échantillon de marne + HCl + coupelle + pissette.

Activités : Étude de fossiles marins, dans les sédiments).

  • Déposez une goutte d’acide chlorhydrique sur la marne : constat ?
  • Dans la coupelle, déposez un peu de marne et d’eau, remuez : constat ?
  • Définition de marne : roche meuble, composée de calcaire et d’argile.

Définir une marne :

Les foraminifères sont des protozoaires apparus au Cambrien dont le test (parfois baptisé, à tort, coquille), comprenant une ou plusieurs chambres (ou loculus ou loges), est muni d’un ou plusieurs foramen (orifice), d’où le nom de ce groupe. Ils ont un mode de vie benthique ou planctonique. Leur taille varie généralement de 38 µm à 1 mm (mais certains peuvent faire plus de 10 cm). Le test est une membrane protectrice très résistante en calcaire. Certaines espèces le renforce en y incorporant des grains de sable, la plupart sécrètent elles-mêmes le calcaire pour leur test. Omniprésents dans les milieux marins, ils occupent de très nombreuses niches écologiques. Leur régime alimentaire est constitué de bactéries, d’algues, de larves de mollusques, de crustacés, de déchets variés. Les foraminifères réagissent à tout changement de leur environnement et constituent en cela de bons marqueurs écologiques. Leurs populations peuvent croître ou diminuer, leur variété se transformer, les loges grandir ou se réduire.

D’après :http://wwz.ifremer.fr/drogm/mediatisation/dossiers/les_foraminiferes

Faire l’inventaire la diversité passée de microfossiles marins appelés Foraminifères.

  • Observez successivement les deux préparations à l’aide de la loupe binoculaire ;
  • Repérez dans chacune de ces préparations, un fossile caractéristique, c’est-à-dire ne se trouvant pas dans l’autre préparation ;
  • Appelez le professeur pour vérification ;
  • Comptez-les et présentez vos résultats dans un tableau ; donnez vos résultats au professeur.
  • Représentez les résultats de l’ensemble de la classe sous forme de diagramme en bâtons.
  • A l’aide de l’ensemble des informations dont vous disposez, montrez que la biodiversité des foraminifères s’est modifiée entre le crétacé et le tertiaire :
    • on voit un changement de groupe entre le crétacé et le tertiaire, les globotruncanidés disparaissent et les globigérinidés apparaissent ;
    • or on sait que les foraminifères occupent tous les milieux marins ;
    • on en déduit qu’à la limite crétacé/tertiaire, la biodiversité des foraminifères s’est modifiée.

Carte de l’anomalie gravitationnelle du cratère de Chicxulub

(La côte du Mexique apparaît en blanc)

Image illustrative de l'article Cratère de Chicxulub

Comment ont disparu les dinosaures ? – C’est pas sorcier https://www.youtube.com/embed/vNIhqR4AGwk?autoplay=0&controls=1&widget_referrer=https%3A%2F%2Fwww.canalblog.com%2Fcf%2Fmy%2F%3Fnav%3Dblog.upload.video%26%26bid%3D1062419&enablejsapi=1&widgetid=1&

A retenir:

Il y a 65 Ma, de nombreuses espèces animales et végétales ont disparues, dinosaures et ammonites, tant dans l’eau que sur Terre : c’est ce que l’on appelle une crise biologique. Elle marque la fin d’une ère géologique, le secondaire et le début d’un autre, le Tertiaire. Après cette extinction, les mammifères et les oiseaux se sont diversifiés occupant les niches écologiques laissées libres par les dinosaures. On pense qu’il y a eu 5 grandes crises biologiques depuis que la vie est apparue sur Terre. Les espèces actuelles représentent une infime partie du total des espèces ayant existé depuis les débuts de la vie.

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3-L’Origine des espèces:

TP: un jeu pour comprendre la sélection naturelle

TP: la sélection sexuelle chez le Paon

TD: la diversité génétique

Il existe 4 groupes sanguins : A, B, AB et O. C’est un exemple de biodiversité. Comment peut-on l’expliquer? Par l’existence d’allèles: A, B et O. Quelles différences y a-t-il entre ces différents allèles?

Pour le savoir, ouvrez Anagène; allez dans « Banque de séquences », choisissez le « système ABO »; ouvrez la séquence de l’allèle A, soit « Acod.adn », idem avec l’allèle B, puis l’allèle O; puis comparez ces séquences grâce à l’outil « traiter » (comparaison avec discontinuité).

Remplissez le tableau suivant à l’aide des données fournies:

  Nombre de nucléotides     Mutation en position  Mutation en Position  Mutation en PositionMutation en Position Mutation en Position
 allèle A                                                                                                                              
 allèle B      
 allèle O      

 A retenir:

Au sein de chaque espèce, la diversité des individus repose sur la variabilité de l’ADN : c’est la diversité génétique.

Différents allèles d’un même gène coexistent dans une même population, ils sont issus de mutations qui se sont produites au cours des générations.

 L’impact de l’Homme sur la biodiversité

Capture d’écran 2019-11-21 à 20

D’après Nick Shearman, AFP

La biodiversité, tissu vivant de la planète

Le réchauffement climatique

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