Term ES - Biodiversité et évolution

Chapitre 4 : Biodiversité et évolution

I. La mesure de la biodiversité 1. Inventorier la biodiversité 2. Des méthodes d'estimation II. La structure génétique de la population 1. Le modèle de Hardy Weinberg 2. Les forces évolutives III. Préserver la biodiversité 1. Les impacts de l'activité humaine 2. Préserver la biodiversité

Terminale - Enseignement scientifique

I. La mesure de la biodiversité

1. Inventorier la biodiversité

La biodiversité peut être étudiée à 3 échelles : - la biodiversité génétique - la biodiversité des espèces - la biodiversité des écosystèmes

Activité n°1 : Expédition Tara Océans

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I. La mesure de la biodiversité

1. Inventorier la biodiversité

A retenir

La biodiversité peut être étudiée à 3 échelles : - la biodiversité génétique- la biodiversité des espèces- la biodiversité des écosystèmes Il existe sur Terre un grand nombre d’espèces dont seule une faible proportion est effectivement connue. On estime cette biodiversité spécifique grâce à des techniques d’échantillonnage qui permettent de généraliser des mesures réalisées sur une fraction de la population.La biodiversité peut être estimée par deux paramètres : - Richesse spécifique : nombre d’espèces différentes qui compose l’écosystème. - Abondance d’une population : nombre d’individus d’une population donnée

I. La mesure de la biodiversité

2. Des méthodes d'estimation

Activité n°2 : La méthode CMR (Capture - Marquage - Recapture)

1) Les petits poissons d'un lac de montagne

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I. La mesure de la biodiversité

2. Des méthodes d'estimation

Activité n°3 : Intervalle de confiance

Modélisation numérique Un champ contient un troupeau de moutons, dont certains sont marqués d’une tache de couleur. On répète l’expérience 100 fois et on note la fréquence f des moutons marqués à chaque tirage. Les résultats obtenus sont présentés dans le fichier Excel).

➢ Réalisez l’expérience numérique présentée page 169. Borne supérieure, case B7, entrer la formule : « = B6+(1/RACINE($B$2)) » Borne inférieure, case B8, entrer la formule : « = B6-(1/RACINE($B$2)) »

I. La mesure de la biodiversité

2. Des méthodes d'estimation

Activité n°3 : Intervalle de confiance

f : fréquence observée n : taille de l'échantillon

I. La mesure de la biodiversité

A retenir (1/2)

2. Des méthodes d'estimation

Estimer l’abondance d’une population permet d’en comprendre sa dynamique, essentielle dans le cadre de procédure de conservation de la biodiversité. Mais les populations sont souvent trop nombreuses ou discrètes pour être comptées directement. Il existe donc plusieurs méthodes statistiques pour estimer l’effectif d’une population à partir d’échantillons. Exemple : La méthode de « capture-marquage-recapture », qui est valable lorsque la population est à effectif fixe et que les échantillonnages sont aléatoires. Elle repose sur le principe de proportionnalité.

Soit une population comprenant N individus, comprenant n individus marqués. Lors de la recapture de x individus, y sont marqués. N = n(x/y)

I. La mesure de la biodiversité

A retenir (2/2)

2. Des méthodes d'estimation

Les méthodes d’estimation d’abondance d’une population comportent une part d’incertitude, que l’on précise en calculant un intervalle de confiance à 95%. Il est d’autant plus précis que la taille de l’échantillon est grande. Pour calculer la taille de l'intervalle de confiance, il faut appliquer les formules suivantes : Borne inférieure : Borne supérieure : f = fréquence observée n = taille de l'échantillon

II. La structure génétique de la population

Qu'est-ce que l'ADN ? Qu'est-ce qu'un gène ? un allèle ? Qu'est-ce qu'un nucléotide ? Qu'est-ce qu'une mutation ? Qu'est-ce qu'un génotype ? un phénotype ?

II. La structure génétique de la population

Qu'est-ce que l'ADN ? - ADN : Acide désoxyribonucléique - Grosse molécule constituée de nucléotides (A, T, G, C), de sucres (désoxyriboses) et de phosphates - Principal constituant des chromosomes - Porte l'information génétique (gènes)

II. La structure génétique de la population

Qu'est-ce qu'un gène ? Un gène est un fragment d'ADN qui code une information. Deux gènes différents diffèrent par l'ordre dans lequel se succèdent les nucléotides. Cet ordre correspond à la séquence du gène. C'est cette séquence qui constitue l'information génétique codée par le gène.

II. La structure génétique de la population

Les lois de Mendel

II. La structure génétique de la population

Qu'est-ce qu'un allèle ? Chez l'homme, chaque gène est présent en 2 exemplaires, appelés "allèles", qui peuvent être identiques ou différents pour un même gène. De plus, pour un seul gène, un ou plusieurs allèles peuvent exister dans une population (ex : groupes sanguin, avec les allèles A, B et O). En fonction des allèles possédés par un individu, son génotype change, puis son phénotype change soit légèrement (groupe sanguin, couleur des yeux, des cheveux, de la peau) soit, plus rarement, grandement (apparition, disparition ou transformation d'un membre).

II. La structure génétique de la population

Qu'est-ce qu'un allèle ? Pour chaque gène, un individu est homozygote (il a 2 fois le même allèle) ou hétérozygote (il a 2 allèles différents).

II. La structure génétique de la population

Qu'est-ce qu'un allèle ? Les allèles ne s'expriment pas tous de la même manière, on dit qu'ils sont dominants, récessifs, ou co-dominants les uns par rapports aux autres. Par exemple :

II. La structure génétique de la population

Qu'est-ce qu'une mutation ? Une mutation correspond à la modification de la séquence d'un gène. Il existe plusieurs types de mutations (ajout ou retrait d'un ou plusieurs nucléotides). Lorsqu'un gène mute, un nouvel allèle est formé. Exemple : Allèle sauvage : ATG GCA TTC CCA GCA GCC AGT TGA Allèle muté : ATG GCA TTA CCA GCA GCC AGT TGA La diversité des allèles peut être différente d'une population à l'autre.

II. La structure génétique de la population

1. Le modèle de Hardy Weinberg

Activité n°4 : Le modèle de Hardy Weinberg et les oiseaux

II. La structure génétique de la population

1. Le modèle de Hardy Weinberg

A retenir

D’après le modèle de Harry Weinberg, si : - La population est de très grande taille - Les individus se reproduisent de façon aléatoire - Aucune force évolutive ne s’exerce Alors, la structure génétique de la population reste constante d’une génération à l’autre. C’est-à-dire que les fréquences alléliques p et q restent constantes d’une génération à l’autre et que les fréquences génotypiques sont également constantes. Ce qui se traduit par la formule : p2 + 2pq + q2 = 1 Si, lors de l’étude du gène d’une population, cette formule n’est pas vérifiée, alors une des conditions du modèle n’est pas remplie (exemple : la population est de petite taille)

II. La structure génétique de la population

1. Le modèle de Hardy Weinberg

A retenir

Le tableau ci-dessous donne les probabilités des génotypes à la génération 1, en connaissant les génotypes des gamètes de la génération 0.

II. La structure génétique de la population

2. Les forces évolutives

Qu'est-ce que la sélection naturelle ? Qu'est-ce que la dérive génétique ?

II. La structure génétique de la population

2. Les forces évolutives

La sélection naturelle est un mécanisme évolutif par lequel certains individus survivent mieux que les autres car ils possèdent des caractères avantageux pour un milieu de vie donné. Ces caractères avantageux, déterminés par les allèles, sont alors de plus en plus présents génération après génération.

II. La structure génétique de la population

2. Les forces évolutives

Exemple : Chez les phalènes du bouleau, la fréquence de l'allèle déterminant la couleur sombre des papillons augmente rapport à l'allèle déterminant la couleur claire, dans un enrivemennement où la surface des arbres est sombre (les oiseaux prédateurs distinguent alors mieux les phalènes claires et les chassent davantage.

II. La structure génétique de la population

2. Les forces évolutives

A retenir

La dérive génétique est une modification aléatoire de la fréquence des allèles au sein d'une population, d'autant plus importante que l'effectif de la population est faible.

Par exemple chez les oiseaux, la fréquence de chaque couleur de plumage évolue aléatoirement d'une génération à l'autre. Si l'effectif est faible, le risque de disparition d'un allèle augmente.

II. La structure génétique de la population

2. Les forces évolutives

Activité n°5 : Les forces évolutives

Selection sexuelle : 2 exemples de parades nuptiales

III. Préserver la biodiversité

1. Les impacts de l'activité humaine

A retenir

Fragmentation des habitats Les activités humaines ont des effets sur les composantes de la biodiversité. Par exemple, les constructions, les champs et routes fragmentent l’habitat des espèces. La fragmentation diminue la surface disponible pour les espèces et limite les migrations d’individus d’une population à une autre.

III. Préserver la biodiversité

1. Les impacts de l'activité humaine

A retenir

Appauvrissement de la diversité génétique De plus, les populations fragmentées sont de plus petit effectif, ce qui provoque une dérive génétique plus importante et une perte de diversité génétique. Cela entraine un risque d’extinction des espèces.

III. Préserver la biodiversité

2. Préserver la biodiversité

A retenir

Des mesures de gestion durable, comme la mise en place de réservoirs de biodiversité ou de corridors écologiques, permettent de limiter les effets de la fragmentation. La connaissance et la gestion d’un écosystème permettent d’y préserver la biodiversité.

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