LA BIODIVERSITE ET SON EVOLUTION
Introduction
SOMMAIRE
Introduction
Depuis le XVIIIème siècle, de nombreuses expéditions scientifiques ont eu pour objectif d’évaluer la biodiversité grâce à la réalisation d’inventaires des espèces présentes dans différents écosystèmes. Pourtant, on ne connaît encore qu’une faible proportion des espèces vivant sur Terre...
La préservation de la biodiversité est une préoccupation actuelle majeure. Pour comprendre la dynamique de la biodiversité et les conséquences des actions humaines, il est nécessaire de la quantifier.
Darwin et l'expédition scientifique à bord du Beagle (1831-1836)
Partons à la découverte de quelques outils permettant de mesurer la biodiversité.
C'est parti !
EVALUER LA BIODIVERSITE D'UN MILIEU
Dans un milieu, la biodiversité peut être décrite par la richesse spécifique, qui correspond au nombre d’espèces vivant dans ce milieu.
Comment évaluer la richesse spécifique d’un milieu ?
Pour estimer la richesse spécifique d’un milieu, les scientifiques n’étudient pas ce milieu de façon exhaustive, mais ils ont recours à des techniques d'échantillonnage: ils ne s’intéressent qu’à un échantillon du milieu, dans lequel ils dénombrent les espèces présentes.
SOMMAIRE
Sommaire
Activité 1b : Estimer l'abondance d'une population
Activité 1 a : Evaluer la richesse spécifique d'un milieu
Activité 2 : Calculer l'effectif d'une population ou la fréquence d'un caractère avec un intervalle de confiance
Activité 3 : Prévoir la transmission des gènes de génération en génération
Activité 4 : Conséquences des activités humaines sur la biodiversité
Corrections et BILAN
ACTIVITE 1a : EVALUER LA RICHESSE SPECIFIQUE D'UN MILIEU
page 158
CONSIGNE
Des méthodes d’étude modernes de la biodiversité : barcoding moléculaire et metabarcoding
De 2009 à 2013, les équipes de recherche à bord du Tara ont réalisé une étude approfondie par metabarcoding de la diversité des microorganismes marins. A vos d'identifier des taxons par metabarcoding.
C'est parti !
IDENTIFIER des TAXONS
Matériel :
- des séquences appartenant à des taxons différents. Un taxon est un groupe de la classification du vivant.
- Logiciel de BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) qui permet d’aligner (comparer) des séquences de nucléotides à analyser avec une banque de séquences déjà identifiées.
Protocole :
ACTIVITE 1b : ESTIMER L'ABONDANCE DUNE POPULATION
Dans un milieu, la biodiversité peut être décrite par la richesse spécifique (activité 1a), mais aussi par l’abondance, c’est-à-dire le nombre d’individus d’une population, d’une espèce ou d’un plus grand taxon.Cela permet de déterminer si une espèce est en danger d’extinction ou au contraire si elle prolifère. Cela permet également d’adapter les programmes de prévention contre les espèces vectrices de maladie pour l’être humain.
Comment estimer l’abondance d’une population ?
Il existe plusieurs méthodes pour estimer un effectif à partir d’échantillons. Parmi celles-ci, la méthode de capture-marquage-recapture repose sur des calculs effectués sur un échantillon.
exemple 1
exemple 2
page 159
S'entraîner sur un exemple fictif
A vous de jouer ! Entraînez-vous avec l'animation : "Capture-marquage-recapture"
phénomène de fluctuation d'échantillonnage
CONSIGNE
S'entraîner sur un exemple réel
Manuel Belin, Enseignement Scientifique Terminale (2020), p.196
CONSIGNE
ACTIVITE 2 : CALCULER L'EFFECTIF D'UNE POPULATION OU LA FREQUENCE D'UN CARACTERE AVEC UN INTERVALLE DE CONFIANCE
Lorsque l’on étudie plusieurs échantillons de même taille d’une même population, on observe que les résultats ne sont pas identiques selon les échantillons : ce phénomène est la fluctuation d’échantillonnage. Puisque les échantillons ne sont pas parfaitement représentatifs de la population étudiée, l’effectif d’une population est calculé avec un niveau de confiance strictement inférieur à 100%.
On s’intéresse ici à la fréquence d’un caractère au sein d’une population. Pour connaître cette fréquence, il faut connaître l’effectif des individus porteurs de ce caractère au sein de la population.
pageS 160-161
EXERCICE
CONSIGNES
pageS 160-161
Exercice: l'exemple de l'épervier strié
L’épervier strié est un poisson qui vit dans les récifs coralliens.Il existe sous deux phénotypes : sombre et clair. Un recensement des formes claires et sombres a été effectué le long de cinquante-quatre transects, de la surface jusqu’au fond du lagon.
La fréquence f d’un caractère dans un échantillon n peut être calculée à partir de cet échantillon de la population. La valeur de f permet ensuite d’estimer la proportion p de ce caractère dans la population avec une incertitude. On précise cette incertitude avec un intervalle de confiance (IC).
► Épervier strié sombre a et clair b dans les récifs coralliens.
C'est parti !
Prêt pour le calcul ?
ACTIVITE 3 : Prévoir la transmission des gènes de génération en génération
rappel sur l’hérédité mendélienne des caractères en vidéo :
Une population est dite en équilibre de Hardy-Weinberg quand se réalise, à chaque génération, la structure génotypique conforme à la loi de Hardy-Weinberg : dans ce cas, de génération en génération, les fréquences alléliques du patrimoine génétique d'une population restent constantes. Le modèle de Hardy-Weinberg permet de prédire la structure génétique attendue d’une population. Si la population respecte les hypothèses du modèle et en connaissant la fréquence de l’allèle A, on peut alors déterminer la fréquence attendue pour les individus homozygotes de génotypes (A//A) et (a//a) et pour les individus hétérozygotes de génotype (A//a). Si on observe un écart entre les fréquences génotypiques attendues et les fréquences observées, cela signifie qu’une ou plusieurs des hypothèses du modèle n’est pas vérifiée. Dans ce cas, la population n’est pas à l’équilibre de Hardy-Weinberg : les fréquences génotypiques évoluent au fil des générations, car une ou plusieurs forces évolutives agissent .
CONSIGNES
pageS 162-163
pageS 160-161
ACTIVITE 4 : Conséquences des activités humaines sur la biodiversité.
CONSIGNES
page 164
EXERCICE
Exercice:
Dans plusieurs parcs zooogiques, une diminution de la diversité génétique (moins d’allèles) des animaux est observée.
Ce phénomène est problématique pour leur conservation et leur réintroduction. En effet, la diversité génétique est bénéfique sur le long terme pour permettre aux populations de s’adapter à des environnements changeants (exemples: urbanisation, changement climatique, infections...).
Membre de l’Association mondiale des zoos et des aquariums (WAZA), vous devez expliquer au travers de l'exemple de l'étude des populations de Jaguars pourquoi la diversité génétique des jaguars diminue dans les parcs animaliers, et proposer des solutions.
Consignes
page 165
CONCLUSION: corrections et bilan
pageS 166-167
CorreCtions
La biodiversité et son évolution (ES terminale)
aussenac.marylene.80
Created on February 4, 2021
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LA BIODIVERSITE ET SON EVOLUTION
Introduction
SOMMAIRE
Introduction
Depuis le XVIIIème siècle, de nombreuses expéditions scientifiques ont eu pour objectif d’évaluer la biodiversité grâce à la réalisation d’inventaires des espèces présentes dans différents écosystèmes. Pourtant, on ne connaît encore qu’une faible proportion des espèces vivant sur Terre...
La préservation de la biodiversité est une préoccupation actuelle majeure. Pour comprendre la dynamique de la biodiversité et les conséquences des actions humaines, il est nécessaire de la quantifier.
Darwin et l'expédition scientifique à bord du Beagle (1831-1836)
Partons à la découverte de quelques outils permettant de mesurer la biodiversité.
C'est parti !
EVALUER LA BIODIVERSITE D'UN MILIEU
Dans un milieu, la biodiversité peut être décrite par la richesse spécifique, qui correspond au nombre d’espèces vivant dans ce milieu.
Comment évaluer la richesse spécifique d’un milieu ?
Pour estimer la richesse spécifique d’un milieu, les scientifiques n’étudient pas ce milieu de façon exhaustive, mais ils ont recours à des techniques d'échantillonnage: ils ne s’intéressent qu’à un échantillon du milieu, dans lequel ils dénombrent les espèces présentes.
SOMMAIRE
Sommaire
Activité 1b : Estimer l'abondance d'une population
Activité 1 a : Evaluer la richesse spécifique d'un milieu
Activité 2 : Calculer l'effectif d'une population ou la fréquence d'un caractère avec un intervalle de confiance
Activité 3 : Prévoir la transmission des gènes de génération en génération
Activité 4 : Conséquences des activités humaines sur la biodiversité
Corrections et BILAN
ACTIVITE 1a : EVALUER LA RICHESSE SPECIFIQUE D'UN MILIEU
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CONSIGNE
Des méthodes d’étude modernes de la biodiversité : barcoding moléculaire et metabarcoding
De 2009 à 2013, les équipes de recherche à bord du Tara ont réalisé une étude approfondie par metabarcoding de la diversité des microorganismes marins. A vos d'identifier des taxons par metabarcoding.
C'est parti !
IDENTIFIER des TAXONS
Matériel :
- des séquences appartenant à des taxons différents. Un taxon est un groupe de la classification du vivant. - Logiciel de BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) qui permet d’aligner (comparer) des séquences de nucléotides à analyser avec une banque de séquences déjà identifiées.
Protocole :
ACTIVITE 1b : ESTIMER L'ABONDANCE DUNE POPULATION
Dans un milieu, la biodiversité peut être décrite par la richesse spécifique (activité 1a), mais aussi par l’abondance, c’est-à-dire le nombre d’individus d’une population, d’une espèce ou d’un plus grand taxon.Cela permet de déterminer si une espèce est en danger d’extinction ou au contraire si elle prolifère. Cela permet également d’adapter les programmes de prévention contre les espèces vectrices de maladie pour l’être humain.
Comment estimer l’abondance d’une population ?
Il existe plusieurs méthodes pour estimer un effectif à partir d’échantillons. Parmi celles-ci, la méthode de capture-marquage-recapture repose sur des calculs effectués sur un échantillon.
exemple 1
exemple 2
page 159
S'entraîner sur un exemple fictif
A vous de jouer ! Entraînez-vous avec l'animation : "Capture-marquage-recapture"
phénomène de fluctuation d'échantillonnage
CONSIGNE
S'entraîner sur un exemple réel
Manuel Belin, Enseignement Scientifique Terminale (2020), p.196
CONSIGNE
ACTIVITE 2 : CALCULER L'EFFECTIF D'UNE POPULATION OU LA FREQUENCE D'UN CARACTERE AVEC UN INTERVALLE DE CONFIANCE
Lorsque l’on étudie plusieurs échantillons de même taille d’une même population, on observe que les résultats ne sont pas identiques selon les échantillons : ce phénomène est la fluctuation d’échantillonnage. Puisque les échantillons ne sont pas parfaitement représentatifs de la population étudiée, l’effectif d’une population est calculé avec un niveau de confiance strictement inférieur à 100%. On s’intéresse ici à la fréquence d’un caractère au sein d’une population. Pour connaître cette fréquence, il faut connaître l’effectif des individus porteurs de ce caractère au sein de la population.
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EXERCICE
CONSIGNES
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Exercice: l'exemple de l'épervier strié
L’épervier strié est un poisson qui vit dans les récifs coralliens.Il existe sous deux phénotypes : sombre et clair. Un recensement des formes claires et sombres a été effectué le long de cinquante-quatre transects, de la surface jusqu’au fond du lagon.
La fréquence f d’un caractère dans un échantillon n peut être calculée à partir de cet échantillon de la population. La valeur de f permet ensuite d’estimer la proportion p de ce caractère dans la population avec une incertitude. On précise cette incertitude avec un intervalle de confiance (IC).
► Épervier strié sombre a et clair b dans les récifs coralliens.
C'est parti !
Prêt pour le calcul ?
ACTIVITE 3 : Prévoir la transmission des gènes de génération en génération
rappel sur l’hérédité mendélienne des caractères en vidéo :
Une population est dite en équilibre de Hardy-Weinberg quand se réalise, à chaque génération, la structure génotypique conforme à la loi de Hardy-Weinberg : dans ce cas, de génération en génération, les fréquences alléliques du patrimoine génétique d'une population restent constantes. Le modèle de Hardy-Weinberg permet de prédire la structure génétique attendue d’une population. Si la population respecte les hypothèses du modèle et en connaissant la fréquence de l’allèle A, on peut alors déterminer la fréquence attendue pour les individus homozygotes de génotypes (A//A) et (a//a) et pour les individus hétérozygotes de génotype (A//a). Si on observe un écart entre les fréquences génotypiques attendues et les fréquences observées, cela signifie qu’une ou plusieurs des hypothèses du modèle n’est pas vérifiée. Dans ce cas, la population n’est pas à l’équilibre de Hardy-Weinberg : les fréquences génotypiques évoluent au fil des générations, car une ou plusieurs forces évolutives agissent .
CONSIGNES
pageS 162-163
pageS 160-161
ACTIVITE 4 : Conséquences des activités humaines sur la biodiversité.
CONSIGNES
page 164
EXERCICE
Exercice:
Dans plusieurs parcs zooogiques, une diminution de la diversité génétique (moins d’allèles) des animaux est observée. Ce phénomène est problématique pour leur conservation et leur réintroduction. En effet, la diversité génétique est bénéfique sur le long terme pour permettre aux populations de s’adapter à des environnements changeants (exemples: urbanisation, changement climatique, infections...).
Membre de l’Association mondiale des zoos et des aquariums (WAZA), vous devez expliquer au travers de l'exemple de l'étude des populations de Jaguars pourquoi la diversité génétique des jaguars diminue dans les parcs animaliers, et proposer des solutions.
Consignes
page 165
CONCLUSION: corrections et bilan
pageS 166-167
CorreCtions