Mesurer la biodiversité (ES terminale)

DES OUTILS POUR QUANTIFIER LA BIODIVERSITE

C'est parti !

Mission

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 !

Sommaire

Activité 1 : évaluer la richesse spécifique d'un milieu

Activité 2 : estimer l'abondance d'une population

ACTIVITE 1 : EVALUER LA RICHESSE SPECIFIQUE 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.

Consigne : pour chacune des trois études scientifiques ci-contre, indiquez sous forme d'un tableau le groupe d'espèces étudié et le principe de la technique d'échantillonnage.

A vous de jouer !

Le barcoding moléculaire consiste à identifier une espèce en comparant une courte séquence de son ADN à toutes les séquences connues d’ADN rassemblées dans une banque de données, comme si l’on « scannait » son code-barres génétique. En comparant toutes les séquences d’ADN retrouvées dans un échantillon d’eau ou de sol à cette banque de données, les chercheurs peuvent identifier les espèces qui se trouvent dans cet échantillon : c’est le metabarcoding. Ces méthodes sont cependant coûteuses et ne peuvent pas remplacer complètement les reconnaissances sur le terrain.

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. Vous allez identifier trois de ces espèces.

C'est parti !

Définition : un taxon est un groupe de la classification du vivant. Matériel : - 3 séquences appartenant à trois taxons différents (ci-contre). - Logiciel de BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) qui permet d’aligner (comparer) des séquences à analyser avec une banque de séquences déjà identifiées. Protocole : ❯ Dans le logiciel de BLAST, sélectionner « Nucleotide BLAST » (Blast de fragment d’ADN). ❯ Dans le cadre « Enter accession number(s), gi(s), or FASTA sequence(s) », coller la séquence d’ADN à identifier. ❯ Cliquer sur « BLAST ». ❯ Noter le nom du taxon identifié à 100 % puis rechercher brièvement ce qui caractérise les espèces appartenant à ce taxon.

ACTIVITE 2 : ESTIMER L'ABONDANCE DUNE POPULATION

Dans un milieu, la biodiversité peut être décrite par la richesse spécifique (activité 1), 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 ?

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La méthode capture-marquage-recapture pour 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.

+ info

A vous de jouer ! Entraînez-vous avec l'animation "Capture-marquage-recapture". Calculez l'effectif total des poissons dans le lac après avoir réalisé une seule recapture.

Astuce

Méthode capture-marquage-recapture : s'entraîner sur un exemple réel

Manuel Belin, Enseignement Scientifique Terminale (2020), p.196

Consigne : estimez l'abondance de la population de moustiques A. gambiae en saison sèche et en saison humide dans le village du Burkina Faso.

Conclusion

La mesure de la biodiversité

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