Sérendipités

CHAPITRE 3 - LA BIODIVERSITE, UNE ETAPE DE L'EVOLUTION


L'unité du vivant détermine une origine commune et une évolution au cours des temps géologiques conduisant à sa diversité.

1. - Définition de Biodiversité


Si le terme de Biodiversité est moderne car il date de 1985, son approche et son étude sont très anciennes. Il s'agit d'un terme récent, éminemment politique qui contribue clairement depuis quelques années à la Conservation de l'environnement et au verdissement des activités humaines. La Conservation des espèces et des habitats passe par une évaluation de la Biodiversité et de sa qualité. Le mot se définit par lui-même : il s'agit de la diversité biologique, la diversité du Vivant.
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On approche la biodiversité de différentes manières : - En se basant sur le nombre d'espèces, - En se basant sur la diversité génétique des espèces, - En se basant sur la diversité des milieux naturels ou écosystèmes. S'y ajoute une biodiversité dynamique renseignant sur l'évolution et la diversité du vivant au cours des temps géologiques de la Terre.
La description scientifique des espèces a été entamée par un chercheur suédois nommé Linné. Il a ainsi réalisé la description des premières plantes dès 1753 et des premiers animaux dès 1758. Il désigne et on continue de le faire, chaque espèce par un nom de genre (initiale en majuscule) et un nom d'espèce, le tout en italique. Vulpes vulpes est le nom scientifique du Renard, Canis lupus celui du Loup, Homo sapiens celui de l'Homme. On compte actuellement près de 1,7 millions d'espèces décrites dans le Monde dont 300000 Végétaux, 100000 Bactéries, 1,3 millions d'Animaux (dont 850000 Insectes). Ce sont près de 10000 nouvelles espèces qui sont décrites chaque année.
La diversité génétique du Renard (Vulpes vulpes) par exemple peut être approchée à partir de la grande diversité de ses sous-espèces. Toutes ces sous-espèces sont des Renards qui se distinguent les uns des autres par de multiples mutations qui en changent les couleurs, voire la morphologie.
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La diversité des paysages engage la notion de diversité des écosystèmes : lacs, étangs, rivières, forêt, landes, prairies, etc. Chaque écosystéme a sa propre biodiversité en espèces. Les espèces sont propres à leurs écosystèmes.
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Source - Cette image de l'écosystème du Bois de Païolive en Ardèche renseigne sur la biodiversité de sa Flore et sa Faune.
Enfin la biodiversité est dymamique. Elle change au cours des temps géologiques.
Ediacara
Ainsi cette faune sous-marine (Faune d'Ediacara) date de près de 550 Ma (Millions d'années) est est fondamentalement différente de la faune actuelle. On y rencontre par exemple pas encore de Poissons. Au gré de l'évolution les Poissons apparaîtront quelques dizaines de millions d'années plus tard.
L'action de l'Homme se traduit par exemple par la disparitions de certaines espèces. Nous verrons plus loin cette dynamique récente de la biodiversité.
Dodo
Le Dodo qui vivait dans l'Océan Indien sur l'Ile Maurice est un exemple d'espèce disparue sous l'action de l'Homme.

La biodiversité est un terme récent (1985) mais qui a été l'objet de l'étude des scientifiques depuis longtemps. On compte les espèces, estime leur variabilité génétique et étudie la diversité de leurs milieux naturels ou écosystèmes. La biodiversité est dynamique sous l'effet de l'évolution des êtres vivants, mais aussi sous l'action de l'Homme. La biodiversité actuelle est une étape de l'évolution.

2. - La Biodiversité actuelle est une étape de l'évolution


Ediacara
La Faune d'Ediacara est vieille de 550 Ma. Nous avons déjà vu qu'il n'y avait pas encore de Poissons, mais la diversité est déjà présente parmi les organismes représentés ici.
Silurien
Vers 430 Ma, au Silurien, on constate que les Poissons sont présents et diversifiés, mais ils ne ressemblent guère aux Poissons actuels. A cette époque il n'y avait encore presqu'au être vivant sur les continents.
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Bien plus tard vers 160 Ma au Jurassique, ce paysage est une reconstitution d'une région du Nord de l'Allemagne. Le continent est densément peuplé par la Flore et la Faune.
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©© bysa - Pseudonyme - Wikipedia
Cette Ammonite est un être vivant appartenant à un groupe qui s'est développé en grande quantité dans les mers entre 250 et 65 Ma au cours de l'ère Secondaire. Ce groupe des Ammonite a disparu en même temps que les Dinosaures.
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On envisage qu'il y a 65 Ma un choc météoritique, allié à d'autres catastrophes a conduit à la disparition des Dinosaures, Ammonites, mais par exemple au maintien de petits Mammifères et d'Oiseaux. Mammifères et Oiseaux par évolution se sont ensuite diversifiés pour former la faune que l'on connaît actuellement sur Terre. Les crises biologiques se traduisent par une rénovation de la biodiversité, d'un monde de Dinosaures ou passe à un monde de Mamifères et d'Oiseaux.
Deforestationamazonie
L'Homme est à l'origine d'une nouvelle crise biologique en conduisant à la disparition de nombreuses espèces. Cette image de déforestation en Amazonie est propre à montrer que dans ce paysages vivait plus de 1000 espèces différentes et ne trouvent plus leur habitat. D'autres espèces dites invasives, sont favorisées par l'Homme et remplacent les espèces naturellement présentes.
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©© bysa - J.Tosti - Wikipedia

L'Impatience de l'Himalaya est un exemple de fleur invasive qui occupe les bordures de nos fleuves.
Nous voyons que de nombreux êtres vivants aujourd'hui disparus ont habités sur Terre. La biodiversité actuelle n'est qu'une étape dans l'évolution du Vivant. Des crises biologiques se traduisent par une rénovation du monde vivant, certaines espèces disparaissent alors que d'autres se diversifient. Actuellement sous l'action de l'Homme une nouvelle crise biologique majeure agit sur Terre, c'est la crise anthropogène avec disparition de nombreuses espèces à un rythme accéléré.
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Prolongement
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Source - Wikipedia
Dans le cadre de la domestication l'Homme produit de la biodiversité par une sélection artificielle de variétés. On parle de races chez les Chiens (Canis familiaris)
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3. - La parenté étroite entre certains êtres vivants détermine des groupes systématiques


Linné au XVIIIe siècle est l'inventeur de la systématique moderne. La systématique corresponds à la science qui étudie la classification des êtres vivants. On regroupe les êtres vivants en raison de points communs ou ressemblances en groupes systématiques. Ces points communs conditionnent l'existence d'un ancêtre commun à chaque groupe.
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En terme de diversité du vivant les Bactéries et les Archées (bactéries souvent extrêmophiles) ont la part belle. Les Eucaryotes présentent une diversité réduite des groupes systématiques et les Animaux (Animalia) n'en sont qu'un simple élément.
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Sauf quelques cas, tous les Vertébrés ont un squelette osseux. Cet ensemble a une origine commune. On découvre que les Oiseaux et les Crocodiles ont seuls, un gésier. Ce point commun leur donne une origine commune à rechercher au sein des Dinosaures.
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Les présentations précédentes sont des arbres mais il est pratique aussi de ranger les êtres vivants dans des boîtes (classification emboîtée).
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On peut s'entraîner à classer ces différents Vertébrés dans leurs groupes respectifs.
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Avec quelques repères de temps on peut rendre compte des affinités entre chaque groupe de Vertébrés et de leur diversité (nombre de familles). On retrouve au niveau de la Crise Crétacé-Tertiaire, une extinction chez les Reptiles (Dinosaures) suivie de la diversification des Oiseaux et des Mammifères.
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On notera pour l'ensemble des Vertébrés une symétrie bilatérale (droite-gauche), un axe antéro-postérieur (tête-queue) et par la position dorsale de la colonne vertébrale un axe dorso-ventral. On retrouve la même structure chez tous les Vertébrés.
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Ces Tritons qui sont des Amphibiens ont les mêmes caractéristiques générales.
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Squelette de Dinosaure
Vertèbres, crâne, axes de symétries sont autants de points communs à tous les Vertébrés. On en dégage l'existence d'un ancêtre commun qui a dû vivre il y a un peu plus de 500 Ma.

Les arbres phylogénétiques ou les systèmes de classification emboîtés rendent compte des parentés entre les êtres vivants. Les espèces d'un même groupe comme les Vertébrés partagent une organisation commune. On trouve chez les Vertébrés un crâne fixé sur une colonne vertébrale désignant un axe antéro-postérieur. Les Vertébrés ont de plus une symétrie bilatérale et un axe dorso-ventral. Les espèces d'un même groupe partagent un ancêtre commun situé chez les Vertébrés il y a un peu plus de 500 Ma.

4. - La diversité des allèles est un des aspects de la Biodiversité


Une mutation se traduit par une modification de la séquence des nucléotides dans la molécule d'ADN. Ceci se traduit par une modification de la protéine correspondante et peut avoir des conséquences sur le fonctionnement ou la structure des êtres vivants.
La Drosophile (Drosophila melanogaster) est une Mouche appartenant au groupe des Diptères (Insectes à deux ailes).
Dromel
Cette Mouche très pratique pour l'étude scientifique a révélé de nombreux mutants. Parmi eux le mutant "bithorax" se caractérise par le doublement du thorax et du nombre d'ailes.
Bithorax
Cette situation mutante n'est pas normale chez un Diptère chez qui normalement le nombre d'ailes est limité à deux. Un changement (mutation) dans la molécule d'ADN explique cette "malformation". Il existe chez les Drosophiles de nombreux mutants connus avec des déformations des ailes, de changement de couleur ou de forme des yeux, des changement de forme des antennes, etc.
Les mutations apparaissent en faible nombre au hasard des générations chez les espèces. Celles-ci conduisent à une certaine biodiversité génétique des espèces. C'est la dérive génétique.
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©© bysa - L.Shyamal - Wikipedia

Diverses sous-espèces de Bergeronnettes grises (Motacilla alba) se répartissent dans le Monde. Les différences entre-elles est plus ou moins marquée et le résultatt de diverses mutations. Un isolement prolongé d'une de ces sous-espèces encore interfertiles, pourrait conduire à l'apparition d'une nouvelle espèce : c'est le mécanisme de spéciation. La nouvelle espèce ne pourrait alors plus se reproduire avec les autres mutants trop éloignés génétiquement.
Les êtres vivants actuels sont le résultat du hasard et d'une certaine sélection naturelle des mutants les mieux adaptés à l'environnement. Certains mutants disparaissent et d'autres apparaissent et se maintiennent car plus efficaces dans l'environnement. A une échelle plus large des espèces disparaissent et d'autres apparaissent : c'est le mécanisme de spéciation.

La dérive génétique se traduit par une répartition aléatoire des allèles ou mutations au sein d'une population. La sélection naturelle conduit à la disparition de certains allèles alors que d'autres sont renforcés. Si la dérive est importante et la sélection naturelle forte, on peut voir s'isoler de nouvelles espèces (populations ne pouvant plus se reproduire entre elles) : c'est le mécanisme de spéciation propre à l'évolution des êtres vivants.