Bilan 5 : La biodiversité, résultat et étape de l’évolution.

1 – Définir la biodiversité.

La biodiversité peut se définir à différents niveaux :

  • Au niveau des espèces, la biodiversité correspond au nombre d’espèces dans une zone donnée. Plus le nombre d’espèces recensées est important, plus la biodiversité est élevée. Par exemple, on rencontre un plus grand nombre d’espèces de lichens aux abords d’une ville qu’en centre ville, car la pollution est un facteur limitant de développement de la plupart des lichens. D’une manière générale, la pollution est un facteur limitant au développement de nombreuses espèces : elle conduit donc à une perte de biodiversité.
  • Au niveau génétique, une population peut être constituée d’individus génétiquement très proches les uns des autres ( individus d’une race de vaches laitières par exemple : tous les individus n’ayant pas certains caractères en sont exclus) ; ou bien les individus, n’ayant pas fait l’objet d’une sélection, peuvent être très différents les uns des autres ( l’espèce humaine par exemple). Plus on recense d’allèles différents, et donc de caractères différents, dans une population, plus la biodiversité génétique est élevée. Par exemple, il existait autrefois de très nombreuses variétés de pommes, dont la plupart ont disparu ou sont en voie de disparition : seules quelques variétés sont cultivées actuellement, l’espèce pomme a donc perdu une grande partie de sa diversité génétique. L’emploi d’un petit nombre de races animales ou variétés végétales en agriculture conduit à une perte inquiétante de biodiversité génétique dans les espèces concernées..
  • Au niveau des écosystèmes, la déforestation, l’assèchement des zones marécageuses par exemple conduisent à la perte de milieux de vie indispensables pour l’installation de nombreuses espèces animales ou végétales : les écosystèmes sont de moins en moins diversifiés, ce qui induit une perte de biodiversité des espèces et de biodiversité génétique.On définit un écosystème par l’ensemble des facteurs physiques du milieu ou biotope ( climat, sol, pente par exemple) et des êtres vivants qui y vivent ou biocénose :
Écosystème = biotope + biocénose

L’action de l’homme tend donc à limiter la biodiversité à tous les niveaux.

2 – Biodiversité des espèces, parenté et classification.

a – Logique de la classification des êtres vivants au fil du temps.

Classer les êtres vivants a été une préoccupation dès l’antiquité, mais la difficulté reste toujours le choix des critères adoptés pour effectuer ce classement :

  • Vers 50 ap JC, Pline l’Ancien propose une classification des végétaux fondée sur l’usage que l’homme en fait : plantes médicinales, culinaires etc.
  • Après la découverte des Amériques et les nombreuses explorations qui ont suivi, le nombre des espèces animales et végétales connues explose. Linné (1707-1778) propose une géniale classification fondée sur les caractères de ressemblances entre individus. Les différentes espèces répertoriées sont classées en genres, familles, embranchements. Cette classification sera utilisée jusqu’au XXe siècle.
  • Avec la découverte de la génétique moléculaire, il devient possible de classer plus logiquement les espèces en fonction de leurs liens de parenté : on parle de classification phylogénétique. On regroupe ensemble un ancêtre fossile et l’ensemble de sa descendance : les fossiles sont donc classés exactement comme les êtres vivants actuels. Comme les ressemblances entre individus sont largement dépendantes de la génétique, la classification linnéenne n’a pas été totalement bouleversée, mais des changements importants ont vu le jour. Par exemple les termes de Poissons ou Reptiles, encore en usage courant, n’ont plus aucune signification biologique : ils recouvrent en réalité des organismes vivants très différents les uns des autres.

b – Exemple d’unité d’organisation : les Vertébrés.

Les Vertébrés partagent un certain nombre de caractères communs, qui les définissent :

  • squelette osseux, système nerveux protégé par une boite crânienne et une colonne vertébrale.
  • trois axes de polarité : antéro-postérieur, dorso-ventral, droite-gauche.
  • une symétrie droite-gauche pour les membres et la plupart des organes internes.
  • présence de quatre membres, qui ont parfois été perdus par évolution.

A l’intérieur de ce vaste ensemble d’animaux, la classification phylogénétique introduit des subdivisions importantes qui permettent la classification par ensembles emboités, chaque ensemble étant toujours construit sur la base du partage de caractères communs. Par exemples les Oiseaux renferme l’ensemble des animaux possédant des plumes ; les amphibiens ont 4 doigts au membre antérieur etc…

3 – Sélection naturelle et dérive génétique ou comment les espèces évoluent.

Charles Darwin a montré au XIXe siècle que la sélection naturelle permet la survie des individus les mieux adaptés à leur milieu de vie, les autres étant éliminés. La sélection naturelle est l’un des moteurs de l’évolution des espèces : lorsque les écosystèmes se modifient, les espèces doivent évoluer, donc se transformer, pour survivre, sinon elles disparaissent.

Cependant pour que l’évolution puisse jouer, il faut préalablement qu’il existe des êtres vivants aux potentialités différentes, c’est-à-dire possédant des allèles différents : l’évolution ne fait que sélectionnés des allèles préexistants du fait de la variabilité de la molécule d’ADN.

Dans une population de grande taille, la fréquence allélique varie peu, exactement comme pour un grand nombre de lancer d’une pièce on obtient autant de pile que de face. Ce n’est plus vrai pour des populations de petite taille : la fréquence des allèles peut être fortement modifiée par rapport à la population d’origine, ce qui va favoriser l’apparitinon de nouvelles espèces . c’est ce qu’on appelle la dérive génétique.

A l’intérieur de la dérive génétique on distingue deux mécanismes :

  • l’effet fondateur : un petit groupe d’individus d’une espèce donnée colonise un nouveau milieu, isolé des autres écosystèmes. C’est par exemple le cas, étudié par Darwin, des pinsons des Galapagos. Si l’espèce parvient à s’implanter, elle se transforme rapidement pour s’adapter à ce nouveau milieu : de nouvelles espèces apparaissent alors.
  • l’effet d’étranglement : une population au départ importante est réduite à un tout petit nombre d’individus, du fait d’une catastrophe naturelle, d’un changement climatique ou d’une surexploitation par l’homme par exemple. Cette population ne dispose plus que de certains des allèles de la population de départ, ce qui peut soit conduire à sa disparition, soit accélérer son évolution vers une nouvelle espèce.

Sélection naturelle et dérive génétique sont deux moteurs importants de l’évolution des espèces à l’échelle des populations, entrainant la disparition de certaines espèces et l’apparition d’espèces nouvelles. Mais il ne faut pas oublier que l’évolution ne fait que modifier la fréquence des allèles existants : ce sont les mutations de l’ADN qui permettent l’apparition de nouveaux allèles.