La biodiversité et ses changements au cours du tempsCours

I

Les échelles de la biodiversité

Biodiversité

La biodiversité correspond à la diversité (actuelle et passée) des êtres vivants.

Elle se définit à trois niveaux (les trois échelles de la biodiversité) :

  • les écosystèmes ;
  • les espèces ;
  • les individus.
A

La diversité des écosystèmes

Les êtres vivants dans un écosystème ne sont pas les mêmes que ceux d'un autre écosystème, même proche.

Les êtres vivants dans une basse-cour ne sont pas les mêmes que ceux dans une mare.

-
B

La diversité des espèces

Dans un même écosystème, plusieurs espèces cohabitent : on parle de diversité des espèces ou diversité interspécifique.

Dans une mare, plusieurs espèces cohabitent : des amphibiens, des insectes, des plantes aquatiques, des mollusques, des bactéries ou encore des champignons.

C

La diversité des individus

Dans une même espèce, les individus sont différents les uns des autres : on parle de diversité intraspécifique, allélique, ou génétique.

Des individus d'une même espèce possèdent les mêmes gènes, mais il existe une grande variabilité de l'ADN et les individus d'une même espèce ne partagent pas le même assortiment d'allèles. Les différents allèles que l'on trouve au sein d'une population sont les produits des mutations qui surviennent au fil des générations et se répandent dans la population.

Allèle

Un allèle est la forme que peut prendre un gène. 

Il existe des chats noirs et des chats roux. Les deux individus représentés ci-dessous n'ont pas les mêmes allèles mais font partie de la même espèce.

-
La biodiversité dans un écosystème

La biodiversité dans un écosystème

II

Les changements de la biodiversité au cours du temps

A

Le mécanisme d'évolution : un changement permanent

Du fait de la grande variabilité des individus, on peut considérer que chaque individu est unique dans une espèce et participe à la biodiversité. Compte tenu de l'ensemble des gènes des individus d'une espèce et de l'ensemble des allèles de tous ces gènes, il existe une probabilité infime que deux individus soient rigoureusement identiques.

  • Si l'on tient compte uniquement du gène « groupe sanguin ABO », il existe six génotypes différents.
  • Si l'on tient simultanément compte du gène « groupe Rhésus », cela multiplie par trois le nombre de génotypes. 
  • En prenant en compte le gène « groupe sanguin MN », on parvient à 54 génotypes possibles.
  • En comptant les 20 000 (approximativement) gènes de l'espèce humaine, on aboutit à un nombre théorique d'individus différents dépassant très largement le nombre de l'ensemble des humains ayant vécu sur Terre.

Dès qu'un individu disparaît, c'est une perte de biodiversité (même infinitésimale). C'est l'inverse (gain infinitésimal de diversité) dès qu'un individu nouveau apparaît.

La diversité change donc de manière continuelle : c'est le mécanisme d'évolution. La biodiversité de l'an dernier n'est pas la même que celle d'aujourd'hui.

Il y a autant de poissons dans la mare cette année que l'an dernier, mais il y a eu des morts, des naissances, et la population n'est pas exactement la même.

Comparaison d'une population de poissons à deux moments différents

Comparaison d'une population de poissons à deux moments différents

B

Les périodes de crises biologiques

Les changements de biodiversité sont permanents, mais il existe des périodes où ces changements s'accélèrent. On définit alors la notion de crise biologique.

Une crise biologique est une brutale chute de la biodiversité, autrement dit une extinction massive d'espèces.

On parle de phase d'extinction massive lorsque 75 % des formes de vie animales et végétales disparaissent en un temps bref (à l'échelle géologique, un million d'années est relativement court).

La crise biologique, et donc l'extinction massive, touche des organismes très variés (grands ou petits, phytophages ou zoophages, végétaux ou animaux, aquatiques, terrestres) à l'échelle du globe terrestre (pas seulement dans une région précise).

Depuis le début des « temps fossilifères » (il y a environ 600 millions d'années), cinq crises majeures se sont produites. Beaucoup de spécialistes de l'écologie indiquent que nous vivons actuellement une sixième crise.

Les cinq crises biologiques majeures

Les cinq crises biologiques majeures

Le graphique montre, de manière simplifiée, l'évolution au cours du temps du nombre de genres d'espèces vivantes. Les cinq grandes crises écologiques sont signalées par les triangles jaunes.

À la suite d'une crise biologique, une importante diversification se produit, permettant de reconstituer une biodiversité à nouveau très riche, mais différente de la diversité qui précédait la crise. Entre l'extinction et la diversification, c'est un important renouvellement des formes de vie qui s'opère.

III

Deux exemples de crises

A

La crise crétacé-tertiaire (KT)

1

Description

Cette extinction massive s'est produite à la charnière entre l'ère secondaire (à la fin de la période nommée crétacé) et l'ère tertiaire, il y a environ 65 millions d'années. C'est la dernière grande extinction massive avant le présent.

Elle a vu la disparition de 70 % des formes de vie sur Terre, notamment de grands groupes d'animaux comme les dinosaures, les ammonites, les rudistes, etc.

2

Causes possibles

Parmi les causes envisagées, deux semblent être nettement identifiées :

  • l'impact météoritique dans le golfe du Mexique ;
  • le volcanisme intense sur le plateau du Deccan (Inde actuelle).

 

Ces deux phénomènes combinés, en moins d'un million d'années, ont entraîné des modifications considérables des environnements terrestres : en particulier éclairement, température, climat, ce qui a conduit à la disparition de très nombreux groupes animaux ou végétaux, terrestres ou aquatiques, etc.

La crise crétacé-tertiaire
La crise crétacé-tertiaire
3

Conséquences

La crise crétacé-tertiaire a fait disparaître de très nombreux groupes animaux ou végétaux, terrestres ou aquatiques, etc., et a donc considérablement modifié la biodiversité.

Outre ces disparitions, cette crise a entraîné un renouvellement de la faune et de la flore terrestres : après la période de crise, les espèces survivantes se sont fortement multipliées, diversifiées, et ont conduit à la biodiversité actuelle.

La biodiversité constatée à une époque donnée est à la fois :

  • le témoin de l'évolution ;
  • le produit de l'évolution, et donc le produit des transformations (disparitions et apparitions d'espèces) qui se sont déroulées depuis que la vie existe.
B

La sixième crise biologique

1

Description

Depuis son apparition dans le monde vivant, mais surtout depuis quelques millénaires, l'espèce humaine modifie considérablement son environnement. Par ses activités, l'homme semble responsable d'un crise écologique majeure. Le taux d'extinction des espèces est actuellement de 10 à 100 fois supérieur au taux naturel. Selon l'Union Internationale pour la Conservation de la Nature (IUCN), 25 % des espèces de mammifères seraient ainsi menacées d'extinction. Ce chiffre atteint 40 % pour les amphibiens, ou encore 33 % pour les conifères.

2

Causes possibles

Ce sont les activités humaines qui semblent majoritairement responsables de cette sixième crise, par exemple :

  • la surexploitation des ressources ;
  • le rejet des gaz à effet de serre induisant un réchauffement global ;
  • l'utilisation massive de pesticides agricoles ;
  • la déforestation ;
  • les diverses formes de pollution.
Les activités humaines responsables de la sixième crise biologique
Les activités humaines responsables de la sixième crise biologique
3

Conséquences

L'érosion de la biodiversité, liée à la dégradation des écosystèmes naturels, ne peut être que néfaste pour l'ensemble des êtres vivants, y compris l'homme. Les espèces disparaissent à un rythme jamais observé auparavant.

  • De nombreuses espèces animales, comme les abeilles, sont pourtant nécessaires à la préservation des écosystèmes.
  • Les sols perdent les caractéristiques qui en font des milieux favorables à la pousse des végétaux.
  • Les pollutions, en particulier aquatiques, mènent à une raréfaction de la ressource mondiale en eau potable, ce qui peut conduire à des tensions, voire des conflits.

 

L'homme prend tardivement conscience de cette crise et du rôle qu'il y joue, et tente désormais d'en limiter les effets. Toutefois, les mesures prises restent insatisfaisantes face à cette importante crise.