Les échelles de la biodiversité

Activité - Explorer la biodiversité à différentes échelles

La biodiversité correspond à la diversité du vivant. Elle s’observe à trois échelles : la diversité des écosystèmes, la diversité des espèces et la diversité génétique au sein des espèces.

Un écosystème est constitué d’un milieu de vie et des êtres vivants qui le peuplent et interagissent. Une espèce regroupe des individus pouvant se reproduire entre eux et engendrer une descendance viable et fertile.

Au sein d’une même espèce, les individus peuvent présenter des phénotypes différents. Cette diversité peut notamment s’expliquer par l’existence de différentes versions d’un même gène, appelées allèles.

De nouveaux allèles apparaissent par mutation de l’ADN. Une substitution correspond au remplacement d’un nucléotide par un autre, une addition à l’ajout d’un ou plusieurs nucléotides et une délétion à la perte d’un ou plusieurs nucléotides. Ces mutations participent ainsi à la diversité génétique des populations.

1. La biodiversité désigne la diversité du vivant

La biodiversité correspond à la diversité du monde vivant. Elle ne se limite donc pas au nombre d’espèces présentes sur Terre.

Elle peut être étudiée à trois échelles complémentaires :

• la diversité des écosystèmes ;

• la diversité des espèces ;

• la diversité génétique au sein d’une même espèce.

Ces trois niveaux permettent de décrire la biodiversité d'un milieu et, plus largement, celle de la planète.

2. La biodiversité s’observe à l’échelle des écosystèmes

Un écosystème est constitué d’un milieu de vie et de l’ensemble des êtres vivants qui y vivent et interagissent entre eux et avec ce milieu.

Il existe une grande diversité d’écosystèmes sur Terre : forêts, prairies, déserts, océans, mangroves, zones humides, etc.

Ces milieux présentent des conditions différentes, par exemple en termes de température, de disponibilité en eau, de lumière ou de nature du sol. Ils abritent donc des communautés d’êtres vivants différentes.

La diversité des écosystèmes constitue ainsi une première échelle de la biodiversité.

Diversité des milieux + diversité des communautés qui les peuplent → biodiversité des écosystèmes

3. La biodiversité s’observe également à l’échelle des espèces

Au sein d’un même écosystème coexistent généralement de nombreuses espèces.

Dans une prairie, on peut par exemple rencontrer différentes espèces végétales et animales : pissenlits, abeilles, criquets, oiseaux ou encore plusieurs espèces de coccinelles.

La biodiversité spécifique correspond à la diversité des espèces présentes dans un milieu.

Une espèce regroupe des individus qui présentent des caractéristiques communes et qui peuvent, dans les conditions naturelles, se reproduire entre eux et engendrer une descendance viable et fertile.

La coccinelle à sept points (Coccinella septempunctata) et la coccinelle arlequin (Harmonia axyridis) appartiennent ainsi à deux espèces différentes.

La présence de nombreuses espèces différentes constitue donc une deuxième échelle de la biodiversité.

4. Il existe aussi une biodiversité au sein d’une même espèce

Tous les individus appartenant à une même espèce ne sont pas parfaitement identiques.

Chez la coccinelle arlequin, par exemple, les individus peuvent présenter des couleurs ainsi qu’un nombre et une disposition des taches différents sur leurs élytres.

Ces différences observables correspondent à une diversité des phénotypes, c’est-à-dire des caractères observables des individus.

Une partie de ces différences peut avoir une origine génétique : les individus d’une même espèce possèdent globalement les mêmes gènes, mais ils peuvent en posséder des versions différentes appelées allèles.

La diversité génétique correspond ainsi à la diversité des allèles présents chez les individus d’une même espèce.

Même espèce → différents allèles → diversité des phénotypes

5. Les mutations sont à l’origine de nouveaux allèles

Un allèle est une version d’un gène qui se distingue des autres versions par sa séquence de nucléotides.

Les nouveaux allèles apparaissent à la suite de mutations, c’est-à-dire de modifications de la séquence de l’ADN.

Différents types de mutations peuvent se produire :

• une substitution correspond au remplacement d’un nucléotide par un autre ;

• une addition ou insertion correspond à l’ajout d’un ou plusieurs nucléotides ;

• une délétion correspond à la perte d’un ou plusieurs nucléotides.

Lorsqu’une mutation modifie un gène, elle crée donc potentiellement un nouvel allèle. Si les différents allèles influencent un caractère, ils peuvent contribuer à l’apparition de phénotypes différents.

Mutation → nouvel allèle → modification possible d’un caractère → diversité génétique

6. La coccinelle arlequin illustre la diversité génétique au sein d’une espèce

Chez la coccinelle arlequin, les individus peuvent présenter des motifs très différents sur leurs élytres.

Le gène pannier intervient dans la détermination de ces motifs. Il en existe différentes versions qui contribuent à la diversité de coloration et de répartition des zones noires et rouges observée chez cette espèce.

Ces différences illustrent le lien entre la diversité des séquences d’ADN et la diversité des phénotypes au sein d’une population.

La biodiversité peut donc être observée depuis l’échelle des grands milieux de vie jusqu’à celle de l’ADN :

Diversité des écosystèmes → diversité des espèces → diversité génétique au sein des espèces.

1. À quelles échelles peut-on étudier la biodiversité ?

A. Uniquement à l’échelle des espèces

B. Écosystèmes, espèces et diversité génétique

C. Cellules, organes et organismes

D. Continents, pays et populations

2. Qu’est-ce qu’un écosystème ?

A. Un ensemble d’individus appartenant à la même espèce

B. Un milieu de vie sans les êtres vivants

C. L’ensemble des espèces présentes sur Terre

D. Un milieu de vie et les êtres vivants qui le peuplent et interagissent

3. Quel critère permet notamment de considérer que des individus appartiennent à la même espèce ?

A. Ils peuvent se reproduire entre eux et avoir une descendance viable et fertile

B. Ils vivent obligatoirement dans le même milieu

C. Ils possèdent exactement le même phénotype

D. Ils ont exactement la même séquence d’ADN

4. Qu’est-ce qu’un phénotype ?

A. Une version particulière d’un gène

B. Une modification de l’ADN

C. L’ensemble des caractères observables d’un individu

D. Un ensemble d’espèces différentes

5. Comment appelle-t-on les différentes versions d’un même gène ?

A. Des mutations

B. Des allèles

C. Des phénotypes

D. Des nucléotides

6. Quelle est l’origine de nouveaux allèles ?

A. Les mutations de l’ADN

B. La reproduction uniquement

C. Les interactions entre espèces

D. Les changements d’écosystème

7. Qu’est-ce qu’une substitution ?

A. La perte de plusieurs gènes

B. L’ajout d’un chromosome

C. L’ajout d’un ou plusieurs nucléotides

D. Le remplacement d’un nucléotide par un autre

8. Qu’est-ce qu’une délétion ?

A. Le remplacement d’un nucléotide

B. La duplication de l’ensemble de l’ADN

C. La perte d’un ou plusieurs nucléotides

D. L’apparition d’une nouvelle espèce

9. Pourquoi des individus d’une même espèce peuvent-ils présenter des phénotypes différents ?

A. Ils appartiennent nécessairement à des écosystèmes différents

B. Ils peuvent notamment posséder des allèles différents

C. Ils ne possèdent aucun gène en commun

D. Ils appartiennent forcément à des espèces différentes

10. Comment les mutations participent-elles à la biodiversité ?

A. Elles peuvent créer de nouveaux allèles et augmenter la diversité génétique

B. Elles rendent tous les individus génétiquement identiques

C. Elles empêchent l’apparition de nouveaux phénotypes

D. Elles suppriment systématiquement les allèles existants

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