Séance 6 - Explorer la biodiversité à différentes échelles

6.1 – La biodiversité des écosystèmes

La biodiversité des écosystèmes correspond à la diversité des milieux naturels présents sur la planète, ainsi qu’à la diversité des communautés vivantes qui les peuplent.

Exemples d’écosystèmes :

• Forêt

• Prairie

• Désert

• Océan

• Mangrove

• Zone humide

Chacun de ces milieux abrite des espèces adaptées à ses conditions spécifiques.

6.2 – La biodiversité des espèces

La biodiversité des espèces désigne la diversité des espèces vivantes présentes dans un écosystème.

Exemple : dans une prairie, on peut rencontrer des espèces comme :

• le pissenlit

• l’abeille

• le criquet

• le faucon

• les coccinelles, telles que Harmonia axyridis et Coccinella septempunctata

Ces deux coccinelles sont des espèces différentes car elles ne se reproduisent pas entre elles, ce qui constitue un critère fondamental pour définir une espèce.

6.3 – La biodiversité génétique au sein d’une espèce

La biodiversité génétique correspond à la diversité des individus d’une même espèce. Cette diversité se manifeste par des différences visibles, appelées phénotypes.

Exemple : chez la coccinelle Harmonia axyridis, on observe différentes formes et motifs sur les élytres (ailes dures), reflétant la diversité au sein de l’espèce.

 Vous êtes des biologistes qui cherchent à comprendre l’origine de la diversité visible chez les coccinelles Harmonia axyridis. Pour cela, vous allez observer différents individus, analyser leur phénotype, puis explorer les variations génétiques du gène Pannier liées aux motifs des taches.

1. Ouvrir le logiciel GenieGen2.

2. Dans "Ouvrir la banque de séquences", rechercher "coccinelle" et sélectionner "Séquences du gène Pannier de la coccinelle Arlequin". Chargez ces séquences.

3. Par un clic droit, déplacer la séquence du gène Pannier de Coccinella septempunctata en haut de la liste.

4. Sélectionner toutes les séquences et aligner les séquences.

5. Afficher le tableau de comparaison.

6. À partir des différentes informations compléter le tableau suivant.

6.4 – L’origine génétique des différences observées

Ces variations phénotypiques s’expliquent par une diversité génétique : les individus ne possèdent pas exactement les mêmes séquences d’ADN.

Chez Harmonia axyridis, le gène Pannier contrôle la forme et le nombre de taches, différents allèles de ce gène, issus de mutations, provoquent les variations observées :

• Substitutions : remplacement d’un nucléotide par un autre ;

• Additions : ajout d’un ou plusieurs nucléotides dans la séquence ;

• Délétions : perte d’un ou plusieurs nucléotides.

Ces modifications, même minimes, suffisent à entraîner des différences dans l’expression du gène Pannier et donc à générer des phénotypes variés (fond rouge, fond noir, nombre et position des taches).

• Généticien·ne (8 ans après le bac) : étudier les gènes et leurs variations au sein des populations ; analyser les liens entre génotype et phénotype ; travailler dans la recherche médicale, agronomique ou en biodiversité.

• Chargé·e d’études en biodiversité (5 ans après le bac) : réaliser des inventaires d’espèces, suivre l’évolution des populations, proposer des mesures de gestion et de conservation ; emploi possible dans des bureaux d’études, des associations naturalistes ou des collectivités.

• Bio-informaticien·ne (5-8 ans après le bac) : utiliser des outils informatiques pour analyser des séquences génétiques, modéliser l’évolution des populations ou comparer des génomes ; travailler dans la recherche, l’industrie pharmaceutique, l’agroalimentaire ou la conservation de la biodiversité.