Labiodiversité est restée plus ou moins stables pour toutes les espèces, mais a diminué dans les champs cultivés. En fonction du temps. Le document représente : La surface des champs traités aux pesticides En fonction Du temps de 1970 à 2000 Quelle est l’information apportée par le document : Plus le temps passe, plus la surface des 4LA BIODIVERSITÉ AU COURS DU TEMPS LA BIODIVERSITÉ AU COURS DU TEMPS 5 LA CORDE DU TEMPS PRINCIPE DE L'ANIMATION Retracer de manière interactive l’histoire de la vie sur Terre via des images représentant quelques grandes étapes de l'évolution (l'apparition d'espèces), graduellement pen-dues sur une corde. L’instituteur étend une Conclusion La population ainsi que les espèces évoluent au cours du temps. La diversification des espèces a permis cette évolution par les mécanismes que nous avons cité. Or, la biodiversité est le résultat de l'évolution des espèces au cours du temps. ----- 23/05/2014, 09h30 #2 Alhec. Re : Synthèse sur la biodiversité "Montrez que la Doc 1La biodiversité est modifiée au cours du temps. L’étude des fossiles permet de reconstituer les êtres vivants et les écosystèmes du passé ou paléoenvironnements. Les écosystèmes, et donc la biodiversité, sont différents dans le passé et aujourd’hui. La biodiversité change au cours des temps géologiques. Enraison de limitations techniques, la typographie souhaitable du titre, « Biodiversité actuelle et biodiversité passée : Les modifications de la biodiversité au cours du temps Biodiversité actuelle et biodiversité passée/Les modifications de la biodiversité au cours du temps », n'a pu être restituée correctement ci-dessus. 2Lévolution permanente de la biodiversité. La biodiversité a continuellement changé au cours du temps, il y a une évolution de la biodiversité qui peut s'observer dans les enregistrements fossiles. Lors des crises biologiques, la disparition des espèces permet à certains groupes de se diversifier. L’évolution se poursuit de nos C1La biodiversité au cours des temps géologiques Publié le 20 août 2011 Pour le cours la biodiversité au cours des temps Chapitre4 : La biodiversité change au cours du temps P 84 : Justifier, à partir de la définition de crise biologique, que les 5 crises précédentes en sont bien. Rédiger un paragraphe argumenté reprenant la définition de « crise biologique ». - P 84-85 : Argumenter sur la réalité d’une sixième crise biologique actuelle. Pour cela vous réaliserez un tableau Labiodiversité est modifiée au cours du temps La reconstitution de l’environnement passé la nature et la variété des roches d’une région nous permettent de déterminer quelles étaient UuI4. Programme officiel de la classe de troisième Par Lydie, Professeur de SVT Evolution des organismes vivants et histoire de la Terre Chap 2 L’évolution des espèces au cours du temps La cellule, unité du vivant, et l’universalité du support de l’information génétique dans tous les organismes, Homme compris, indiquent sans ambigüité une origine primordiale commune. Une espèce nouvelle présente des caractères ancestraux et aussi des caractères nouveaux par rapport à une espèce antérieure dont elle serait issue. L’Homme, en tant qu’espèce, est apparu sur la Terre en s’inscrivant dans le processus de l’évolution. L’apparition de caractères nouveaux au cours des générations suggère des modifications de l’information génétique ce sont les mutations. Avons-nous des preuves de nos points communs ? Observons les êtres vivants au microscope Cellules de l’épithélium buccal humain X400 Cellules de l’épiderme de grenouille X400 Cellules de l’épiderme d’oignon X400 . . Si on observe au microscope les cellules d’une variété d’êtres vivants, on retrouve une organisation commune de ce type. Comparons leur information génétique Espèce % d’information génétique commune avec celle de l’homme Chimpanzé commun 98,8% Bactérie Haemophilus 7% Poisson zèbre 36% Souris domestique 90% JE RETIENS Tous les êtres vivants sont constitués de cellules et tous possèdent de l’ADN comme support de leur information génétique. Ces deux caractéristiques fondamentales indiquent une origine commune à tous les êtres vivants, homme compris. Comparons leur anatomie Quelques squelettes de vertébrés Crédit Belin SVT Collège édition A Duco Crédit Belin SVT Collège édition A Duco On peut alors construire des groupes emboités Aperçu du logiciel PhyloBoîte proposé par les professeurs du Lycée de Bagatelle Saint-Gaudens Page de téléchargement ASTUCE DE LECTURE Chaque boite » correspond à un attribut , un être vivant est dans la boite s’il possède cet attribut. Si plusieurs groupes d’êtres vivants sont dans la même boite , ils possède cet attribut et on peut dire qu’ils ont une origine commune. Ainsi , il est facile de voir le degré de parenté parmi les êtres vivants des groupes présentés. Comment expliquer nos liens de parenté ? A partir des groupes emboités on peut construire un arbre de parenté. Belin SVT Collège édition A Duco/ tous les docs JE RETIENS Une espèce nouvelle présente une organisation commune mais aussi des caractères nouveaux par rapport à une espèce antérieure dont elle serait issue. La construction d’un arbre de parenté permet de traduire l’évolution des espèces. Application les oiseaux sont des dinosaures ! Crédit SVT belin programme de seconde Et l’homme ? Si on procède de la même manière en analysant les caractères humains, en construisant des groupes emboîtés et en construisant un arbre, voici ce que l’on obtient crédits Belin SVT Collège édition A Duco JE RETIENS L’homme moderne est un primate classé dans le groupe des grands singes il partage avec eux des caractères communs. On suppose donc que l’homme résultat, comme les autres espèces, d’une série de transformations au cours de l’évolution à partir d’un ancêtre commun partagé avec les chimpanzés. L’étude des fossiles permet de reconstituer une histoire hypothétique du groupe des humains. Les mécanismes de l’évolution Une découverte parlante Cette petite histoire nous montre comment une nouvelle espèce apparait avec de nouvelles caractéristiques . Les deux plantes sont des espèces différentes car elles sont suffisamment éloignées génétiquement beaucoup de caractères différents. Cependant on peut dire que la mimule du cuivre »est issue de la mimule à goutte ». On peut ainsi établir un lien de parenté étroit entre ces deux espèces. crédit Belin SVT Collège La formation d’une nouvelle espèce par sélection naturelle et évolution Chez l’espèce mimule à goutte, il existe de nombreuse variations des caractères individuels. certaines apparaissent suite à des modifications au hasard de l’information génétique l’ADN ce sont des caractères nouveaux et héréditaires. C’est le cas de la résistance au cuivre, caractère déterminé par l’allèle modifié d’un gène. Dans les mines de cuivre, la survie des individus de l’espèce mimule à gouttes qui possèdent cet allèle est favorisée c’est le processus de sélection naturelle. Les conditions de vie particulières qui règnent dans la mine sélectionnent d’autres caractères nouveaux comme la petite taille. Par une série de transformations ainsi sélectionnées, une nouvelle espèce apparaît la mimule du cuivre. C’est une exemple d’évolution. Comment apparaissent les nouveaux caractères ? Belin SVT Collège édition A Duco .La molécule d’ADN est en effet sujette à de nombreuses modification lorsqu’elle est notamment dupliquée. Ces modifications sont généralement réparées » mais certaines mutations persistent. Dans le cas de la mimule ces mutations ont créé de la biodiversité. Que deviennent toutes ces mutations ensuite ? JE RETIENS Au sein d’une espèce, il peut apparaître des caractères héréditaires nouveaux suite à des modifications de l’information génétique. La sélection naturelle peut trier certains de ces caractères nouveaux et conduire à l’apparition d’une nouvelle espèce. Cette évolution des espèces au cours des temps géologiques se fait souvent sur des millions d’années et n’est pas perceptible à l’échelle humaine. Belin SVT Collège édition A Duco Jeu Entraîne-toi à la sélection naturelle en utilisant ce logiciel en ligne qui modélise l’histoire de la phalène du bouleau en Angleterre. Lancer le jeu nvelle fen.Par Philippe COSENTINO – Académie de Nice Un jeu sérieux serious game sur la sélection naturelle, dans lequel l’élève incarne un oiseau chassant des phalènes. A la fin de chaque saison de chasse, un bilan génétique est dressé parmi les survivants. Des graphiques permettent de suivre l’évolution de la fréquence des allèles. … . >> Extrait de l’article La microévolution des phalènes du bouleau paru sur notre site lire en entier Lire aussi sur Wikipedia Navigation dans le Cours . EN VIDEO Ca pourrait aussi vous intéresser Objectifs Comprendre et identifier les facteurs qui modifient les proportions alléliques au sein des populations. Faire le lien entre les facteurs évolutifs et la naissance de nouvelles espèces. Points clés La théorie de l’évolution repose sur la combinaison de plusieurs processus constituant les moteurs de l’évolution La sélection naturelle les individus d’une même population n’ont pas tous le même avantage sélectif et le même succès reproducteur. Seuls ceux possédant ces deux critères pourront transmettre leur patrimoine génétique à la descendance. La sélection sexuelle qui repose sur les choix des partenaires reproductifs. La dérive génétique chaque population est caractérisée par la fréquence de ses allèles. Dans des conditions où le milieu de vie est favorable, cette fréquence varie peu d’une génération à l’autre. Par contre, lorsque le nombre d’individus formant la population diminue de façon importante, certains allèles vont devenir prédominants et d’autres vont disparaître. Le hasard joue un rôle fondamental dans l’histoire évolutive d’une population lors des modifications non prévisibles du milieu de vie, les individus ayant acquis des allèles leur conférant un avantage sélectif et présentant un avantage reproductif seront les plus à même de se reproduire, favorisant ainsi la transmission de leur patrimoine génétique à la descendance et modifiant ainsi la fréquence des allèles dans la population. Il existe deux grand processus de spéciation la spéciation allopatrique et la spéciation sympatrique. Pour bien comprendre Les allèles résultent de mutations aléatoires survenant au cours de la réplication de l'ADN et qui modifient la séquence des gènes. Chaque individu est donc unique et peut transmettre à sa descendance sa propre combinaison d’allèles. Cette dernière peut être modifiée lors de la méiose au cours des recombinaisons qui surviennent au hasard entre les chromosomes d’une même paire. On définit une espèce comme un ensemble d’individus présentant des caractères communs et étant capables de se reproduire entre eux pour donner une descendance fertile. 1. Les niveaux de biodiversité a. La biodiversité génétique au sein d'une espèce Tous les individus d’une même espèce ont en commun leur génome ; ils possèdent tous les mêmes chromosomes porteurs des mêmes gènes. Par contre, pour chaque gène, il existe des variants, les allèles, qui vont être à l’origine de la variabilité intra espèce. Au sein d’une population chaque allèle est caractérisé par sa fréquence nombre d’individus le possédant. Mais la fréquence de chaque allèle peut varier d'une population à l’autre. C’est cette diversité dans les populations et entre les populations qui définit un premier niveau de biodiversité, la biodiversité génétique. b. La biodiversité spécifique La biodiversité spécifique est définie par le nombre d’espèces différentes qui peuplent un milieu. Plus ce nombre est élevé, plus la biodiversité spécifique est importante. c. La biodiversité écologique Il existe un troisième niveau de biodiversité, qui ne sera pas abordé dans cette fiche. Il s’agit de la diversité des différents écosystèmes terrestres forêts sèches, forêts humides, prairies côtières, prairies d’altitudes, tourbières, marais, etc. Remarque il est important de comprendre que les différents niveaux de biodiversité sont en interaction. Ainsi, la diversité des écosystèmes repose sur leur diversité spécifique interne. De même que la diversité des espèces suppose une diversité génétique au sein de celles-ci. 2. Les facteurs évolutifs des populations a. La dérive génétique L’apparition de nouveaux allèles dépend des modifications aléatoires de la séquence des gènes au moment de la réplication les mutations. La majorité des mutations créant de nouveaux allèles n’ont que peu ou pas d’effet sur l’espérance de vie des individus. On appelle ces mutations sans effet » les mutations neutres car elles ne subissent aucune pression de sélection elles ne confèrent ni avantages ni inconvénients. Si l'on suit, dans différentes populations d’une même espèce, la fréquence de ces allèles neutres au cours des générations, on constate que cette fréquence varie peu au sein d’une population nombreuse. Par contre, elle est très variable lorsque la population présente un effectif restreint. Dans ce cas, l’allèle peut devenir très présent ou alors totalement disparaître. C’est la dérive génétique. Lors d'un phénomène conduisant à la disparition d’un grand nombre d’individus, la dérive génétique peut entraîner la disparition ou au contraire l’émergence de certains allèles qui étaient peu représentés dans la population initiale sans qu'ils n'apportent un intérêt particulier pour la survie des individus. Elle peut également conduire à la forte présence d’un allèle à l’origine d’une maladie. C'est un phénomène indépendant de la sélection naturelle car l'émergence ou la disparition d'un allèle se fait de manière aléatoire. Exemple des éléphants du parc national Addo Afrique du Sud Aujourd’hui, on compte au sein de la population d'éléphants du parc national Addo, 98 % de femelles sans défenses, alors qu’elles étaient seulement 15 % en 1900 et 50 % en 1931. Cette espèce a été la cible d’une chasse intensive au début du 20e siècle qui a fortement réduit son effectif. On ne comptait plus que 11 représentants en 1920 8 femelles et 3 mâles. Le parc Addo fût créé en 1931 pour protéger ces individus en voie de disparition qui donnèrent naissance aux individus actuels. Dans ce cas, la dérive génétique a conduit à l’appauvrissement du patrimoine génétique de l’espèce. En effet, on constate que certains allèles sont présents chez tous les individus de l’espèce répartie dans toute l'Afrique du Sud, par contre, un grand nombre d'autres allèles présents chez d’autres espèces d’éléphants issues d’Afrique du Sud, ont totalement disparus du patrimoine génétique des éléphants du parc Addo. Dans leur cas, on peut donc supposer que la réduction de leur population par la chasse a favorisé la perte d'un grand nombre d'allèles par dérive génétique. Éléphants du parc naturel Addo b. La sélection naturelle La sélection naturelle est un processus naturel qui a été proposé par Charles Darwin en 1859. Elle repose sur l’idée que les individus possédant une variation = allèle qui leur confère un avantage dans un certain environnement, se reproduisent plus que les autres individus. Au fil des générations, cette variation = allèle devient dominante dans la population vivant dans cet environnement. Exemple de la phalène du bouleau La phalène du bouleau est un papillon de nuit présent en Angleterre. Il en existe deux espèces une forme claire Biston betularia et une forme sombre Biston carbonaria. Entre 1830 et 1850, la répartition de ces deux formes de phalènes change. En 1830, on trouve surtout la forme claire alors qu’en 1850, la forme sombre devient majoritaire notamment dans les zones industrialisées où la pollution conduit au noircissement des troncs d’arbres et à la disparition du lichen. La phalène du bouleau a pour prédateur les oiseaux. Sa couleur claire lui permet de se confondre avec le lichen des troncs d’arbres. Les formes Carbonaria et Betularia du phalène du bouleau Expérience En 1955, on réalise une expérience de lâcher de phalènes dans deux zones différentes une zone industrielle polluée et une zone rurale non polluée. Observation On constate que dans la première, on recapture majoritairement des phalènes sombres alors que les phalènes claires ont été pour la plupart mangées par les oiseaux. Dans la zone non polluée, c’est l’inverse. Interprétation Les formes sombres peuvent plus facilement échapper aux oiseaux en zone polluée car elles sont mieux camouflées et donc moins repérables. De même pour les formes claires en zone non polluée. Ce sont les individus les plus adaptés qui survivent et peuvent donc se reproduire. Ainsi, les modifications de l’environnement influencent l’évolution d’une population. c. La sélection sexuelle On désigne par sélection sexuelle le principe de sélection opéré dans le choix du partenaire reproductif. Les exemples de sélection sexuelle les plus typiques sont décrits chez les oiseaux mais elle existe dans tous les groupes. Généralement, il s’agit des femelles qui sélectionnent les mâles sur la base d’un caractère physique particulier lui-même dépendant d’un ou plusieurs allèles. Au fil des générations, ce caractère, et les allèles qui le codent, deviennent de plus présent dans la population. On différencie la sélection sexuelle de la sélection naturelle, car il arrive souvent que le caractère sélectionné n’apporte aucun avantage pour la survie de l’individu, il peut même augmenter le risque de prédation. Exemple l’Euplecte à longue queue L’Euplecte à longue queue est un oiseau vivant dans le Sud de l’Afrique. Le mâle possède des plumes formant une très longue queue. Euplecte à longue queue Expérience On compare quatre groupes de mâles un dont la queue n’a pas été modifiée groupe témoin ; un où la queue a été raccourcie groupe 1 ; un où la queue a été coupée puis recollée groupe 2 ; et un dont la queue a été rallongée groupe 3. On évalue leur succès reproducteur, avant et après traitement. Observation Avant traitement, le succès reproducteur est similaire entre les quatre groupes. Après traitement, on constate que le groupe de mâles ayant le succès reproducteur le plus élevé est le groupe 3 et ceux dont le succès reproducteur est le plus faible sont les groupes 1 et 2. Interprétation Ainsi, certains caractères peuvent conférer un avantage reproductif aux individus d’une espèce et augmenter leur probabilité de se reproduire. Au fil des générations, le caractère queue longue » se diffuse dans la population. Remarque est-ce que la longueur de la queue augmentera indéfiniment ? La réponse est non car au-delà d’une certaine taille, la longueur des plumes devient un désavantage, en augmentant particulièrement le risque de prédation. Il s’établit un équilibre évolutif pour la longueur de la queue qui dépend du choix des femelles et de l’environnement. 3. L'origine des espèces la spéciation Comme nous l’avons vu, les échelles de biodiversité interagissent entre elles. En effet l’évolution de la génétique au sein des populations est à la base de l’apparition de nouvelles espèces. C’est la spéciation. a. Spéciation allopatrique Au cours du temps, la diversité génétique au sein d’une population évolue à cause des mutations et des mécanismes présentés dans la partie 2. Or, si deux populations sont séparées dans l’espace par un obstacle infranchissable chaîne de montagne, rivière ou même autoroute rendant impossible l’accouplement d’individus appartenant aux deux populations, celles-ci vont diverger génétiquement. Peu à peu leur distance génétique augmente, jusqu’à ce que les individus appartenant aux deux populations perdent la capacité de s’accoupler. A ce stade ces deux populations forment deux espèces différentes. b. Spéciation sympatrique Dans le cas d’une spéciation sympatrique, les deux populations d’origine occupent le même milieu. Cependant, il existe dans tout milieu plusieurs façons de s’y adapter, en particulier en occupant des niches écologiques différentes type d’alimentation, expositions différentes aux conditions climatiques, altitude du milieu de vie, etc.. L’adaptation à ces niches écologiques favorise des allèles différents et les deux populations se spécialisent de plus en plus à leur propre niche jusqu’à ce que les individus cessent de s’accoupler avec les individus de l’autre population, ce qui entraîne la naissance de deux espèces différentes. Vous avez déjà mis une note à ce cours. Découvrez les autres cours offerts par Maxicours ! Découvrez Maxicours Comment as-tu trouvé ce cours ? Évalue ce cours ! IDes outils pour estimer la biodiversité Il est difficile de recenser toutes les espèces d'un milieu de vie. En effet, les animaux se déplacent, certains êtres vivants sont très petits et les surfaces à étudier sont parfois immenses, comme les océans. L'échantillonnage ainsi que la méthode de capture-marquage-recapture permettent d'estimer la richesse spécifique nombre d'espèces et l'abondance nombre d'individus dans les milieux étudiés. À partir des échantillons, des calculs permettent d'estimer la biodiversité du milieu étudié. Les estimations obtenues sont assorties d'un intervalle de confiance. AL'échantillonnage L'échantillonnage étudie une surface aussi restreinte que possible. Le but est d'estimer la richesse spécifique et/ou l'abondance relative de chaque taxon espèce, groupe, famille peuplant un milieu biodiversité que l'on observe aujourd'hui n'est pas la même que celle qui existait il y a des millions d'années. Elle évolue au cours du temps. Environ 1,8 million d'espèces ont été identifiées, mais les scientifiques estiment que 8 millions d'espèces peupleraient la Terre. Échantillonnage L'échantillonnage est une méthode statistique qui consiste à prélever une partie un échantillon d'un ensemble. Abondance L'abondance est le nombre d'individus composant une espèce. L'abondance relative est le pourcentage d'une espèce par rapport à l'ensemble des espèces du milieu peut porter sur un taxon plus grand que l'espèce, tel un groupe ou une des espèces d'un échantillon se fait par une étude des caractéristiques morphologiques du spécimen être vivant étudié et/ou par une analyse de son ADN. Les scientifiques analysent également les fragments d'ADN trouvés dans l'eau ou encore dans les excréments afin de compléter leurs des spécimens ou de l'ADN permet d'évaluer la richesse spécifique de la biodiversité. Richesse spécifique La richesse spécifique est le nombre d'espèces qui peuplent un milieu. Elle est d'autant plus importante que le nombre d'espèces est grand. BLa méthode de capture-marquage-recapture La méthode de capture-marquage-recapture permet d'estimer l'effectif d'une population, d'une espèce ou d'un taxon plus grand genre, famille à partir d'échantillons. Population Une population est un groupe d'êtres vivants appartenant à la même espèce, qui vivent dans le même espace, dans un même population de campagnols dans une méthode capture-marquage-recapture consiste à prélever un échantillon de la population étudiée, de marquer ses individus, puis de les relâcher dans le milieu étudié afin qu'ils se mélangent aux autres individus. Quelque temps après, on prélève un nouvel échantillon, à partir duquel on compte le nombre d'individus marqués ainsi que le total d'individus prélevés. Ce rapport permet d'estimer l'abondance de la population dans le milieu étudié. On souhaite estimer l'abondance de la population de mouettes rieuses en Camargue. population étudiée mouette rieuse ; marquage baguage ; milieu étudié Camargue. Capture Recapture Nombre de mouettes marquées 1 000 239 Nombre total de mouettes N 1 200 N= \dfrac{\text{1 200}\times\text{1 000}}{239} N = \text{5 021} En Camargue, l'abondance de mouettes rieuses est estimée à environ 5 000 individus. Afin d'éviter des erreurs, la méthode de capture-marquage-recapture s'applique sous certaines conditions La population étudiée doit être fermée, pour que son nombre n'évolue pas entre les deux captures marquage et recapture. Ainsi, il ne faut pas que des individus puissent quitter ou entrer dans la population étudiée, par exemple à l'occasion de flux migratoires. La durée entre la capture et la recapture doit être suffisamment restreinte pour éviter les naissances et les décès. Mais elle doit être suffisamment importante pour assurer un brassage des individus marqués avec l'ensemble de la population. CL'intervalle de confiance L'intervalle de confiance quantifie la précision de l'estimation. Il dépend de la taille de l'échantillon. Intervalle de confiance L'intervalle de confiance encadre une valeur estimée sur un échantillon en donnant une marge d'erreur. I_{c}=\left[ f-\dfrac{1}{\sqrt{n}};f+\dfrac{1}{\sqrt{n}}\right] I_{c} = intervalle de confiancef = fréquence ou proportion d'individus marqués m dans l'échantillon n de recapturef = \dfrac{m}{n} = nombre d'individus de l'échantillon de recapture La proportion réelle dans la population totale a une probabilité de 95 % de se situer dans l'intervalle de confiance encadrant la proportion estimée à partir de l'échantillon. Calcul de l'intervalle de confiance pour l'estimation de l'abondance de mouettes rieuses en Camargue. Capture Recapture Nombre de mouettes marquées 1 000 239 Nombre total de mouettes 5 021 1 200 f=\dfrac{m}{n}=\dfrac{239}{\text{1 200}} \approx 0{,}2 \text{ soit 20 \%} I_{c}=[\dfrac{239}{\text{1 200}}-\dfrac{1}{\sqrt{\text{1 200}}};\dfrac{239}{\text{1 200}}+\dfrac{1}{\sqrt{\text{1 200}}}] I_{c} = [0{,}17 ; 0{,}23]Estimation inférieure de N = N - I_c\times N =\text{5 021} - 0{,}17\times\text{5 021} = \text{5 021} - 856 = \text{4 165} Estimation supérieure de N = N + I_c\times N = \text{5 021} + 0{,}23\times\text{5 021} = \text{5 021} + \text{1 155} = \text{6 176} L'intervalle de confiance pour N est \text{4 165} \lt N \lt \text{6 176}Il y a 95 % de chance que si l'on renouvelle l'expérimentation dans les mêmes conditions, l'estimation du nombre de mouettes rieuses en Camargue se trouve entre 4 165 et 6 176 mouettes. Lors de la recapture, f = 20 \% signifie qu'il y avait 20 % de mouettes marquées dans l'échantillon de considère que cette proportion est la même dans la population totale de mouettes rieuses, c'est pourquoi on fait un calcul de proportionnalité pour trouver N. IIL'évolution génétique d'une espèce au cours du temps Au cours de l'évolution biologique, la composition génétique d'une espèce change de génération en génération. Cependant, le modèle de Hardy-Weinberg prévoit que la structure génétique d'une population reste stable d'une génération à une autre dans certaines conditions. Tout écart par rapport aux résultats de l'équilibre de Hardy-Weinberg est dû aux effets de forces évolutives. ALe modèle de Hardy-Weinberg Le modèle de Hardy-Weinberg prédit le maintien des fréquences des allèles au cours des générations. Cette stabilité est appelée l'équilibre de fréquence génotypique donne les proportions des différentes combinaisons alléliques possibles = génotypes.La fréquence allélique donne la proportion de chaque allèle. Pour un gène possédant deux allèles A et a. La fréquence allélique est la proportion de l'allèle A et la proportion de l'allèle a dans la population étudiée. La fréquence génotypique donne les proportions de chacun des génotypes possibles A//A, A//a et a//a.Considérons la transmission de deux allèles A et a dans le cadre du modèle de du père A//aGénotype de la mère A//aFréquence de l'allèle A = pFréquence de l'allèle a = q Tableau de croisement des gamètes du père et de la mère Gamètes du père fréquences A/ p a/ q Gamètes de la mère fréquences A/ p A//A p^2 A//a pq a/ q A//a pq a//a q^2 Fréquences des génotypes attendus en 2e génération A//A = p^2A//a = pq + pq = 2pqa//a = q^2Donc fA = fA//A + 1/2 fA//afa = fa//a + 1/2 fA//aLa fréquence des allèles est la même dans les deux fréquence correspond à la probabilité d'obtenir ces génotypes à la génération suivante. Tableau théorique des fréquences génotypiques attendues à chaque génération selon le modèle de Hardy-Weinberg Fréquence de l'allèle A dans la population pFréquence de l'allèle a dans la population q Génotype Fréquence A//A p^2 A//a 2pq a//a q^2 Considérons une population de fleurs dont on étudie le gène de la couleur. Ce gène possède 2 allèles rouge R et blanc r.Fréquence de l'allèle R = \text{60 \%} = 0{,}6Fréquence de l'allèle r = \text{40 \%} = 0{,}4On réalise un croisement de 2 de la fleur rose mâle R//rGénotype de la fleur rose femelle R//rSi la population suit le modèle de Hardy-Weinberg, on devrait obtenir les fréquences génotypiques suivantes en 2e génération fR//R = 0{,}6^{2} = 0{,}36 fR//r = 2\times0{,}6\times0{,}4 = 0{,}48 fr//r = 0{,}4^2 = 0{,}16 Les résultats réels après croisement ont donné 125 fleurs dont 45 fleurs rouges, 60 fleurs roses et 20 fleurs blanches. fR//R = \dfrac{45}{125} = 0{,}36 fR//r = \dfrac{60}{125} = 0{,}48 fr//r = \dfrac{20}{125} = 0{,}16 fR = 0{,}36 + 0{,}48\div2 = 0{,}6 et fr = 0{,}16 + 0{,}48\div2 = 0{,}4 Les résultats des fréquences des génotypes sont conformes à ceux attendus les fréquences des allèles sont identiques à celle de la génération précédente. La population suit bien le modèle de Hardy-Weinberg. L'équilibre de Hardy-Weinberg est applicable dans les conditions suivantes population de taille infinie ; reproduction sexuée ; panmixie ; absence de forces évolutives. Panmixie La panmixie est la reproduction au hasard des individus, sans sélection sexuelle. BLes effets de forces évolutives Dans la réalité, les fréquences des allèles varient au cours des générations. Ces variations sont liées aux effets de forces évolutives telles que migration, mutation, sélection et migrations correspondent à l'arrivée de nouveaux individus ou au départ d'autres individus, ce qui modifie la fréquence des allèles. Les fréquences des allèles A et a sont modifiées dans la population initiale après le départ des migrants et dans la population d'arrivée après l'arrivée des calcule des fréquences pour la population n° 1 avant la migration Fréquence de l'allèle A Fréquence de l'allèle a fA_1=fAA +\dfrac{1}{2}fAa fa_1= faa+\dfrac{1}{2}fAa fA_1=\dfrac{10}{20}+\dfrac{1}{2}\times\dfrac{8}{20} fa_1=\dfrac{2}{20}+\dfrac{1}{2}\times\dfrac{8}{20} fA_1=\dfrac{7}{10}=0{,}7 fa_1= \dfrac{3}{10}= 0{,}3 Avec des calculs similaires, il est possible de calculer les fréquences alléliques dans la population 2 avant et après arrivée des migrants Population 2 avant arrivée des migrants A 55 % et a 45 %Population 2', après arrivée des migrants A 62 % et a 38 %.La migration a bien provoqué un changement dans la fréquence des allèles A et a. Les mutations génétiques font apparaître de nouveaux allèles. Cela contribue à augmenter la diversité les Phalènes du bouleau, la couleur noire est apparue suite à une mutation chez les papillons blancs. Cela a augmenté la diversité de cette espèce de papillon, lui donnant ainsi plus de chances de survie dans son sélection naturelle favorise les individus possédant les allèles les mieux adaptés aux conditions de vie du milieu, ou ceux qui ont un plus grand succès reproducteur. Les allèles de ces individus sont donc plus fréquemment transmis. La fréquence de l'allèle favorisé augmente et celle de lallèle défavorisé la révolution industrielle, la pollution a noirci les troncs des bouleaux. L'allèle D a été favorisé car les papillons noirs étaient moins visibles par les prédateurs. Ils ont donc pu se reproduire davantage que les dérive génétique sélectionne au hasard les allèles dans les populations isolées de faible effectif. À terme, cela conduit à la disparition de certains allèles, donc à un appauvrissement de la diversité génétique. Plus l'effectif est petit, plus la dérive génétique est rapide. Au départ, dans la population étudiée, 5 allèles sont présents en proportion égale. La fréquence de chaque allèle est égale à 20 %.Les allèles noir, orange et vert disparaissent rapidement, avant la 5e la 8e génération, l'allèle rouge a été sélectionné. Sa fréquence atteint 100 %.C'est le hasard qui sélectionne les allèles transmis d'une génération à l'autre. IIILes impacts des activités humaines sur la biodiversité L'homme fait partie des écosystèmes. Il est en interaction permanente avec les êtres vivants et le biotope. Ses activités peuvent être néfastes et entraîner une réduction de la biodiversité. C'est le cas de la fragmentation des populations. Les activités humaines peuvent aussi être bénéfiques aux écosystèmes par préservation de la biodiversité. ALa réduction de la biodiversité Certaines activités humaines réduisent la biodiversité. Leurs conséquences néfastes sont directes pollution, déforestation, surexploitation d'espèces et indirectes par accélération du réchauffement experts considèrent qu'environ 1 million d'espèces seraient menacées d'extinction à cause des activités humaines. Cinq causes majeures d'atteinte à la biodiversité sont aujourd'hui clairement identifiées au niveau international. BLa fragmentation des populations Les constructions humaines, telles que les routes, entraînent la fragmentation des milieux de vie et donc des populations. Les effectifs des populations ainsi formées sont plus faibles. Ils sont soumis à la dérive génétique qui appauvrit la diversité génétique de ces fragmentation de l'habitat entraîne la formation de populations constituées de plus petits populations sont alors soumises aux forces évolutives À court terme, la dérive génétique provoque une diminution de la diversité génétique. À très long terme, les mutations peuvent faire apparaître de nouveaux caractères. La construction d'une route conduit à la fragmentation de la population initiale et à la dérive génétique à court terme. CLa préservation de la biodiversité Une meilleure connaissance des écosystèmes et de leur fonctionnement permet de mettre en place des actions de préservation de la biodiversité. La gestion durable des écosystèmes, ou encore la protection des populations à faibles effectifs sont des solutions en faveur de la mesures prises pour préserver la biodiversité sont indispensables pour espérer sauver les espèces menacées d'extinction. En France, une espèce sur cinq d'amphibiens est susceptible de disparaître grenouille des champs, sonneur à ventre jaune crapaud.À grande échelle, l'homme crée des parcs naturels nationaux, régionaux, des zones zones Natura 2000 sont des sites désignés pour protéger des espèces et des habitats représentatifs de la biodiversité l'échelle d'un écosystème, une gestion durable est mise en place. L'objectif est de préserver le milieu, les espèces mais aussi les ressources exploitées nécessaires aux activités humaines. En Europe, la gestion durable des forêts doit respecter six critères définis lors de la conférence d'Helsinki 1993 en surveillant les ressources de bois et de carbone quantité de bois, surface de la forêt exploitée ; la santé et la vitalité des forêts ; les fonctions de production quantité de bois produite ; la diversité biologique recensement des espèces, identification des espèces menacées ; la protection du sol et des eaux pour prévenir les risques naturels ; les fonctions économiques et sociales nombre d'emplois générés, fréquentation par le public. À l'échelle locale, des solutions sont également mise en place d'un corridor biologique une route réservée aux animaux permet aux animaux de traverser les routes sans risque.