II- La biodiversité est modifiée au cours du temps
Quels facteurs peuvent provoquer des modifications de grande ampleur de la biodiversité ?
La biodiversité évolue au cours du temps : certaines espèces et certains groupes d’espèce ont disparus (ex : les dinosaures non aviens) et d’autres sont apparus (ex : les mammifères) par évolution d’une autre espèce. Ces modifications s’observent à différentes échelles de temps.
A- Les 5 crises biologiques majeures au cours de l’histoire de la Terre
Les crises biologiques sont des périodes de modification intense de la biodiversité, marquées par des extinctions massives d’espèces souvent suivies d’une période de diversification de la biodiversité où de nouvelles espèces émergent.
On en comptabilise 6 majeures au cours de l’histoire du vivant .
Les crises peuvent être dues à des modifications climatiques, des évènements cataclysmiques (éruptions, météorites …) ou, pour la dernière en date, à l’Homme.
Elles sont étudiées grâce aux fossiles et ont permis aux géologues de créer de grandes périodes de temps : les ères géologiques, séparées par des crises biologiques majeures.
La biodiversité actuelle n’est donc qu’une étape de l’histoire du monde vivant, et les espèces actuelles ne représentent qu’une toute petite partie des espèces qui ont existé.
B- Actuellement une 6ème crise biologique, uniquement d’origine anthropique (= due à l’Humain)
De nombreux facteurs, dont l’activité humaine, provoquent des modifications de la biodiversité. Cette action s’explique par : la destruction des milieux de vie et des habitats et la surexploitation (pêche, chasse, pollution, changement de climat…)
La vitesse et l’ampleur de la diminution actuelle de la biodiversité mondiale suggèrent que nous sommes dans une sixième crise biologique majeure.
III- Mécanismes de modification de la biodiversité
Pb : Quels sont les mécanismes permettant l’évolution de la biodiversité ?
A- Toutes les espèces sont issues de l’évolution d’autres espèces.
Pour qu’une nouvelle espèce apparaisse (on appelle cela une spéciation) , il faut que l’espèce initiale soit séparée en deux populations qui vont cesser de se reproduire entre elles et acquérir des caractères différents : elles deviendront au cours du temps des espèces différentes.
La séparation (appelée isolement reproducteur) peut se faire pour des raisons géographiques (par exemple, une espèce est séparée par migration ou par l’apparition d’une rivière ou d’une falaise) ou pour des raisons comportementales (par exemple, les chants deviennent différents et la communication devient impossible)
B- L’apparition de nouveaux caractères
Pour que de nouveaux caractères apparaissent, il faut que de nouveaux allèles apparaissent, donc que la séquence des nucléotides d’un gène soit modifiée.
La modification d’un nucléotide s’appelle une mutation. Il en existe 3 types :
- Délétion : Un ou plusieurs nucléotides sont enlevés
- Insertion : Un ou plusieurs nucléotides sont ajoutés
- Substitution : Un ou plusieurs nucléotides sont modifiés
Les mutations peuvent être spontanées ou causées par l’environnement (soleil, tabac, UV …)
L’apparition d’un nouveau caractère est un processus aléatoire et spontané, qui n’a lieu que chez un seul individu à la fois. Ainsi, pour qu’une population entière acquière le nouveau caractère, celui-ci doit être transmis aux autres individus.
C- La transmission des caractères : dérive génétique et sélection naturelle
Les allèles (donc les caractères) se transmettent de génération en génération par la reproduction sexuée. Cependant, ils ne sont pas tous transmis de la manière équivalent, ce qui fait varier leur proportion dans la population.
Les mécanismes permettent la transmission des allèles et la modification de leur proportion sont :
- La dérive génétique
- La sélection naturelle
La dérive génétique est un phénomène aléatoire de transmission des allèles : Les reproductions se font au hasard et la fréquence de chaque allèle évolue donc au hasard.
Ainsi, lorsqu’un nouvel allèle apparait, la dérive génétique peut soit le répandre dans la population, soit le faire disparaitre.
Plus la population est petite, plus l’effet de la dérive génétique sera rapide, et donc plus les fréquences des allèles se modifieront rapidement.
La sélection naturelle est un phénomène de transmission des allèles en fonction de l’avantage sélectif qu’ils apportent à leur porteur contre une pression de sélection de l’environnement.
Si un allèle apporte un avantage contre la pression de sélection, les individus qui ont cet allèle se reproduiront plus (ils ont un avantage reproductif) et transmettront donc plus leurs allèles. La fréquence de l’allèle va alors augmenter.
Au contraire, si un allèle apporte un désavantage sélectif contre la pression de sélection, les individus qui portent cet allèle se reproduiront moins et transmettront moins leur allèle. La fréquence de cet allèle va donc diminuer.
Si la pression de sélection change, l’avantage peut changer et la fréquence des allèles changera aussi.