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Les trois échelles de la biodiversité

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Objectifs

Définir et étudier la biodiversité à ses trois niveaux : diversité des écosystèmes, diversité des espèces, diversité génétique.

Points clés

On peut définir la biodiversité à différents niveaux :

Biodiversité des écosystèmes : l’existence de systèmes complexes entre milieux de vie et organismes vivants à la surface de la Terre permet de maintenir les populations en équilibre. Si ces écosystèmes sont perturbés, les espèces qui les habitent sont elles aussi perturbées et potentiellement menacées d'extinction.
Biodiversité des espèces : la survie d'une espèce dépend de celle des autres espèces avec lesquelles elle interagit au sein d'un écosystème. Plus la biodiversité est riche, plus les espèces peuvent faire face aux perturbations.
On constate une diminution importante de la biodiversité spécifique liée à la perte de certains écosystèmes.
Biodiversité génétique : la biodiversité génétique est directement liée à l’expression des gènes contenus dans les chromosomes des espèces. Elle est à l’origine de la biodiversité des espèces, diversité que l’on peut observer au sein d’une espèce par l'existence de races.
Plus le patrimoine génétique d’une espèce est riche en allèles, plus cette espèce aura la capacité de s’adapter aux modifications de l’écosystème.

La biodiversité a été définie par la Convention sur la Diversité Biologique (CDB) au Sommet de Rio en 1992 comme étant : "La variabilité des organismes vivants de toute origine y compris, entre autres, les écosystèmes terrestres, marins et autres écosystèmes aquatiques et les complexes écologiques dont ils font partie; cela comprend la diversité au sein des espèces et entre espèces ainsi que celle des écosystèmes."

La biodiversité s’exprime à différentes échelles : les écosystèmes, les espèces et la génétique.

1. La diversité des écosystèmes

Un écosystème est un système composé d'un milieu de vie défini par des caractéristiques physiques (luminosité, température, matière etc…), des êtres vivants et de toutes les interactions existantes entre eux.

Les écosystèmes existent à différentes échelles :

dans notre environnement proche : une mare, une forêt, un champ de blé, une ville, un bord de mer, etc ;
à l’échelle de la planète : un désert, une savane, une forêt tropicale, la toundra, la taïga, etc ;

Doc 1 : Ecosystème ville

Doc 2 : Ecosystème marais.

Chaque écosystème est habité par des espèces animales et végétales. Elles vont établir des relations entre elles : chaîne alimentaire, habitat. Un équilibre s'installe.
La disparition d'une seule des espèces peut conduire au déséquilibre de l'écosystème.

Exemple
Si une espèce prédatrice disparaît, la chaîne alimentaire est modifiée et peut conduire à la disparition d’un plus grand nombre d’espèces ou à l'émergence d'espèces minoritaires.

Dans tous les cas, toute modification d'un l’écosystème menace l’ensemble des espèces vivant dans cet écosystème.
On verra que les changements climatiques et l’action de l’Homme peuvent venir perturber cet équilibre et donc conduire à la disparition d'espèces.

2. La diversité des espèces (ou spécifique)

On définit une espèce comme un ensemble d’individus capables de se reproduire entre eux et de donner naissance à une descendance elle-même fertile.

Pour évaluer la biodiversité spécifique, les scientifiques comptent le nombre d'espèces vivant à la surface de la planète.

En 2009 on dénombrait environ 1,9 million d’espèces dans le monde et on estimait le nombre total d’espèces entre 5 et 50 millions.

A chaque nouvelle découverte, ils les classent dans différents groupes définis par des critères remarquables.
Grâce à cette classification classique, les espèces ont pu être regroupées : Règne, Embranchement, Classe, Ordre, Famille, Genre, Espèce (moyen mémo-technique pour les premiers groupes : RECOF).

Le tableau ci-dessous rend compte de la répartition des espèces connues dans différents groupes.

Parmi les animaux, on constate que les arthropodes et notamment les insectes sont les plus représentés suivi des mollusques.
A noter que les vertébrés ne représentent que 2,8% des espèces vivantes recensées sur la Terre.

De manière générale, au sein d'un écosystème on évalue la biodiversité spécifique en comptant le nombre d'espèces par unité de surface.

3. La diversité génétique

a. Interspécifique (entre les espèces)

La diversité génétique concerne la diversité des gènes de tous les organismes vivants. Les critères de classification classique des espèces au sein des différents groupes correspondent à des critères morphologiques (tégument, forme de la feuille, nombre de pattes, etc) ou à des modes de reproduction (fécondation interne/externe, amnios, graine, fleur, etc). Chacun de ces critères est appelé un caractère héréditaire, c'est-à-dire une caractéristique de l’organisme qui est transmise de génération en génération.
Au sein d'un écosystème, conserver une variabilité génétique entre les espèces lui confère une meilleure adaptabilité en cas de perturbation du milieu (changement climatique, action de l'Homme).

b. Intraspécifique (au sein d'une même espèce)

Chaque individu d’une même espèce contient le même nombre de chromosomes et possède la même carte génétique (emplacement des gènes sur les chromosomes). La modification d’un gène peut conduire à la modification de son expression phénotypique.
Au sein d’une même espèce, on constate donc une certaine diversité dans l'expression des gènes.

Exemple
Tous les êtres humains n’ont pas la même taille, la même couleur de yeux ou de cheveux, pourtant ils ont tous des yeux et des cheveux (caractères remarquables propres à l'espèce).

En fait, pour chaque gène il existe un ou plusieurs variants que l’on appelle des allèles. L’expression d’un allèle conduit à un phénotype particulier.

Exemple : la couleur des yeux.
Il existe un gène codant pour le caractère de la couleur des yeux, il existe plusieurs allèles correspondants : bleu, marron etc.

Le patrimoine génétique d’une espèce sera d’autant plus riche qu’il possédera un grand nombre d’allèles. Cette diversité génétique est valable quelle que soit l’espèce considérée. On peut observer facilement cette diversité chez les espèces où il existe de nombreuses races comme les chiens où les chats.
La diversité génétique intraspécifique est très importante pour une espèce car elle lui permet de faire face à des phénomènes évolutifs comme la sélection naturelle ou la consanguinité qui peuvent menacer sa survie.