SVT — La Terre, la vie et l'organisation du vivant
Biodiversité et évolution
Sélection naturelle, espèces, écosystèmes
Résumé synthétiqueFiche en 5 sectionsQuiz de 10 questionsGratuit, sans pub
Résumé
La biodiversité, c'est la diversité du vivant à trois niveaux imbriqués : génétique (les variations des gènes au sein d'une même espèce, comme les races de chiens), spécifique (le nombre d'espèces, estimé à 8,7 millions sur Terre dont seulement 1,5 million décrites) et écosystémique (la variété des milieux : forêts, océans, prairies…). Cette biodiversité n'est pas figée : elle évolue au fil du temps grâce à la sélection naturelle, théorisée par Charles Darwin en 1859. Le mécanisme tient en une phrase : dans une population, les individus varient (à cause des mutations de l'ADN et de la reproduction sexuée) ; ceux qui portent les caractères les mieux adaptés à leur milieu survivent et se reproduisent davantage, transmettant ces caractères aux générations suivantes. Les pinsons des Galápagos, aux becs taillés pour chaque nourriture, en sont l'exemple emblématique. La Terre a déjà connu 5 grandes crises d'extinction ; nous vivons aujourd'hui une 6e crise, cette fois provoquée par les activités humaines (destruction des habitats, surexploitation, pollution, changement climatique).
La biodiversité ne se résume pas au nombre d'animaux et de plantes. Les scientifiques la décrivent à trois niveaux emboîtés : la diversité à l'intérieur d'une espèce, la diversité entre espèces, et la diversité des milieux où elles vivent.
Les trois niveaux : génétique (au sein d'une espèce), spécifique (entre espèces) et écosystémique (entre milieux).
- Diversité génétique : variations de l'ADN au sein d'une même espèce (les races de chiens diffèrent par la taille, la couleur… mais restent une seule espèce).
- Diversité spécifique : nombre d'espèces différentes dans un milieu ou sur la planète.
- On estime à environ 8,7 millions le nombre d'espèces sur Terre, dont seulement 1,5 million décrites scientifiquement.
- Diversité écosystémique : variété des milieux de vie et des interactions (forêts, récifs coralliens, prairies…).
- La biodiversité change au cours du temps : des espèces apparaissent, d'autres disparaissent.
- Les points chauds (hotspots) concentrent une biodiversité exceptionnelle et menacée : Amazonie, Madagascar, bassin méditerranéen.
Exemple
Un seul pommier illustre les trois niveaux : ses variétés (golden, reinette…) relèvent de la diversité génétique ; l'ensemble des arbres et insectes du verger, de la diversité spécifique ; le verger lui-même comparé à une forêt voisine, de la diversité écosystémique.
Piège à éviter
Ne confondez pas espèce et race : une race (de chiens, de chevaux…) est une simple subdivision d'une espèce. Tous les humains appartiennent à une seule espèce, Homo sapiens.
Pourquoi les espèces changent-elles au fil des générations ? Charles Darwin propose en 1859 une explication restée centrale : la sélection naturelle. L'idée tient en quatre étapes logiques, qui n'exigent aucune « volonté » de la nature.
- 1. Variation : dans une population, les individus ne sont pas identiques (forme, couleur, comportement…).
- 2. Hérédité : une partie de ces variations est transmise à la descendance par les gènes.
- 3. Avantage : dans un milieu donné, certaines variations rendent l'individu mieux adapté (mieux camouflé, plus résistant…).
- 4. Tri : les mieux adaptés survivent et se reproduisent davantage : leurs caractères deviennent peu à peu plus fréquents.
- Au bout de nombreuses générations, la population se transforme : c'est l'évolution.
- Exemple express : exposées à un antibiotique, seules les bactéries résistantes survivent et se multiplient — la population devient résistante.
Exemple
Une prairie abrite des criquets verts et bruns. Sur un sol calciné par un incendie, les bruns passent inaperçus et échappent aux oiseaux, tandis que les verts sont repérés et mangés. Génération après génération, les criquets bruns deviennent majoritaires : la sélection naturelle a fait son tri.
Piège à éviter
L'évolution n'a pas de but ni de sens du « progrès » : aucune espèce ne « cherche » à s'améliorer. Et ne confondez pas Darwin (sélection naturelle) avec Lamarck, dont l'idée d'héritage des caractères acquis (par usage des organes) est aujourd'hui abandonnée.
La sélection naturelle ne crée rien : elle trie des variations qui existent déjà. D'où viennent ces variations ? De deux sources principales, le hasard des mutations et celui de la dérive génétique.
- Les mutations sont des modifications de la séquence d'ADN : elles sont la source première de la variabilité génétique.
- Elles surviennent de façon aléatoire : le plus souvent neutres, parfois défavorables, rarement avantageuses.
- Beaucoup de mutations sont invisibles : elles touchent de l'ADN non codant ou ne changent pas la protéine produite.
- La reproduction sexuée brasse les gènes des deux parents et multiplie les combinaisons : c'est une seconde source de diversité.
- La dérive génétique est une variation aléatoire des fréquences des gènes, surtout marquée dans les petites populations.
- Sélection naturelle et dérive agissent ensemble sur le stock de variations disponible.
Exemple
Dans une petite population isolée de quelques dizaines d'individus, il suffit qu'un porteur d'un gène rare ait par hasard beaucoup de descendants pour que ce gène devienne fréquent — sans qu'il apporte le moindre avantage. C'est la dérive génétique, un effet du pur hasard.
Piège à éviter
Une mutation n'est ni « bonne » ni « mauvaise » en soi : tout dépend du milieu. Un gène défavorable dans un environnement peut devenir avantageux dans un autre (par exemple une résistance à un poison absent ailleurs).
Qu'est-ce qui sépare deux espèces ? Et comment une nouvelle espèce naît-elle ? Le critère repose sur la reproduction, et l'apparition de nouvelles espèces (la spéciation) suit souvent un isolement géographique. À l'inverse, des crises peuvent effacer brutalement une grande part du vivant.
- Espèce : groupe d'individus capables de se reproduire entre eux ET d'avoir une descendance fertile.
- Cheval (64 chromosomes) × âne (62 chromosomes) → mulet (63 chromosomes) stérile : cheval et âne sont donc deux espèces distinctes.
- Spéciation : apparition d'une nouvelle espèce, souvent après un isolement géographique qui empêche les populations de se reproduire entre elles.
- Exemple : les pinsons des Galápagos, isolés sur différentes îles, ont donné 13 espèces à partir d'un ancêtre commun.
- La Terre a connu 5 grandes crises d'extinction : Ordovicien, Dévonien, Permien (près de 96 % des espèces marines disparues), Trias, Crétacé (fin des dinosaures).
- Une 6e crise est en cours : le taux d'extinction est 100 à 1000 fois supérieur au rythme naturel, à cause des activités humaines.
Exemple
Le mulet montre concrètement la frontière entre espèces : robuste et bien portant, il est pourtant stérile. Comme il ne peut pas se reproduire, le croisement cheval × âne ne crée pas une nouvelle espèce durable.
Piège à éviter
Deux individus qui se ressemblent ou vivent au même endroit ne sont pas forcément de la même espèce ; et deux individus très différents (un chihuahua et un dogue) peuvent l'être. Le seul critère fiable est la descendance fertile.
L'évolution n'est pas qu'une affaire de fossiles : on peut l'observer de nos jours, parfois en quelques années. Voici des cas devenus classiques, qui montrent la sélection naturelle à l'œuvre sous nos yeux.
- Phalène du bouleau (papillon) en Angleterre : la révolution industrielle a noirci les troncs de suie → les papillons sombres, mieux camouflés, ont été moins repérés par les oiseaux et sont devenus majoritaires.
- Résistance aux pesticides : les insectes porteurs d'une mutation de résistance survivent aux traitements et prolifèrent.
- Résistance aux antibiotiques : même principe chez les bactéries — un problème de santé publique majeur.
- Ours polaire : issu d'ours bruns isolés dans le froid il y a quelques centaines de milliers d'années, il a évolué vers une fourrure claire et un mode de vie adapté à la banquise.
- Parenté humain–chimpanzé : environ 98 à 99 % d'ADN commun, signe d'un ancêtre commun il y a 6 à 7 millions d'années.
Exemple
La phalène du bouleau est l'exemple le plus célèbre : avant l'ère industrielle, la forme claire dominait sur les troncs clairs ; avec la pollution, la forme sombre l'a emporté ; et depuis que l'air s'est assaini, la forme claire redevient majoritaire. La population « suit » son milieu.
Piège à éviter
Ces espèces ne « décident » pas de changer : aucune phalène ne se teinte volontairement. Ce sont les individus déjà porteurs du bon caractère qui survivent mieux. L'évolution agit sur la population, pas sur l'individu au cours de sa vie.
Quiz - Biodiversité et évolution
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Questions fréquentes
Les points clés à retenir sur Biodiversité et évolution, extraits du quiz de révision.
La sélection naturelle a été théorisée par :
Réponse :
Darwin
C'est Charles Darwin qui publie la théorie de l'évolution par sélection naturelle dans « L'Origine des espèces » en 1859.
La diversité spécifique correspond :
Réponse :
Au nombre d'espèces différentes
« Spécifique » renvoie aux espèces : c'est le nombre d'espèces différentes présentes dans un milieu ou sur Terre.
Combien estime-t-on d'espèces sur Terre ?
Réponse :
8,7 millions
On estime à environ 8,7 millions le nombre d'espèces, dont seulement 1,5 million ont été décrites scientifiquement à ce jour.
Quelle est la source première de la variabilité génétique ?
Réponse :
Les mutations de l'ADN
Les mutations modifient la séquence d'ADN et créent de nouvelles variations. La sélection naturelle, elle, ne crée rien : elle trie les variations existantes.