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Ch-4 La Biodiversité
Ch-4 La Biodiversité
Ch-4 La Biodiversité
I- Définition
a) L’origine du concept
b) La biodiversité aujourd’hui
La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s’apprécie en considérant la
diversité des écosystèmes, des espèces, et des gènes dans l’espace et dans le temps, ainsi que les
interactions au sein de ces niveaux d’organisation et entre eux.
- Echelle biologique : diversité au sein des espèces, entre les espèces et entre les écosystèmes.
- Echelle géographique : diversité au niveau local, régional, global.
- Echelle fonctionnelle : diversité du rôle fonctionnel des espèces dans l’écosystème (/réseau
trophique).
La structuration génétique d’une espèce varie entre ses populations sur toute son aire géographique.
La perte d’une population : perte de sa diversité génétique et la réduction de la diversité
biologique totale de la région concernée. Cette information génétique, unique, est
irrécupérable.
Ce niveau de biodiversité est critique du point de vue des facultés d’adaptation de l’espèce face aux
changements environnementaux.
2- Diversité spécifique
Ensemble des espèces présentes dans un espace défini (échantillon, biotope, écosystème, biosphère).
C’est à ne pas confondre avec la biodiversité.
Chez les procaryotes, il n’y a pas de notion d’inter fécondité, et l’espèce n’est pas définie de cette
manière mais à partir de critères d’identité ou de proximité des génomes ou de certaines séquences
d’ADN.
Qu’est-ce qu’une espèce Eucaryote ?
- Ressemblance morphologique ?
- Possibilité de reproduction ?
- Descendance féconde ?
La diversité spécifique alpha (α) correspond au nombre d’espèces coexistant dans un habitat uniforme
de taille fixe. (Celle dont on parle tout le temps en général).
La diversité spécifique bêta (β) correspond aux taux de remplacement des espèces dans une zone
géographique donnée.
Schéma :
Partie commune faible : diversité bêta est élevée
Beaucoup d’espèce commune diversité bêta est faible.
La biodiversité gamma (ϒ) correspond au nombre d’espèces, tous écosystèmes confondus, dans une
région (exemple : La Corse).
Elle peut évoluer de façon différente de la diversité epsilon.
La diversité epsilon correspond au nombre d’espèces, tous écosystèmes confondus, dans une province
biogéographique (exemple : la Méditerranée).
Mammifères Corses
Tardiglaciaire et Holocène
6 espèces endémiques (gamma)
50 espèces en méditerranée (epsilon).
Quand on emmène une nouvelle espèce, on augmente gamma mais rien ne change à l’échelle de
la province. Par contre elle peut entrainer une diminution des espèces présentent en Corse.
3- La diversité taxonomique
La diversité taxonomique correspond à un niveau supérieur à l’espèce : Niveau des genres, familles,
ordres, classes, embranchements, … Autrement dit, elle part du principe qu'à richesse spécifique et
« équitabilité » égales, la diversité d'une communauté sera plus grande si les espèces appartiennent à
de nombreux genres différents que si elles sont toutes du même genre.
Diversité spécifique : domaine terrestre > domaine marin
(1 500 000 espèces) (200 000 espèces)
Diversité taxonomique (embranchement) :
Domaine terrestre < domaine marin
(22 phylum) (35 phylum)
4- La diversité phylogénétique
La phylogénie est l’étude des relations de parentés entre différents êtres vivants en vue de
comprendre l’évolution des organismes vivant.
La diversité phylogénétique :
Pour un certain nombre d’espèces, leur appartenance au même taxon supérieur (par exemple les
oiseaux) ou à plusieurs taxons supérieurs (par exemple les oiseaux, lézards, mammifères, etc) est
importante.
Exemple :
4 espèces d’un même taxon dans un écosystème
≠
4espèces appartenant à 4 taxons.
5- La diversité écologique
La diversité des paysages correspond au type, aux conditions, aux patrons (patterns) et aux relations
des communautés naturelles ou des écosystèmes dans un paysage.
7- La diversité fonctionnelle
La diversité fonctionnelle est indispensable pour évaluer les conséquences de la disparition d’espèces
(et éventuellement leur remplacement) dans un écosystème.
8- La diversité d’hétérogénéité/équitabilité
Le nombre d’espèces (diversité spécifique) doit être complété par l’abondance relative des individus
de chaque espèce (équitabilité).
Le nombre d’espèces doit être nuancé par leur rareté (espèces endémiques), leur rôle dans
l’écosystèmes (espèces ingénieures qui façonnent l’écosystème), leur intérêt pour la conservation
(espèces patrimoniales).
Des écosystèmes à très faible diversité spécifique, à très faible production, peuvent avoir une très
grande valeur patrimoniale.
Exemple :
- Une sansouire de Camargue : salicornes et saladelles
- L’écosystème des roches littorales (halophiles en corse : armeria soleirolii).
De très nombreuses espèces endémiques. Donc on protège même si peu nombreux.
Le nombre d’espèces de certains taxons n’est pas un signe de diversité spécifique élevée.
Exemple :
Aquaculture super car augmente la biodiversité :
Sous les cages piscicoles, la diversité des « invertébrés » a augmenté.
Mais au débouché des égouts aussi donc bon.
La classification classique, initiée par Linné, se base sur les ressemblances les plus visibles entre les
espèces, est facilement utilisable par le grand public, mais elle ne reflète pas correctement les
proximités évolutives entre espèces. (Ressemblance morphologique – fixisme) pas prise en compte
de la phylogénie.
La classification phylogénétique est un système de classification des êtres vivants qui a pour objectif
de rendre compte des degrés de parenté entre les espèces et qui permet donc de comprendre leur
histoire évolutive (ou phylogénie).
La classification phylogénétique a remplacé la classification traditionnelle dans la plupart des milieux
scientifiques.
III- Mesures
1) Combien d’espèces dans la biosphère ?
Environ 16 000 nouvelles espèces sont décrites chaque année (1600 espèces marines).
Années 80 :
- Sources hydrothermales profondes
- 798 espèces sur 21 m2 dont 460 nouvelles
- Picoplancton (0,2-1um)
- x100 à x1000 espèces
Estimation des espèces non décrites :
Au niveau terrestre
- Insectes (4 à 100millions)
- Némathelminthes (0,5 à 1 million)
- Eucaryotes unicellulaires
Années 90 :
- 130 espèces de blattes découvertes en Guyane
- Bactéries genre spiroplasma : 1 million d’espèces
- 3 familles de plantes à fleurs
Disparitions d’espèces :
Environ 10 espèces disparaissent naturellement chaque année (c’est-à-dire hors de l’intervention de
l’espèce humaine).
Les taux de disparition des espèces depuis deux siècles est de 10 à 100 fois supérieur au rythme naturel.
Le taux de disparition des espèces sera multiplié par 10 d’ici 2050.
Disparition entre 15 et 37% des espèces d’ici 2050.
27 000/an 74/Jour 3/heure
2) Approche technocratique
Pas possible de donner un indice, une valeur pour différentes choses. Pas d’indicateur unique.
3) Approche scientifique
- Un ensemble complexe de concepts, de facettes
- Des concepts à la fois emboités et parallèles
- De nombreuses métriques pour mesurer chaque facette de la biodiversité
- Des métriques qui peuvent donner des résultats contradictoires (en apparence !)
4) Indices
/!\ La richesse spécifique ou le nombre d’espèces ne permet pas d’estimer quantitativement la
structure d’un peuplement.
Deux peuplements de même densité et de même richesse spécifique peuvent présenter une structure
très différente.
Indice de Meinhinick : d = S / √ N
Indice de Sorenson : d = S – 1 / Log N
Ils ne tiennent pas compte de l’abondance relative de chaque espèce : Equitabilité (nombre d’individus
par espèces).
Exemple :
Deux peuplements comportant chacun 10 espèces (S) et 100 individus (N)
Indice de Meinhinick : d =1 pour les 2 ne tient pas compte de l’équitabilité.
Simpson : Is = 1 / pi2
1 -> Une seule espèce présente
S(ex 8) -> Même abondance
Les forêts tropicales (7% des surfaces émergées) : > 50% des espèces végétales.
Exemples :
Arbre : 2 000 espèces en Malaisie contre 62 en Europe.
Un arbre en Amazonie : 43 espèces de fourmis. C’est plus que toutes celles de la Grande Bretagne.
Les régions tropicales sont plus riches que les pôles : Marin.
Donc aussi bien au niveau terrestre que marin (marin => malgré continuité géographique, on a un
différence importante).
Marin :
-Production primaire limitée à la couche euphotique
-Diminution des ressources trophique avec la profondeur
-Apports allochtones pour 95% des océans (95% n’ont pas de production primaire. Moins à manger
donc moins de diversité spécifique).
Diminution de la diversité biologique
Domaine terrestre
1 600 000 espèces (22 phylums)
Les insectes (>1 000 000 espèces)
Angiospermes (>240 000 espèces)
Domaine marin
250 000 espèces (35 phylum)
Pas d’insecte (ou très peu/médiolittoral)
Peu d’angiospermes (60 espèces)
Objectifs :
Préserver les espèces et les territoires les plus menacés,
Diminuer l’action de l’homme sur ces territoires
Créer un outil de communication (prise de conscience)
Trouver des financements
34 hotspots identifiés aujourd’hui (conservation international)
Beaucoup d’iles dans ces hotspots : on a dit moins d’espèces mais plus d’espèces endémiques
34 hotspots
2,3% de la surface terrestre (et hotspots que sur terrestre).
- 42% des espèces de mammifères, oiseaux et amphibiens endémiques
- 50% des plantes endémiques
Intérêt de les préserver
Exemple :
- Bassin méditerranéen ; Macaronésie
Un des plus grands hotspots (2millions de Km2)
- Madagascar : un « hot spot » de référence
Un endémisme exceptionnel :
400 km du continent africain
Isolé depuis 200 millions d’années
Impact de l’homme : extinction de nombreuses espèces (hippopotame pygmée ; 2 tortues géantes, 6
genres de lémuriens.
Processus d’extinction
- La disparition des espèces est un phénomène naturel à l’échelle des temps géologiques.
- Mais depuis l’extension de la population humaine, ce phénomène tend à s’accélérer.
- Le taux d’extinction naturelle peut être évalué à partir des fossiles ; ces recherches concernent
essentiellement les végétaux et les animaux présents au cours des 600 derniers millions
d’années.
b) Exemples
Le prix d’un mérou : 500 plongeurs le voient en moyenne chaque année. Prix moyen d’une plongée
était de 15 euro en 96. Le prix a augmenté.
Valeur pharmacologique : 500 espèces de cônes dans le monde. Si on perd cette diversité biologique
et donc ces toxines on perd des ressources en termes de pharmacologie.
L’agriculture :
Une colonie d’abeilles assure une production agricole annuelle d’une valeur de 1050$ en fruits et
légumes fécondés et 215$ issus des produits directs de l’apiculture.
A l’échelle mondiale, la valeur économique totale de la pollinisation par les insectes est estimée à 153
milliards d’euros, soit 9,5% du rendement agricole mondial en 2005.
La biodiversité peut être une source de rentabilité. La valeur de la biodiversité, c’est une notion
nouvelle récente qui est toujours au stade de recherche.
Valeur du Mérou ; il vaut 1000 fois plus cher vivant que pêché
Valeur pharmacologique (cônes qui produisent des toxines destinées à immobiliser leurs proies)
Valeur de l’agriculture (colonie d’abeilles assure une production agricole annuelle d’une valeur de
1050$ en fruits). Le problème : Diminution de 30% des populations d’abeilles à cause des pesticides
ou des espèces introduites.
La séquestration du Carbone par les puits de carbone (exemple posidonie) : rapporterait beaucoup
d’argent.