svt_theme_3.py
Created by
toronico07
Created on
March 23, 2023
7.3 KB
The ̀ me 3 - Histoire du vivant
Chapitre 1 - La biodiversite ́ et son e ́ volution
Introduction
De ́ finition :
Biodiversite ́ = diversite ́ des e ̂ tres vivants au sein d ’ un e ́ cosyste ̀ me
→ e ́ tude au niveau des e ́ cosyste ̀ mes :
Ecosyste ̀ me = bioce ́ nose ( ensemble des e ̂ tres vivants ) + biotope ( milieu mine ́ ral )
Importance de la biodiversite ́ :
Biosphe ̀ re ( fonctionnement des e ́ cosyste ̀ mes dont les chai ̂ nes alimentaires )
Hydrosphe ̀ re ( fore ̂ ts et cycle de l ’ eau lie ́ s )
Atmosphe ̀ re ( e ̂ tres vivants et cycle du carbone lie ́ s )
Activite ́ s humaines ( agriculture , me ́ decine , e ́ nergie , construction ...)
Objectifs du chapitre :
Comprendre les me ́ thodes d ’ e ́ tude de la biodiversite ́
Etudier la structure ge ́ ne ́ tique des populations en utilisant un mode ̀ le
Envisager comment limiter l ’ impact des activite ́ s humaines sur la biodiversite ́
Mesure de la biodiversite ́
De ́ finitions :
Espe ̀ ce : ensemble d ’ e ̂ tres vivants capables de se reproduire entre eux , de donner une descendance fertile et partageant une combinaison commune de caracte ̀ res morphologiques , de ge ̀ nes .
Taxon : groupe d ’ e ̂ tres vivants ( espe ̀ ce , famille , ordre , etc .)
Abondance des espe ̀ ces au niveau d ’ un e ́ cosyste ̀ me = nombre d ’ individus d ’ une espe ̀ ce / nombre total d ’ individus .
Richesse spe ́ cifique de l ’ e ́ cosyste ̀ me = Nombre d ’ espe ̀ ces au sein de
l ’ e ́ cosyste ̀ me .
Me ́ thodes classiques d ’ e ́ valuation de la biodiversite ́ base ́ es sur la morphologie .
Les me ́ thodes classiques d ’ e ́ valuation de la biodiversite ́ base ́ es sur des
crite ̀ res morphologiques font intervenir la mesure sur le terrain de l ’ abondance
et de la richesse spe ́ cifique .
Comparaison de la biodiversite ́ de deux e ́ cosyste ̀ mes du mont Alban ( Nice ) : la garrigue et la fore ̂ t de che ̂ nes verts .
Infos : Richesse spe ́ cifique : 22 / garrigue vs 15 / fore ̂ t de che ̂ ne vert
Indice de Shannon :
Garrigue du mont Alban = 1 , 8 > Fore ̂ t de che ̂ nes vert du Mont Alban = 1 , 1
Conclusion : Biodiversite ́ ve ́ ge ́ tale de la garrigue du mont Alban > biodiversite ́ ve ́ ge ́ tale de la fore ̂ t de che ̂ nes vert du Mont Alban .
Evaluation de l ’ effectif d ’ une population d ’ animaux : Me ́ thode Capture – Marquage – Recapture
Effectif d ’ une population ( cas des animaux ) = Nombre d ’ individus au sein de la population d ’ une me ̂ me espe ̀ ce → Me ́ thode Capture – Marquage – Recapture
Document : Me ́ thode de capture - marquage - recapture ( CMR )
Un suivi des effectifs de population d ’ animaux peut e ̂ tre re ́ alise ́ par la mise en œuvre d ’ une campagne de capture - marquage - recapture ( CMR ).
N = est l ’ effectif estime ́ de la population totale ; M est le nombre d ’ individus marque ́ s dans la pe ́ riode de marquage ; m est le nombre total d ’ animaux recapture ́ s dans la pe ́ riode de recapture ; n est le nombre d ’ animaux marque ́ s recapture ́ s dans la pe ́ riode de recapture . La relation suivante permet de ́ duire N l ’ effectif estime ́ de la population totale .
N = ( M x m ) / n
Les individus ont e ́ te ́ capture ́ s a ̀ l ’ aide de nasses , ou de cages - pie ̀ ges utilise ́ es pour la capture des tortues exotiques . Le marquage des individus se fait par l ’ interme ́ diaire d ’ encoches re ́ alise ́ es sur la carapace a ̀ l ’ aide d ’ une lime selon un syste ̀ me de notation norme ́ . Le protocole de capture e ́ tait base ́ sur trois jours de capture successifs re ́ pe ́ te ́ s au cours de trois sessions se ́ pare ́ es par trois semaines d ’ intervalle . L ’ utilisation de mode ̀ les de type Capture - Marquage - Recapture ( CMR ) en population ferme ́ e permet d ’ estimer la taille d ’ une population e ́ chantillonne ́ e a ̀ plusieurs dates au cours d ’ une me ̂ me saison de reproduction .
Ces mode ̀ les posent les hypothe ̀ ses suivantes :
• Survie locale de 100 % au cours de la saison ( pas de mortalite ́ , pas d ’ e ́ migration ),
• Pas recrutement local ( pas de natalite ́ , pas d ’ immigration )
• La zone est prospecte ́ e de manie ̀ re homoge ̀ ne au cours des sessions de capture .
Cas des Cistudes du marais de Targuguien Lansargus :
N en 2017 = ( 69 x28 ) / 14 = 138 ; N en 2018 = ( 100 x39 ) / 25 = 156
E ́ valuation de la qualite ́ de l ’ e ́ chantillonnage .
Notion d ’ intervalle de confiance .
L ' intervalle de confiance (IC) :
= une plage de valeurs (intervalle) susceptible d ' inclure une proportion de la
population caracte ́ rise ́ e par un caracte ̀ re donne ́ avec un certain degre ́ de confiance qui correspond a ̀ une probabilite ́ ( exemple 95 % ).
= estimation de la probabilite ́ de rencontrer un individu ayant un caracte ̀ re
( phe ́ notype ) dans la population
Remarque : Effectif e ́ leve ́ → intervalle de confiance re ́ duit
f = fre ́ quence d ’ un caracte ̀ re
Cas : Estimation de la p probabilite ́ de rencontrer une cistude ma ̂ le sur les marges de l ’ e ́ tang d ’ Or :
Borne infe ́ rieure de l ’ intervalle de confiance = f - ( 1 / √ n ) avec f = 65 / 100 = 0 , 65 √ n = √ 100 = 10 d ’ ou ̀ Borne infe ́ rieure de l ’ intervalle de confiance = 0 , 65 - 0 , 1 = 0 , 55
Borne supe ́ rieure de l ’ intervalle de confiance = f + ( 1 / √ n ) avec f = 65 / 100 = 0 , 65 √ n = √ 100 = 10 d ’ ou ̀ Borne infe ́ rieure de l ’ intervalle de confiance = 0 , 65 + 0 , 1 = 0 , 75
Conclusion : probabilite ́ p = 0 , 95 ( 95 % ) d ’ avoir entre 55 et 75 ma ̂ les dans un
effectif de 100 cistudes pre ́ leve ́ es dans le marais de Targuguien Lansargus .
E ́ valuation de l ’ exhaustivite ́ d ’ un e ́ chantillonnage de la biodiversite ́ .
Si le nombre d ’ espe ̀ ces en fonction de la surface prospecte ́ e n ’ augmente plus
on peut en de ́ duire que l ’ e ́ chantillonnage est repre ́ sentatif de la re ́ alite ́ .
Si le nombre d ’ espe ̀ ces en fonction de la surface prospecte ́ e continue a ̀ augmenter on peut en de ́ duire que l ’ e ́ chantillonnage n ’ est pas de repre ́ sentatif
de la re ́ alite ́ . Il faut augmenter la surface d ’ e ́ chantillonnage .
Me ́ thodes re ́ centes d ’ e ́ valuation de la biodiversite ́ base ́ es sur l ’ ADN : barcoding
Document : Me ́ thode du barcoding mole ́ culaire
Le barcoding mole ́ culaire consiste a ̀ identifier une espe ̀ ce en comparant une courte se ́ quence de son ADN a ̀ toutes les se ́ quences connues d ’ ADN rassemble ́ es dans une banque de donne ́ es , comme si l ’ on « scannait » son code - barres ge ́ ne ́ tique . En comparant toutes les se ́ quences d ’ ADN retrouve ́ es dans un e ́ chantillon d ’ eau ou de sol a ̀ cette banque de donne ́ es , les chercheurs peuvent identifier les espe ̀ ces qui se trouvent dans cet e ́ chantillon : c ’ est le metabarcoding .
Le logiciel Blast https : // blast . ncbi . nlm . nih . gov / Blast . cgi permet de traiter des
se ́ quences d ’ ADN e ( ADN environnemental ) pour identifier des espe ̀ ces sans les avoir observe ́ s . Ces me ́ thodes sont cependant cou ̂ teuses et ne peuvent pas remplacer comple ́ tement les reconnaissances morphologiques sur le terrain .
Document : Mesure de la richesse spe ́ cifique des poissons du Rho ̂ ne par
l ’ ADNe vs morphologie .
Document : Mesure de la richesse spe ́ cifique du plancton par l ’ ADNe vs
morphologie
Ide ́ es cle ́ s :
Les me ́ thodes classiques et re ́ centes ( barcoding / ADN ) d ’ e ́ tude de la
biodiversite ́ sont comple ́ mentaires :
• Me ́ thodes classiques base ́ es sur la morphologie → donne ́ es fiables /
anatomie et a ̀ la pre ́ sence actuelle d ’ une espe ̀ ce
• Me ́ thodes re ́ centes ( barcoding / ADN )
→ Donne ́ es exhaustives / pre ́ sence actuelle ou re ́ cente d ’ une espe ̀ ce ,
→ Possibilite ́ d ’ identifier d ’ espe ̀ ces non identifiables facilement sur des crite ̀ res morphologiques .
Conclusion : Les techniques d ’ e ́ valuation de la biodiversite ́ des espe ̀ ces de
type morphologique et ADN ( Metabarcoding ) sont comple ́ mentaires .
De ́ couverte de nouvelles espe ̀ ces et inventaire de la biodiversite ́ mondiale .
Des expe ́ ditions scientifiques visent a ̀ comple ́ ter l ’ inventaire de la biodiversite ́
mondiale .
Ecosyste ̀ mes terrestres et marins → forme ́ s par des millions d ’ espe ̀ ces ( 2 , 2 Millions identifie ́ es pour l ’ instant )