Enseignement scientifique Terminale - 2024
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Mes Pages
Sciences, climat et société
Ch. 1
L’atmosphère terrestre et la vie
Ch. 2
La complexité du système climatique
Ch. 3
Le climat du futur
Se préparer à l'évaluation - Thème 1
Le futur des énergies
Ch. 4
Deux siècles d’énergie électrique
Ch. 5
Conversion et transport de l’énergie électrique
Ch. 6
Énergie, développement et futur climatique
Se préparer à l'évaluation - Thème 2
Une histoire du vivant
Ch. 7
La biodiversité et son évolution
Ch. 8
L’évolution comme grille de lecture du monde
Ch. 9
L’évolution humaine
Ch. 10
Les modèles démographiques
Ch. 11
De l’informatique à l’intelligence artificielle
Se préparer à l'évaluation - Thème 3
Livret maths
Fiches méthode
Esprit critique et scientifique
Améliorer ses compétences
Fiches histoire
Annexes
Ch. 7
Activité 2 - documentaire
La biodiversité sur Terre
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Introduction
La biodiversité mondiale résulte d'une longue histoire évolutive et comprend
les trois échelles du vivant : écosystémique, spécifique et génétique. Si
2 130 000 espèces sont connues en 2024, on estime qu'il en existerait des
dizaines de millions.
Problématique
Quelles méthodes permettent d'estimer la biodiversité mondiale ?
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- Les échelles de la biodiversité
- Notion d'espèce
- Calcul de proportion
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Documents
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Doc. 1Échantillonner la biodiversité spécifique
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Réaliser un échantillonnage de la biodiversité par quadrat ou par transect
L'objectif est de réaliser un échantillonnage lors d'une sortie scolaire.
Protocole :
- Placer le quadrat au sol.
- Relever toutes les espèces présentes dans chacun des carrés du quadrat.
Matériel nécessaire :
- Quadrat (il peut être réalisé facilement à l'aide d'un cadre en bois sur lequel des fils sont tendus),
- Clé d'identification des végétaux du milieu étudié. La plus précise possible et idéalement avec des photographies,
- Appareil photo éventuellement.
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Doc. 2Des résultats d'études de biodiversité sur le terrain dans les Alpes
De 1997 à 1999, les chercheurs
de la station alpine du Lautaret et
du Laboratoire d'écologie alpine
ont échantillonné 75 quadrats de
5 × 5 m au lieu-dit Avaro (commune
de Valloire), au col du Galibier, une
prairie alpine de 20 000 m2. Les
relevés ci-contre présentent les
espèces identifiées aux quadrats 37
et 70.
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Doc. 3Des méthodes modernes d'étude de la biodiversité : la métagénomique ou génomique environnementale
Principe de l'analyse génétique d'un échantillon
La métagénomique consiste à étudier directement l'ADN
présent dans un échantillon issu de l'environnement (sol,
air, intestin, océan, etc.). En comparant toutes les séquences
d'ADN retrouvées dans l'échantillon aux banques de données
rassemblant toutes les séquences connues, les chercheurs
peuvent identifier les espèces qui se trouvent dans
l'échantillon. Ces méthodes permettent d'identifier des
espèces très difficiles à étudier en laboratoire. Elles sont
cependant coûteuses et ne peuvent pas complètement remplacer
les reconnaissances sur le terrain.
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Doc. 4L'expédition Tara Oceans : une étude métagénomique de l'océan
De 2009 à 2013, les équipes de recherche de Tara ont réalisé une étude de la diversité des micro-organismes marins.
a. Diversité spécifique en fonction de la localisation géographique et b. goélette Tara
La carte ci-dessus présente l'abondance relative des différents taxons de plancton dans trois des lieux étudiés. Les échantillons sont pris en surface.
Richesse spécifique et abondance en fonction de la profondeur
Répartition taxonomique des 40 millions de gènes séquencés par Tara Oceans
Les graphiques ci-dessus présentent la richesse spécifique et l'abondance des procaryotes (bactéries et archées) selon la profondeur
(moyenne de 20 stations).
La carte ci-dessus présente l'abondance relative des différents taxons de plancton dans trois des lieux étudiés. Les échantillons sont pris en surface.
Répartition taxonomique des 40 millions de gènes séquencés par Tara Oceans
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Doc. 5Aperçu de la biodiversité spécifique mondiale avec quelques groupes (ou taxons)
Le nombre total d'espèces peut être extrapolé à partir du
nombre d'espèces connues dans chaque taxon. Les estimations
dépendent des méthodes de calcul choisies. Pour
des espèces plus difficiles à étudier (petite taille, évolution
rapide, etc.) comme les bactéries, l'estimation est moins
fiable. Certaines recherches menées vont toutefois dans le
sens de l'existence de plusieurs centaines de millions d'espèces
de bactéries.
| Taxon | Exemple | Nombre d'espèces décrites | Nombre d'espèces estimé | |
|---|---|---|---|---|
  | Métazoaires (animaux) | Rhinocéros blanc | 1 124 516 | 9 920 000 |
  | Chromistes (certains protozoaires et champignons) | Radiolaire | 17 892 | 34 900 |
  | Eumycètes (champignons) | Amanite tue-mouches | 44 368 | 616 320 |
  | Angiospermes (plantes à fleurs) | Cèdre du Liban | 224 244 | 314 600 |
  | Protozoaires (eucaryotes unicellulaires) | Amibe | 16 236 | 72 800 |
  | Archées | Methanobrevibacter smithii | 503 | Plusieurs milliers voire plusieurs millions |
  | Bactéries | Staphylocoque doré | 11 010 | De 5 à 10 millions voire davantage |
Source : Mora, C., et al. Plos Biology, 2011
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Questions
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1. Doc. 1 et Doc. 2 Comparer la diversité spécifique des deux
quadrats du Galibier et proposer une explication aux
différences observées.
2. Doc. 3 Montrer que la métagénomique facilite considérablement
l'étude de la biodiversité.
3. Doc. 4 Comparer et commenter la richesse taxonomique
des différents lieux échantillonnés lors de
l'expédition Tara Oceans.
4. Doc. 4 Décrire l'impact de la profondeur sur la structuration
de l'écosystème marin.
5. Doc. 5 Tracer deux diagrammes circulaires donnant
l'abondance relative de chaque taxon du tableau.
Commenter le résultat.
6. Doc. 1, Doc. 2, Doc. 3, Doc. 4 et Doc. 5 Discuter de la complémentarité des différentes méthodes d'étude de la biodiversité.
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6. Doc. 1, Doc. 2, Doc. 3, Doc. 4 et Doc. 5 Discuter de la complémentarité des différentes méthodes d'étude de la biodiversité.
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Retrouvez des sur la biodiversité
en France.
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Espèce (définition phylogénétique) : ensemble d'êtres vivants partageant une
combinaison unique de caractères (morphologiques et/ou moléculaires).
Taxon : groupe d'êtres vivants (espèce, famille, ordre, etc.).
Taxon : groupe d'êtres vivants (espèce, famille, ordre, etc.).
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