La biodiversité et son évolution

Exercice 1 — Les niveaux de la biodiversité
Corrigé :
1. La biodiversité désigne la diversité du vivant à trois niveaux :
• Diversité des écosystèmes (ex : forêt tropicale, récif corallien, prairie) — 1 pt
• Diversité des espèces : variété des espèces dans un milieu (ex : 14 espèces de pinsons aux Galápagos) — 1 pt
• Diversité génétique : variabilité allélique au sein d'une espèce (ex : différentes couleurs de pelage chez le renard) — 1 pt
2. Une faible diversité génétique rend tous les individus génétiquement similaires. Face à un pathogène ou à un changement environnemental, tous les individus sont également vulnérables : aucun ne porte l'allèle protecteur qui permettrait à l'espèce de résister. — 1 pt

Exercice 2 — Sélection naturelle et mélanisme industriel
Corrigé :
1. Trois conditions nécessaires (1 pt chacune) :
• Variation : les individus diffèrent par leurs caractères (ex : couleur des ailes).
• Héritabilité : ces différences sont transmises aux descendants par les allèles.
• Différences de succès reproducteur : les individus portant le caractère avantageux survivent mieux et laissent plus de descendants.
2. Avant la révolution industrielle, la forme claire de Biston betularia est avantagée (camouflage sur les troncs clairs). Avec la pollution, les troncs noircissent : la forme sombre est mieux camouflée, donc moins prédatée → sa fréquence augmente. Après les lois anti-pollution, les troncs redeviennent clairs → la forme claire redevient dominante. — 2 pts

Exercice 3 — Dérive génétique et effet fondateur
Corrigé :
1. La dérive génétique est la variation aléatoire des fréquences alléliques due au hasard des reproductions. Dans une petite population, chaque individu représente une fraction importante des allèles totaux : si un individu portant un allèle rare ne se reproduit pas, cet allèle peut disparaître définitivement. Dans une grande population, cet effet est dilué (loi des grands nombres). — 2 pts
2.
• Effet fondateur : quelques individus colonisent un nouveau territoire (ex : oiseaux colonisant une île). Seuls leurs allèles fondent la nouvelle population. — 1 pt
• Goulot d'étranglement : une catastrophe réduit drastiquement la taille d'une population existante (ex : le guépard après une épizootie passée). Seuls les survivants transmettent leurs allèles. — 1 pt

Exercice 4 — Lecture d'un arbre phylogénétique
Corrigé :
1.
• Synapomorphie : caractère dérivé partagé par plusieurs espèces, hérité de leur ancêtre commun. Base du regroupement en clades. — 1 pt
• Clade (groupe monophylétique) : groupe comprenant un ancêtre commun ET tous ses descendants. — 1 pt
• Homologie : ressemblance entre structures ayant la même origine évolutive (issues du même ancêtre), même si leur fonction peut différer. — 1 pt
2. Une analogie est une ressemblance de fonction sans parenté proche (convergence évolutive). Ex : l'aile du pigeon (tétrapode) et l'aile du moustique (insecte) ont toutes deux une fonction de vol mais des origines évolutives totalement différentes. Une homologie a la même origine mais peut avoir des fonctions différentes (ex : bras humain et nageoire pectorale de la baleine, tous deux issus des membres antérieurs d'un ancêtre commun). — 1 pt

Exercice 5 — L'érosion de la biodiversité
Corrigé :
1. Quatre causes (0,5 pt chacune) :
• Destruction des habitats : déforestation, urbanisation réduisent les milieux naturels disponibles.
• Surexploitation : pêche intensive, braconnage, chasse dépasse le seuil de renouvellement des populations.
• Pollution : pesticides, plastiques, engrais (eutrophisation) dégradent les milieux et tuent des organismes.
• Changement climatique : modifications des niches écologiques, acidification des océans, événements extrêmes.
• Espèces invasives (accepté en plus) : compétition ou prédation sur les espèces locales.
2. On parle de 6e extinction car le taux actuel est 100 à 1 000 fois supérieur au taux de fond. Contrairement aux 5 précédentes (causes naturelles : météorite, volcanisme), celle-ci est d'origine humaine et se produit en quelques siècles seulement. — 1 pt