À propos de cette page
Ce cours de svt (2nde) en seconde sur « L'organisation du monde vivant » suit le programme officiel de svt (2nde) de seconde. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : La biodiversité, une réalité à toutes les échelles, Les niveaux d'organisation du vivant, La classification phylogénétique, Lire et construire un arbre phylogénétique. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de seconde à réussir en svt (2nde).
Au programme
1 · La biodiversité, une réalité à toutes les échelles
2 · Les niveaux d'organisation du vivant
3 · La classification phylogénétique
4 · Lire et construire un arbre phylogénétique
5 · Les relations entre organismes : interactions biotiques
6 · Les réseaux trophiques
7 · L'érosion de la biodiversité et ses causes
1La biodiversité, une réalité à toutes les échelles
La biodiversité (contraction de « diversité biologique ») désigne l'ensemble de la diversité du monde vivant. Elle s'observe à trois niveaux imbriqués :
Définition. La biodiversité comprend :
- La diversité des écosystèmes : forêts, récifs coralliens, prairies, océans…
- La diversité des espèces : le nombre et la variété des espèces vivantes (estimé à 8 à 10 millions d'espèces, dont ~2 millions décrites).
- La diversité génétique (intra-spécifique) : la variation des séquences d'ADN au sein d'une même espèce (ex. : les différentes races de chiens).
Ces trois niveaux sont interdépendants : la diversité génétique permet l'adaptation et favorise la diversité des espèces, qui elle-même structure les écosystèmes.
À savoir. On distingue biodiversité actuelle (les espèces vivant aujourd'hui) et biodiversité passée (les espèces éteintes connues par les fossiles). La paléontologie montre que plus de 99 % des espèces ayant jamais existé sont aujourd'hui éteintes.
La biodiversité n'est pas uniformément répartie : les zones tropicales humides (forêts amazonienne, bornéenne) abritent une biodiversité exceptionnellement élevée — on parle de points chauds de biodiversité (hotspots).
2Les niveaux d'organisation du vivant
Le vivant présente une organisation hiérarchique emboîtée, du plus petit au plus grand :
| Niveau | Description | Exemple |
|---|
| Molécule | Macromolécules biologiques (ADN, protéines, lipides, glucides) | Molécule d'hémoglobine |
| Cellule | Unité de base du vivant ; pro- ou eucaryote | Globule rouge, neurone |
| Tissu | Ensemble de cellules de même type et fonction | Tissu musculaire, tissu nerveux |
| Organe | Association de tissus remplissant une fonction | Cœur, poumon, feuille |
| Organisme | Individu vivant (unicellulaire ou pluricellulaire) | Un être humain, une levure |
| Population | Individus d'une même espèce en un lieu donné | Les lions du Serengeti |
| Communauté (biocénose) | Ensemble des populations d'un même habitat | Tous les êtres vivants d'une forêt |
| Écosystème | Biocénose + biotope (milieu physico-chimique) | Un lac, une forêt tempérée |
| Biosphère | Ensemble de tous les écosystèmes terrestres | La Terre vivante |
Attention ! Ne pas confondre population (individus de même espèce) et communauté (individus de toutes espèces d'un même milieu). En écologie, « population » a un sens strict différent du sens courant.
Chaque niveau a des propriétés émergentes : des propriétés qui n'existent pas au niveau inférieur (ex. : la capacité à pomper le sang est une propriété émergente du cœur, absente de chaque cardiomyocyte pris isolément).
3La classification phylogénétique
La systématique phylogénétique (ou cladistique) classe les êtres vivants selon leurs relations de parenté évolutive, c'est-à-dire selon leur histoire commune.
Principes fondamentaux.- On regroupe les organismes qui partagent un ancêtre commun exclusif.
- Un clade (ou groupe monophylétique) = un ancêtre + TOUS ses descendants.
- Les clades sont définis par des caractères dérivés partagés : les synapomorphies.
- Un caractère primitif (plésiomorphie) est ancien et partagé par beaucoup d'organismes ; il ne définit pas un clade.
Contrairement à la classification de Linné (qui regroupait selon les ressemblances morphologiques), la phylogénie peut regrouper des organismes d'apparence très différente s'ils partagent un ancêtre commun récent.
Exemple. Les cétacés (baleines, dauphins) sont plus proches des hippopotames que des poissons, malgré leur forme aquatique. La génétique et les fossiles le confirment : ils partagent un ancêtre terrestre commun récent.
Les grands domaines du vivant selon la phylogénie moléculaire :
| Domaine | Caractéristiques | Exemples |
|---|
| Bactéries | Procaryotes (sans noyau), paroi peptidoglycane | E. coli, cyanobactéries |
| Archées | Procaryotes, pas de paroi peptidoglycane, métabolismes extrêmes | Méthanogènes, halophiles |
| Eucaryotes | Noyau membranaire, mitochondries | Animaux, végétaux, champignons, protistes |
À retenir. Les Archées sont plus proches des Eucaryotes que des Bactéries : Archées + Eucaryotes forment le groupe des Néomura. C'est une découverte relativement récente issue de la phylogénie moléculaire (comparaison de séquences d'ARN ribosomique).
4Lire et construire un arbre phylogénétique
Un arbre phylogénétique (ou cladogramme) est une représentation graphique des relations de parenté entre organismes.
Éléments d'un arbre phylogénétique.- Les nœuds (points de branchement) : représentent un ancêtre commun hypothétique.
- Les branches : représentent les lignées évolutives.
- Les feuilles (extrémités) : représentent les taxons actuels ou terminaux.
- La racine : représente l'ancêtre commun le plus ancien du groupe étudié.
La longueur des branches n'a pas de valeur temporelle dans un cladogramme simple (sauf mention contraire sur un arbre « ultramétrique »).
Comment lire un arbre. Si deux espèces partagent un nœud plus récent (plus proche des feuilles) que celui qu'elles partagent avec une troisième, elles sont plus proches parentes entre elles qu'avec cette troisième espèce.
Construction d'un tableau de caractères : pour construire un arbre, on commence par lister les caractères étudiés et leur état (présent/absent, ou caractère dérivé/primitif) dans un tableau de comparaison.
Attention ! Un arbre phylogénétique ne représente pas un progrès ou une hiérarchie de « perfectionnement ». Toutes les espèces actuelles sont au bout d'une lignée de même durée évolutive. Il n'y a pas d'espèce « plus évoluée » qu'une autre.
Les outils modernes utilisent principalement la phylogénie moléculaire : comparaison de séquences d'ADN ou d'ARN pour établir des matrices de distances génétiques et construire des arbres statistiquement robustes.
5Les relations entre organismes : interactions biotiques
Au sein d'un écosystème, les organismes interagissent de multiples façons. Ces interactions biotiques peuvent être classées selon leur effet sur chacun des partenaires :
| Type d'interaction | Organisme A | Organisme B | Exemple |
|---|
| Prédation | + (profite) | − (pâtit) | Lion / zèbre |
| Parasitisme | + (profite) | − (pâtit) | Ténia / Homme |
| Compétition | − (pâtit) | − (pâtit) | Deux espèces pour la même ressource |
| Mutualisme | + (profite) | + (profite) | Abeille / fleur (pollinisation) |
| Commensalisme | + (profite) | 0 (neutre) | Rémora / requin |
| Neutralisme | 0 (neutre) | 0 (neutre) | Deux espèces sans interaction |
Exemple de mutualisme. Les mycorhizes : association entre des champignons et les racines de végétaux. Le champignon améliore l'absorption d'eau et de sels minéraux par la plante ; la plante fournit des sucres (photosynthétats) au champignon. Plus de 90 % des plantes terrestres vivent avec des mycorhizes.
Astuce. Pour retenir le signe de chaque interaction, pense à l'effet sur la survie et la reproduction de chaque organisme : + si l'interaction lui est bénéfique, − si elle lui est défavorable, 0 si elle ne change rien.
Ces interactions structurent la dynamique des populations : les prédateurs régulent les proies, les compétiteurs peuvent s'exclure mutuellement (principe d'exclusion compétitive de Gause).
6Les réseaux trophiques
Les relations trophiques (du grec trophe = nourriture) décrivent qui mange qui dans un écosystème. Elles organisent le transfert de matière et d'énergie.
Niveaux trophiques.- Producteurs primaires (niveau 1) : organismes autotrophes qui fixent l'énergie solaire ou chimique (végétaux, algues, cyanobactéries par photosynthèse ; bactéries chimiosynthétiques).
- Consommateurs primaires (niveau 2) : herbivores qui se nourrissent de producteurs (lapins, criquets, pucerons…).
- Consommateurs secondaires (niveau 3) : carnivores qui se nourrissent d'herbivores.
- Consommateurs tertiaires (niveau 4 et +) : prédateurs des prédateurs (grands rapaces, requins…).
- Décomposeurs : bactéries et champignons qui minéralisent la matière organique morte et la restituent au milieu.
Une chaîne alimentaire est une suite linéaire de relations trophiques. Un réseau trophique est l'ensemble des chaînes alimentaires d'un écosystème, bien plus représentatif de la réalité.
Exemple de chaîne alimentaire. Herbe → Criquet → Grenouille → Couleuvre → Aigle
Attention ! Le transfert d'énergie entre niveaux trophiques est très inefficace : environ 90 % de l'énergie est perdue à chaque niveau (chaleur, respiration, matière non assimilée). Seuls ~10 % passent au niveau suivant. C'est pourquoi les chaînes alimentaires ne dépassent généralement pas 4-5 maillons.
Ce rendement explique aussi pourquoi les humains qui adoptent un régime végétalien ont un impact environnemental moindre en termes de flux d'énergie : ils se nourrissent directement au niveau 1 plutôt que de passer par plusieurs niveaux intermédiaires.
7L'érosion de la biodiversité et ses causes
La biodiversité actuelle est menacée par une extinction massive comparable aux cinq grandes extinctions passées de l'histoire de la Terre. On parle de sixième extinction de masse, dont la cause principale est cette fois l'activité humaine.
Les principales menaces sont résumées par l'acronyme HIPPO :
| Lettre | Menace | Exemple |
|---|
| H | Perte d'Habitat (déforestation, urbanisation, agriculture intensive) | Déforestation amazonienne |
| I | Espèces Invasives (introduction d'espèces exotiques) | Frelon asiatique en Europe |
| P | Pollution (pesticides, plastiques, perturbateurs endocriniens) | Effondrement des populations d'abeilles |
| P | Surpopulation et surexploitation (chasse, pêche intensive) | Surpêche du thon rouge |
| O | Changement climatique (Overheating) | Blanchissement des coraux |
Sixième extinction. Le taux d'extinction actuel est estimé à 100 à 1 000 fois le taux naturel de fond. Des études prévoient la disparition de 30 à 50 % des espèces actuelles d'ici 2050 si les tendances ne changent pas.
Face à cela, des stratégies de conservation sont mises en place : aires protégées (parcs nationaux, réserves de biosphère), restauration écologique, banques de graines (Svalbard), lutte contre les espèces invasives, accords internationaux (Convention sur la Diversité Biologique, COP15 de Montréal 2022 — objectif « 30×30 » : protéger 30 % des terres et mers d'ici 2030).
À retenir. La biodiversité n'est pas seulement une valeur esthétique : elle fournit des services écosystémiques essentiels — pollinisation des cultures, épuration de l'eau, régulation du climat, fourniture de médicaments, stabilité des sols.
★À retenir
En bref :
• La biodiversité s'observe à 3 niveaux : gènes, espèces, écosystèmes.
• Le vivant s'organise de la molécule à la biosphère en niveaux emboîtés.
• La classification phylogénétique regroupe les organismes par parenté évolutive (clades définis par des synapomorphies).
• Les 3 domaines du vivant : Bactéries, Archées, Eucaryotes.
• Les interactions biotiques : prédation, parasitisme, mutualisme, compétition, commensalisme.
• Les réseaux trophiques transfèrent matière et énergie avec ~10 % de rendement par niveau.
• La biodiversité est menacée par la sixième extinction de masse (causes HIPPO).