Ressources · 6ᵉ · SVT
Biodiversité actuelle et passée
La biodiversité, diversité des milieux, des espèces et des individus ; combien d’espèces sur Terre ; l’espèce et ses variations ; déterminer une espèce actuelle ou fossile avec une clé ; fossiles et paléoenvironnements ; temps géologiques et grandes crises biologiques.
À propos de cette page
La biodiversité, diversité du vivant
Une forêt, une mare, une prairie, un récif de corail : chaque milieu abrite ses propres êtres vivants. Et dans une même espèce, aucun individu n’est tout à fait identique à un autre. Cette diversité du vivant s’appelle la biodiversité.
Environ 2 millions d’espèces ont été décrites par les scientifiques, mais il en existerait au moins 8,7 millions (sans compter les bactéries) : la plupart restent à découvrir.
Trois niveaux de diversité
| Niveau | Ce que l’on compare | Exemple |
|---|---|---|
| Les milieux | des milieux de vie différents, chacun avec ses espèces | une côte avec une plage, une falaise et une lagune |
| Les espèces | les espèces différentes qui vivent dans un même milieu | les oiseaux, insectes et plantes d’un même bois |
| Les individus | les individus d’une même espèce, tous un peu différents | des chats de pelages différents |
La biodiversité comprend tous les êtres vivants : animaux, végétaux, champignons, et aussi les micro-organismes, invisibles à l’œil nu (bactéries, levures).
Combien d’espèces sur Terre ?
Depuis le XVIIIᵉ siècle, les scientifiques décrivent et nomment les espèces. On en compte aujourd’hui environ 2 millions. Chaque année, entre 16 000 et 18 000 nouvelles espèces sont décrites, surtout des insectes. Pourtant, on estime qu’il existe au moins 8,7 millions d’espèces dont les cellules ont un noyau (sans compter les bactéries, trop difficiles à recenser) : l’inventaire est loin d’être fini.
Les insectes forment à eux seuls plus de la moitié des espèces décrites (53 %), alors que les vertébrés (poissons, amphibiens, reptiles, oiseaux, mammifères) n’en représentent que 3 % environ.
Dans une haie, on compte des aubépines, des ronces, des mésanges, des hérissons, des escargots… : c’est la diversité des espèces de ce milieu.
Une région qui associe forêt, étang et prairie possède une grande diversité de milieux.
Dans un troupeau de chèvres, les animaux n’ont ni la même taille ni la même couleur de poils : c’est la diversité des individus d’une même espèce.
Réflexe — pour trouver le niveau de diversité, je me demande ce que l’on compare : des milieux entre eux, des espèces dans un milieu, ou des individus d’une seule espèce ?
Attention — la biodiversité ne se résume pas au nombre d’individus : une pelouse compte des millions de brins d’herbe, mais très peu d’espèces différentes.
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L’espèce et ses variations
Au sein d’une espèce, les individus varient : taille, couleur, forme, différences entre mâles et femelles (dimorphisme sexuel), races d’animaux et variétés de plantes créées par l’être humain.
Même espèce ou pas ? La ressemblance ne suffit pas : le critère, c’est la reproduction. Un âne et une jument peuvent avoir un petit, le mulet (ou la mule), mais le mulet est presque toujours stérile : l’âne et le cheval sont donc deux espèces différentes.
La diversité au sein d’une espèce. Les individus d’une même espèce ne sont jamais tous identiques.
- Taille, couleur, forme : les coccinelles asiatiques d’une même espèce n’ont pas toutes la même couleur ni le même nombre de taches sur les élytres.
- Dimorphisme sexuel : le mâle et la femelle d’une espèce ont un aspect différent. Le lion porte une crinière, pas la lionne ; seul le cerf mâle porte des bois ; le paon mâle a une longue traîne colorée, la femelle (la paonne) a des plumes plus ternes.
- Races et variétés : en choisissant les animaux ou les plantes qui se reproduisent, l’être humain a créé environ 450 races de chiens et plus de 20 000 variétés de pommes. Un labrador et un caniche appartiennent pourtant à la même espèce, comme une pomme golden et une granny smith.
Quels attributs pour regrouper les individus d’une espèce ? On garde les attributs partagés par tous les individus (forme du corps, organes, nombre de pattes…), pas ceux qui changent d’un individu à l’autre (couleur, taille) ni ceux qui ne concernent qu’un sexe (crinière, bois).
Un berger allemand et un dalmatien ne se ressemblent pas, mais ils peuvent se reproduire et leurs chiots sont féconds : ils sont de la même espèce, le chien.
En plumage nuptial, le canard colvert mâle a la tête d’un vert brillant, alors que la femelle est brune : c’est un dimorphisme sexuel, pas deux espèces.
Pour reconnaître un lion, la crinière n’est pas un bon attribut : la lionne n’en a pas. La forme du crâne et des dents, partagée par tous les lions, convient mieux.
Réflexe — deux êtres vivants sont de la même espèce s’ils peuvent avoir ensemble des descendants féconds ; une différence de couleur, de taille ou entre mâle et femelle ne suffit pas à en faire deux espèces.
Attention — une race (chez les animaux) ou une variété (chez les plantes) est une diversité à l’intérieur d’une espèce, jamais une espèce à part.
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Identifier avec une clé de détermination
Elle fonctionne pour les espèces actuelles comme pour les fossiles.
Identifier n’est pas classer : la clé donne un nom, elle ne dit pas qui est parent de qui. Les attributs utilisés sont choisis parce qu’ils se voient facilement (nombre de pattes, coquille, forme de la feuille), pas forcément parce qu’ils indiquent une parenté.
Utiliser une clé. 1. Je pars toujours de la première étape. 2. J’observe l’attribut demandé et je choisis la proposition qui correspond. 3. Je suis le renvoi (« aller en … ») jusqu’à lire un nom.
| Clé de détermination de quelques animaux de la litière | ||
|---|---|---|
| 1 | Le corps porte des pattes articulées | → aller en 2 |
| Le corps n’a pas de pattes | → aller en 5 | |
| 2 | Plus de 8 pattes | → aller en 3 |
| 8 pattes ou moins | → aller en 4 | |
| 3 | 14 pattes (7 paires) | → cloporte |
| Bien plus de 14 pattes, sur de nombreux anneaux | → aller en 6 | |
| 4 | 8 pattes | → araignée |
| 6 pattes | → fourmi | |
| 5 | Une coquille | → escargot |
| Pas de coquille | → aller en 7 | |
| 6 | Deux paires de pattes sur la plupart des anneaux | → iule |
| Une paire de pattes par anneau | → lithobie | |
| 7 | Corps fait de nombreux anneaux | → lombric (ver de terre) |
| Corps sans anneaux, avec des tentacules | → limace | |
Sous une pierre, un petit animal gris a 14 pattes. Étape 1 : il a des pattes → 2. Étape 2 : plus de 8 pattes → 3. Étape 3 : 14 pattes → c’est un cloporte.
Un animal sans pattes, au corps formé de nombreux anneaux. Étape 1 : pas de pattes → 5. Étape 5 : pas de coquille → 7. Étape 7 : corps en anneaux → c’est un lombric.
Réflexe — je commence toujours à l’étape 1, je ne réponds qu’à ce que j’observe, et je suis les renvois dans l’ordre.
Attention — si aucune des deux propositions ne correspond, l’être vivant ne fait pas partie de ceux que la clé permet d’identifier : il faut une autre clé.
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Les fossiles et les milieux du passé
Les fossiles d’un lieu permettent de reconstituer son paléoenvironnement (son milieu ancien) : on suppose qu’un être vivant fossile vivait dans les mêmes conditions que ses proches parents actuels (principe d’actualisme).
Quand un être vivant meurt, ses restes sont le plus souvent décomposés. Parfois, ils sont vite recouverts de sable ou de boue : les parties dures (coquille, os, dents) peuvent alors se conserver pendant des millions d’années, pendant que ces sédiments deviennent une roche. On peut identifier les fossiles avec une clé de détermination, comme les espèces actuelles.
Lire un paléoenvironnement. Les coraux qui construisent des récifs vivent aujourd’hui dans des mers chaudes, peu profondes et claires ; les oursins vivent tous dans la mer ; les fougères arborescentes poussent dans des régions chaudes et humides. Trouver leurs fossiles renseigne donc sur le milieu de l’époque.
| Fossile trouvé | Milieu ancien déduit |
|---|---|
| coraux de récif | mer chaude et peu profonde |
| ammonites, oursins, trilobites | mer |
| fougères arborescentes | climat chaud et humide |
| mammouth laineux | steppe froide |
Comparer biodiversité actuelle et passée. Dans le calcaire de Paris, vieux d’environ 45 millions d’années, on trouve des coquillages, des coraux et des oursins : à cet endroit s’étendait une mer chaude et peu profonde. Aujourd’hui, c’est une ville au climat tempéré : le milieu et ses espèces ont complètement changé.
Dans une carrière, on trouve des ammonites. Les ammonites étaient des animaux marins : il y avait donc une mer à cet endroit.
Dans la grotte de Rouffignac, en France, des humains préhistoriques ont dessiné 158 mammouths laineux. Cette espèce vivait dans les steppes froides : à cette époque, le climat de la région était bien plus froid qu’aujourd’hui.
Réflexe — pour reconstituer un milieu ancien, je cherche où vivent aujourd’hui les proches parents du fossile, et j’en déduis le milieu de l’époque.
Attention — un fossile n’est pas forcément un os de dinosaure : coquilles, feuilles, dents et empreintes sont des fossiles, et la plupart appartiennent à des espèces disparues.
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Temps géologiques et crises biologiques
Au cours de cette histoire, des espèces apparaissent et d’autres disparaissent. Lors des crises biologiques, beaucoup d’espèces disparaissent en peu de temps : à la fin du Permien (il y a 252 Ma) et à la fin du Crétacé (il y a 66 Ma), avec la disparition des dinosaures non aviens.
L’échelle des temps géologiques. Les premiers fossiles connus (traces de bactéries) ont environ 3,5 milliards d’années. Les fossiles deviennent nombreux à partir de 541 Ma, au début de l’ère primaire ; les dinosaures apparaissent vers 230 Ma, pendant l’ère secondaire. L’histoire de l’être humain est minuscule à cette échelle : Homo sapiens, notre espèce, n’existe que depuis environ 300 000 ans, et l’écriture a été inventée il y a environ 5 000 ans.
Sur une frise à l’échelle de toute l’histoire de la Terre, l’ère primaire n’occupe que la fin. Pour voir les grandes crises, on « zoome » sur les 541 derniers millions d’années :
- Crise de la fin du Permien (252 Ma) : la plus grande crise connue. Environ 95 % des espèces marines disparaissent, dont les derniers trilobites. Elle sépare l’ère primaire (Paléozoïque) de l’ère secondaire (Mésozoïque).
- Crise de la fin du Crétacé (66 Ma) : environ trois quarts des espèces disparaissent, dont les dinosaures non aviens et les ammonites. Les oiseaux, qui descendent de dinosaures, survivent. Elle sépare l’ère secondaire du Cénozoïque.
Après chaque crise, de nouvelles espèces apparaissent peu à peu : après la fin du Crétacé, les mammifères se diversifient. La biodiversité actuelle n’est qu’une étape d’une très longue histoire : plus de 99 % des espèces qui ont vécu sur Terre ont disparu.
Savoir scientifique ou croyance ? Un savoir scientifique s’appuie sur des preuves que chacun peut vérifier (fossiles, datation des roches) ; il peut être corrigé si de nouvelles preuves apparaissent. Une croyance relève de la foi personnelle et ne se démontre pas par une expérience. Les deux ne répondent pas aux mêmes questions ; en SVT, on raisonne à partir de preuves.
Entre la crise de la fin du Permien et celle de la fin du Crétacé, il s’écoule 252 − 66 = 186 millions d’années : c’est la durée de l’ère secondaire.
Les derniers dinosaures non aviens ont disparu il y a 66 Ma ; Homo sapiens est apparu il y a 0,3 Ma : aucun être humain n’a jamais vu un tyrannosaure vivant.
Réflexe — pour placer deux événements, je compare leurs âges : le plus grand nombre de millions d’années est le plus ancien.
Attention — « il y a 66 Ma » se lit « il y a 66 millions d’années » ; 3,5 milliards d’années, c’est 3 500 millions d’années.
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Pour aller plus loin
Ces notions faisaient partie de l’ancienne page « La biodiversité » ; elles sont désormais traitées dans d’autres chapitres.
- Classer les êtres vivants : les scientifiques regroupent les êtres vivants en groupes emboîtés selon les attributs qu’ils partagent (squelette interne, quatre membres, poils, plumes…), et non selon leur ressemblance ou leur milieu de vie. La baleine, qui allaite ses petits et respire avec des poumons, est un mammifère et non un poisson. Voir le chapitre « Classification du vivant : groupes emboîtés et arbres de parenté ».
- Les menaces sur la biodiversité : destruction des milieux, pollution, surexploitation (surpêche), espèces introduites qui deviennent envahissantes, changement climatique. Aujourd’hui, des espèces disparaissent beaucoup plus vite que le rythme naturel, au point que certains scientifiques parlent d’une « sixième extinction ». Protéger la biodiversité : aires protégées (parcs nationaux, réserves), lutte contre la pollution, pêche et chasse encadrées, restauration des milieux. Voir le chapitre « Actions humaines : exploiter les ressources et protéger la biodiversité ».
- Se verra au cycle 4 (5e-3e) : comment les espèces se transforment au fil des générations (l’évolution) et pourquoi les individus d’une même espèce sont différents (les gènes).
- La biodiversité est la diversité du vivant, à trois niveaux : les milieux, les espèces d’un milieu, les individus d’une même espèce.
- Environ 2 millions d’espèces sont décrites, au moins 8,7 millions existeraient ; plus de la moitié des espèces décrites sont des insectes.
- Une espèce regroupe des individus qui peuvent se reproduire entre eux et avoir des descendants féconds ; taille, couleur, dimorphisme sexuel, races et variétés sont des variations au sein d’une espèce.
- Une clé de détermination sert à identifier (nommer) une espèce actuelle ou fossile, étape par étape, à partir d’attributs observables.
- Un fossile est un reste ou une trace d’être vivant conservé dans une roche ; en le comparant aux espèces actuelles, on reconstitue le milieu ancien (paléoenvironnement).
- La Terre a 4,54 milliards d’années ; les crises de la fin du Permien (252 Ma) et de la fin du Crétacé (66 Ma) ont fait disparaître une grande partie des espèces.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que la biodiversité ?
C’est la diversité du vivant, observée à trois niveaux : la diversité des milieux (forêt, mare, récif…), la diversité des espèces qui vivent dans un milieu, et la diversité des individus au sein d’une même espèce.
Combien y a-t-il d’espèces sur Terre ?
Environ 2 millions d’espèces ont été décrites et nommées. Les scientifiques estiment qu’il en existe au moins 8,7 millions, sans compter les bactéries : la plupart restent à découvrir. Plus de la moitié des espèces décrites sont des insectes.
Comment savoir si deux animaux sont de la même espèce ?
Ils sont de la même espèce s’ils peuvent se reproduire entre eux et avoir des descendants eux-mêmes féconds. L’âne et le cheval donnent un mulet presque toujours stérile : ce sont deux espèces. Une différence de couleur, de taille ou entre mâle et femelle ne suffit pas à séparer deux espèces.
À quoi sert une clé de détermination ?
Elle sert à identifier un être vivant, actuel ou fossile, c’est-à-dire à trouver son nom. On part de la première étape, on choisit à chaque fois la proposition qui correspond à ce que l’on observe, et on suit les renvois jusqu’au nom.
Que nous apprennent les fossiles ?
Un fossile est un reste ou une trace d’être vivant conservé dans une roche. Comparés aux espèces actuelles, les fossiles permettent de reconstituer les milieux du passé et de raconter l’histoire de la biodiversité, marquée par de grandes crises : fin du Permien (252 millions d’années) et fin du Crétacé (66 millions d’années).
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