La biodiversité et l'évolution

Exercice 1 — Échelles et mesure de la biodiversité
Q1. La biodiversité est l'ensemble de la diversité du vivant. Elle s'apprécie à trois échelles : la diversité des écosystèmes, la diversité spécifique (les espèces) et la diversité génétique (les allèles au sein d'une espèce). (0,5 pt pour la définition + 0,5 pt par échelle)
Q2. L'étang X est le plus biodivers. À richesse spécifique égale (5 espèces dans les deux), il faut tenir compte de l'abondance relative : dans X les espèces sont équitablement représentées (20 % chacune), tandis que dans Y une seule espèce domine massivement (96 %). Une communauté équilibrée est considérée comme plus diverse qu'une communauté déséquilibrée. (1 pt pour le choix de X, 1 pt pour la justification par l'équitabilité)

Exercice 2 — Raisonnement sur un document : adaptation des bactéries aux antibiotiques
Q1. La proportion de bactéries résistantes passe de 2 % à G0 à 99 % à G10 : elle augmente fortement et de façon continue, avec une croissance d'abord lente puis rapide, jusqu'à la quasi-totalité de la population. (1,5 pt)
Q2. La force responsable est la sélection naturelle. En présence d'antibiotique, les bactéries résistantes survivent et se reproduisent, alors que les sensibles sont éliminées : l'allèle de résistance est favorisé de façon orientée par l'environnement (la pression de l'antibiotique). Ce n'est donc pas du hasard mais un avantage de survie/reproduction, ce qui caractérise la sélection naturelle, par opposition à la dérive (aléatoire). (1 pt pour l'identification, 1 pt pour la justification du caractère non aléatoire)
Q3. Non, l'antibiotique n'a pas créé l'allèle : le document précise que la mutation conférant la résistance préexistait à l'ajout de l'antibiotique. La mutation (aléatoire) crée l'allèle ; l'antibiotique ne fait que sélectionner les bactéries qui le possèdent déjà. Confondre les deux reviendrait à la conception fausse d'une adaptation « à la demande ». (1,5 pt)

Exercice 3 — Calcul et interprétation avec Hardy-Weinberg
Q1. Les albinos sont homozygotes récessifs : $q^2 = \dfrac{1}{10000} = 0{,}0001$, donc $q = \sqrt{0{,}0001} = 0{,}01$. On en déduit $p = 1 - q = 0{,}99$. (1 pt pour q, 1 pt pour p)
Q2. Porteurs sains (hétérozygotes) : $2pq = 2 \times 0{,}99 \times 0{,}01 = 0{,}0198 \approx 0{,}02$, soit environ 2 % de la population (≈ 1 individu sur 50). (1,5 pt)
Q3. Dans un petit village isolé, la population est de petite taille et peu d'échanges avec l'extérieur : la dérive génétique y est intense et a pu augmenter par hasard la fréquence de l'allèle ; de plus, le faible nombre d'individus et les unions entre apparentés (écart à la panmixie) augmentent la proportion d'homozygotes, donc d'albinos. On peut aussi évoquer un effet fondateur si le village descend de quelques fondateurs porteurs de l'allèle. (1,5 pt)

Exercice 4 — L'érosion de la biodiversité : analyse de documents
On attend un raisonnement croisant les deux documents.
• Le document 1 indique un taux d'extinction 100 à 1000 fois plus élevé que le taux naturel : l'érosion actuelle est donc d'une rapidité exceptionnelle, là où les variations passées se faisaient sur des millions d'années. (1 pt)
• Le document 2 montre que les principales causes (destruction d'habitats, surexploitation, espèces invasives, pollution) sont d'origine humaine ; le climat — lui aussi en partie modifié par l'Homme — n'est qu'une cause parmi d'autres. (1 pt)
• Conclusion : par sa vitesse et son origine anthropique, l'érosion actuelle constitue une « sixième crise d'extinction » distincte des fluctuations naturelles lentes et d'origine non humaine du passé. (1 pt)

Exercice 5 — Synthèse argumentée
Éléments attendus dans une synthèse organisée (introduction – arguments – conclusion) :
• La diversité génétique (variété des allèles dans une espèce) constitue un réservoir d'adaptation : c'est sur cette variabilité que peut agir la sélection naturelle lorsque l'environnement change (nouvelle maladie, réchauffement). Une population génétiquement diverse a plus de chances de contenir des allèles favorables et donc de survivre. (1 pt)
• À l'inverse, une faible diversité (population réduite) rend l'espèce vulnérable : la dérive génétique y est forte et appauvrit encore le patrimoine génétique, augmentant le risque d'extinction. Préserver les grandes populations connectées (corridors → flux de gènes) limite ce risque. (1 pt)
• Enfin, biodiversité spécifique et génétique sont complémentaires : les espèces rendent des services écosystémiques (pollinisation, régulation), mais la persistance de chaque espèce dépend de sa diversité génétique interne. Préserver l'une sans l'autre est insuffisant : l'affirmation est donc justifiée. (1 pt pour la conclusion nuancée)