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Quelle est la probabilité que la Terre contienne des millions d'espèces différentes ?

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Je sais que la probabilité que la vie existe sur une planète habitable est assez mince. Mais quelle est la probabilité que cela se soit produit des millions de fois sur la même planète ? Ou était-ce seulement quelques espèces qui ont évolué en millions d'autres espèces différentes au fil du temps ?


Nous pouvons être raisonnablement certains que TOUTES les espèces qui existent aujourd'hui partagent un ancêtre commun, une origine commune. Chaque espèce que nous avons rencontrée, par exemple, utilise une longue chaîne de nucléotides (ADN ou ARN1) pour stocker ses informations génétiques. Si la vie était née de plusieurs sources indépendantes, nous nous attendrions à trouver des solutions différentes au problème de la transmission de gènes à la progéniture.

En d'autres termes, toutes les formes de vie que nous avons trouvées peuvent être classées dans l'une des trois classes principales (superroyaumes) : les eucaryotes, les procaryotes et les archées. Tous les autres types de vie relèvent de l'une de ces trois catégories (les virus sont spéciaux et ne sont pas vraiment considérés comme vivants2):

Maintenant, tout organisme que nous ayons jamais vu utilise les mêmes systèmes de base de stockage de ses informations génétiques. En fait, il y a même certains gènes qui sont conservés (similaires dans la séquence) à travers tous domaines de la vie (voir ma réponse ici pour quelques exemples). C'est pourquoi cette version de l'arbre a une racine commune. Toutes les lignes commencent à partir d'une seule ligne d'origine (communément appelée Last Universal Common Ancestor, LUCA).

En résumé, toutes les preuves dont nous disposons indiquent une origine unique de la vie. Il y a trop de caractéristiques partagées pour assumer des origines multiples. Malgré leur énorme diversité, tous les organismes partagent certains systèmes très basiques.


REMARQUES

  1. Pour autant que je sache, seuls certains virus utilisent l'ARN au lieu de l'ADN, toutes les créatures vraiment vivantes utilisent l'ADN. Même si je me trompe, les différences entre l'ARN et l'ADN à ce niveau sont suffisamment petites pour que l'origine commune soit toujours valable.

  2. Voir ici pour en savoir plus sur les raisons pour lesquelles les virus ne sont pas vivants.


Le nombre fantastique d'espèces que l'on peut observer aujourd'hui n'est pas une valeur fixe. Ce nombre change avec le temps. Ces changements ne sont pas causés par l'origine de la vie De Novo mais par deux processus qui sont :

  • extinction
    • Processus par lequel une espèce disparaît
  • spéciation
    • Processus par lequel une espèce (ou une lignée) devient deux.

Par conséquent, le changement absolu du nombre d'espèces est égal à la différence entre la spéciation et l'extinction.

$$delta_{espèce} = taux de spéciation - taux d'extinction$$

Il y a une tonne à dire sur l'extinction et la spéciation et il faudrait plusieurs livres pour vous parler de cette science. Si vous souhaitez approfondir un peu le sujet, je vous suggère de prendre d'abord un livre de biologie générale ou un livre d'introduction à la biologie évolutive avant de vous lancer dans un livre qui parle de spéciation et d'extinction.

On peut cartographier comment les événements de spéciation se sont produits à partir d'un ancêtre commun unique afin de créer la diversité de la vie que vous pouvez observer aujourd'hui. Une telle cartographie est appelée Arbre de Vie. Voici les racines de l'arbre de vie des êtres vivants sur terre. Vous pouvez repérer des animaux, des champignons et des plantes à l'extrême droite de l'image. L'ancêtre commun de tous les êtres vivants sur terre s'appelle LUCA (Dernier Ancêtre Commun Universel).

En remarque : Le concept d'espèce lui-même accepte plusieurs définitions.


Nombre d'espèces sur Terre marquées à 8,7 millions

L'estimation la plus précise suggère encore que plus de 80% des espèces restent à découvrir.

Il y a 8,7 millions d'espèces eucaryotes sur notre planète, à plus ou moins 1,3 million. La dernière estimation de la biodiversité, basée sur une nouvelle méthode de prédiction, réduit considérablement l'éventail des « meilleures estimations », qui se situait auparavant entre 3 millions et 100 millions. Cela signifie que 86 % des espèces terrestres et 91 % des espèces marines restent inconnues.

Camilo Mora, écologiste marin à l'Université d'Hawaï à Manoa, et ses collègues de l'Université Dalhousie à Halifax, Canada, ont identifié un modèle d'échelle cohérent parmi les différents niveaux du système de classification taxonomique (ordre, genre, espèce, etc.) qui permet de prédire le nombre total d'espèces. La recherche est publiée dans Biologie PLoS 1 aujourd'hui.

Mora soutient que savoir combien d'espèces il y a sur Terre est l'une des questions les plus importantes de la science. "Trouver ce nombre satisfait une curiosité scientifique de base", dit-il.

Bob May, zoologiste à l'Université d'Oxford, Royaume-Uni, qui a écrit un commentaire sur l'œuvre 2 , est d'accord. « Savoir combien il y a de plantes et d'animaux sur la planète est absolument fondamental », dit-il. Il souligne également l'importance pratique : « Sans cette connaissance, nous ne pouvons même pas commencer à répondre à des questions telles que la quantité de diversité que nous pouvons perdre tout en maintenant les services écosystémiques dont l'humanité dépend. »

Mais les efforts inlassables des taxonomistes de terrain ne vont pas fournir le nombre de sitôt. Depuis plus de 250 ans que le biologiste suédois Carl Linnaeus a commencé la science de la taxonomie, 1,2 million d'espèces ont été identifiées et classées, soit moins de 15 % du nouveau total de Mora. À ce rythme, May estime qu'il faudra encore 480 ans pour terminer le travail d'enregistrement de toutes les espèces.

Le catalogue de la vie

Au lieu de cela, les scientifiques ont essayé de prédire le nombre total d'espèces à partir du nombre déjà connu. Certaines des estimations ne sont guère plus que des suppositions éclairées. "Ces prédictions sont invérifiables et les experts changent d'avis", explique Mora. D'autres approches utilisent des hypothèses qu'il décrit comme « peu fiables et faciles à briser ».

La méthode de Mora est basée sur une analyse de la classification taxonomique pour l'ensemble des 1,2 million d'espèces actuellement cataloguées. Le système de Linné forme une hiérarchie pyramidale : plus la catégorie est basse, plus elle contient d'entités. Il y a plus d'espèces que de genres, plus de genres que de familles, plus de familles que d'ordres et ainsi de suite, jusqu'au niveau supérieur, le domaine.

Mora et ses collègues montrent qu'une tendance numérique cohérente relie les nombres dans chaque catégorie, et que cela peut être utilisé pour prédire combien d'entités il devrait y avoir dans les niveaux mal catalogués, comme les espèces, à partir des nombres dans les niveaux supérieurs qui sont beaucoup plus décrit de manière exhaustive.

Cependant, la méthode ne fonctionne pas pour les procaryotes (bactéries et archées) car les niveaux taxonomiques supérieurs ne sont pas bien catalogués comme c'est le cas pour les eucaryotes. Une estimation prudente de la « limite inférieure » d'environ 10 000 procaryotes est incluse dans le total de Mora mais, en réalité, ils se comptent probablement par millions.

« La particularité de cette approche est que nous sommes en mesure de la valider », dit-il. "En testant les prédictions contre des groupes bien catalogués tels que les mammifères, les oiseaux, les reptiles et les amphibiens, nous avons pu montrer que nous pouvions prédire le nombre correct d'espèces."

L'analyse révèle également que certains groupes sont beaucoup mieux connus que d'autres. Par exemple, quelque 72 % des 298 000 espèces végétales terrestres prévues ont déjà été documentées, contre seulement 12 % des espèces animales terrestres prévues et 7 % des espèces de champignons terrestres prévues.

Mai est impressionné. "J'aime cette approche. Non seulement elle est imaginative et originale, mais le nombre qu'elle propose est dans la plage de ma meilleure estimation!"


La Convention sur la diversité biologique, adoptée en 1992 et ratifiée à ce jour par 193 pays, comporte trois objectifs principaux: la conservation de la diversité biologique, l'utilisation durable de ses éléments et la participation juste et équitable des avantages qui découlent de l'utilisation des ressources génétiques, afin de promouvoir des mesures pour un avenir durable.

Les gouvernements des pays adhérents se réunissent tous les deux ans pour examiner les progrès, fixer des priorités et adopter des plans de travail.

Selon la Convention, les espèces, les ressources génétiques et les écosystèmes doivent être utilisés au profit de l'être humain, mais sans que cela implique une réduction de la biodiversité. Il applique également le principe de précaution, c'est-à-dire que lorsqu'il n'y a pas suffisamment de preuves scientifiques pour démontrer la réduction ou la perte de biodiversité, il ne doit pas être utilisé comme une raison pour reporter la prise de mesures pour y faire face. C'est donc un instrument qui favorise le développement durable.


86 % des espèces terrestres encore inconnues ?

Des millions d'organismes sans nom alors que l'extinction s'accélère, selon une étude.

Même après des siècles d'efforts, quelque 86 pour cent des espèces de la Terre n'ont pas encore été entièrement décrites, selon une nouvelle étude qui prédit que notre planète abrite 8,7 millions d'espèces.

Cela signifie que les scientifiques ont répertorié moins de 15 % des espèces actuellement vivantes, et les taux d'extinction actuels signifient que de nombreux organismes inconnus disparaîtront avant de pouvoir être enregistrés.

L'étude était motivée par une question simple : « Sommes-nous à portée de trouver toutes les espèces, ou sommes-nous loin ? a déclaré Boris Worm, co-auteur de l'étude, de l'Université Dalhousie au Canada.

"La réponse est, nous sommes loin."

Deux cent cinquante ans après que le botaniste suédois Carl Linnaeus ait conçu un système formel de classification de la diversité de la nature, le catalogue de certaines classes d'êtres vivants, tels que les mammifères et les oiseaux, est presque terminé, selon l'étude. Mais les inventaires pour les autres classes sont terriblement rares.

Par exemple, seulement 7 pour cent du nombre prévu de champignons, qui comprend les champignons et les levures, ont été décrits, et moins de 10 pour cent des formes de vie dans les océans du monde ont été identifiées.

Ce qui a été découvert jusqu'à présent, ce sont "ces choses qui sont faciles à trouver, qui sont visibles, qui sont relativement grandes", a déclaré Worm.

"Il y a un âge de découverte devant nous où nous pourrions découvrir tellement plus de ce qui vit avec nous sur cette planète."

Jusqu'à présent, quelque 1,2 million d'espèces sont connues de la science. Pour calculer le pourcentage d'espèces inconnues, Worm et ses collègues ont d'abord dû répondre à l'une des grandes questions de l'écologie : combien d'espèces vivent sur Terre ?

Les suppositions précédentes allaient de trois millions à cent millions. (Voir "'Encyclopédie de la vie' pour cataloguer toutes les espèces sur Terre.")

Pour obtenir une réponse plus précise, les auteurs ont examiné les catégories dans lesquelles toutes les espèces sont regroupées.

Les scientifiques regroupent les espèces similaires dans un groupe plus large appelé genre, les genres similaires dans une catégorie encore plus large appelée famille, et ainsi de suite, jusqu'à une supercatégorie appelée royaume. (Voir les photos de la classification des espèces dans le magazine National Geographic.)

Il existe cinq règnes : les animaux, les plantes, les champignons, les chromistes - y compris les plantes unicellulaires telles que les diatomées - et les protozoaires, ou organismes unicellulaires.

L'équipe de Worm a estimé le nombre total de genres, de familles, d'ordres, de classes et de phylums - une désignation au-dessus de la classe - dans chaque royaume. C'est une tâche relativement facile, puisque le nombre de nouveaux exemples dans ces catégories s'est stabilisé au cours des dernières décennies.

En revanche, le nombre d'espèces nouvellement découvertes continue d'augmenter fortement.

À l'aide de statistiques complexes, Worm et ses collègues ont utilisé le nombre de genres, de familles, etc. pour prédire le nombre d'espèces inconnues sur Terre, et leurs calculs leur ont donné un nombre : 8,7 millions.

Un problème de statistiques

Certains experts ont qualifié la recherche, publiée le 23 août dans la revue PLoS Biology, de raisonnable.

La nouvelle étude « adopte une approche extrêmement intelligente, et je pense que cela va s'avérer être une étude assez importante », a déclaré Lucas Joppa, écologiste de la conservation chez Microsoft Research, la branche de recherche du géant du logiciel.

"Si je vous demandais de compter 8,7 millions de centimes, cela vous prendrait un certain temps, même si vous aviez beaucoup de gens qui le faisaient."

Mais Dan Bebber, écologiste au groupe environnemental Earthwatch Institute, a déclaré que l'étude repose sur des méthodes statistiques inappropriées.

L'équipe d'étude a utilisé une méthode appelée régression linéaire pour calculer le nombre d'espèces de la Terre. Mais Bebber pense que cette méthode n'est pas la bonne pour les données et que l'équipe aurait dû utiliser une technique connue sous le nom de régression ordinale.

En conséquence, le nombre réel d'espèces pourrait être bien supérieur ou inférieur à 8,7 millions, a-t-il déclaré.

La bibliothèque de la nature disparaît

Dans l'ensemble, catégoriser formellement un nouvel organisme est beaucoup plus compliqué que d'en découvrir un, a déclaré Worm, co-auteur de l'étude. Les scientifiques doivent comparer leur spécimen à des échantillons de musée, analyser son ADN et remplir des tonnes de paperasse.

"C'est un long processus", a-t-il déclaré. La plupart des scientifiques "décriront des dizaines d'espèces au cours de leur vie, s'ils sont vraiment chanceux".

Malheureusement, les taux d'extinction se sont accélérés de dix à cent fois leur niveau naturel, a ajouté Worm.

L'information à obtenir lorsque de nouvelles espèces sont découvertes "est la bibliothèque de la nature, et nous avons seulement commencé à déchiffrer les dix premiers livres", a déclaré Worm.


FAQ sur la biologie de la conservation

La biologie de la conservation est une science axée sur la mission qui se concentre sur la façon de protéger et de restaurer la biodiversité, ou la diversité de la vie sur Terre. Comme la recherche médicale, la biologie de la conservation traite de questions où une action rapide est essentielle et les conséquences d'un échec sont importantes. Pour préserver la biodiversité, les scientifiques doivent répondre à trois questions générales. Premièrement, comment la diversité de la vie est-elle répartie sur la planète ? Deuxièmement, à quelles menaces cette diversité est-elle confrontée ? Troisièmement, que peuvent faire les gens pour réduire ou éliminer ces menaces et, si possible, restaurer la diversité biologique et la santé des écosystèmes ?

Qu'est-ce que la biodiversité ?

La biodiversité a trois composantes :

  1. Toutes les formes de vie : la biodiversité comprend tous les êtres vivants - y compris les bactéries, les champignons, les plantes, les insectes et autres invertébrés et vertébrés - quelle que soit leur similarité avec d'autres espèces ou leur utilité pour l'homme.
  2. Tous les niveaux d'organisation du vivant : la biodiversité comprend les organismes individuels et leur matériel génétique, les groupes d'organismes similaires, tels que les populations et les espèces et les groupes d'espèces dans les communautés, les écosystèmes et les paysages (groupes d'écosystèmes adjacents).
  3. Toutes les interactions entre les formes de vie et leurs niveaux d'organisation : la biodiversité est plus que les éléments d'un système vivant, tels que les gènes, les individus et les espèces - la biodiversité comprend également les manières dont les différentes parties interagissent les unes avec les autres, y compris la compétition , prédation et symbiose.
Pourquoi les scientifiques disent-ils qu'il y a une crise de la biodiversité ?

Les scientifiques disent qu'il y a une crise de la biodiversité parce que le taux d'extinction actuel est environ 100 à 1 000 fois plus rapide que le taux naturel. En plus de diminuer le monde naturel qui nous entoure, les scientifiques pensent que cette perte de biodiversité nuira aux gens. En effet, nous dépendons de la nature pour la nourriture, les médicaments (tels que les traitements contre le cancer), les produits industriels (tels que les huiles et les résines) et les services écosystémiques vitaux (tels que la purification de l'eau, le contrôle de l'érosion et le contrôle du climat).

Le taux d'extinction s'est accéléré tout au long de l'histoire de l'humanité et la perte de biodiversité se produit dans le monde entier. Plus de 1 000 espèces se sont éteintes au cours des 400 dernières années, notamment le pigeon voyageur et la vache de mer stellaire. De plus, de nombreuses sous-espèces ont disparu. Les sous-espèces sont des populations génétiquement distinctes d'une espèce et peuvent être très différentes les unes des autres. Par exemple, le poulet des grandes prairies et la poule de bruyère sont tous deux des sous-espèces de Tympanuchus cupido, et ils sont de tailles différentes et vivent dans des habitats différents. Le poulet des grandes prairies est plus gros et vit dans les prairies du Midwest, tandis que la poule de bruyère, qui s'est éteinte en 1932, était beaucoup plus petite et habitait les landes côtières du Massachusetts à la Virginie.

De plus, de nombreuses autres espèces et sous-espèces ont tellement décliné qu'elles sont également en danger de disparition. Cependant, aussi terrible que cela puisse paraître, il y a un peu d'espoir : parce que les gens sont à l'origine du taux d'extinction accéléré actuel, nous avons également en notre pouvoir de le ralentir ou même de l'arrêter.

Pourquoi la biodiversité est-elle précieuse ?

La plupart des biologistes de la conservation reconnaissent que la biodiversité est précieuse de deux manières :
La biodiversité a une valeur utilitaire car elle profite directement aux personnes et maintient les interactions entre les parties vivantes et non vivantes de l'environnement. Par exemple, la biodiversité a fourni des plantes pour les cultures qui nourrissent des milliards de personnes, ainsi que des organismes en décomposition (tels que des bactéries et des champignons) qui libèrent des nutriments de la matière organique dans le sol et l'eau.
La biodiversité a également une valeur inhérente pour de nombreuses personnes. En d'autres termes, il a une valeur au-delà des biens et services qu'il fournit aux humains et aux écosystèmes.

Pourquoi la biodiversité est-elle constituée de plusieurs éléments : diversité génétique, diversité des espèces et diversité des écosystèmes ?

Le terme « biodiversité » signifie littéralement « la diversité de la vie ». Cette diversité se produit à trois niveaux : génétique, spécifique et écosystémique. Aucune forme de biodiversité n'est plus importante ou plus correcte qu'une autre. Au contraire, chacun représente un niveau particulier d'organisation - du microscopique au paysage - qui joue un rôle unique dans la façon dont nous pouvons comprendre et apprécier tous les modèles et processus de la vie sur Terre.

Diversité génétique : les individus d'une même espèce peuvent avoir une variété de traits génétiques, ce qui peut rendre les individus différents les uns des autres. Par exemple, certaines personnes peuvent sembler différentes les unes des autres tandis que d'autres peuvent être plus résistantes aux maladies. La diversité génétique peut permettre aux individus et aux populations de s'adapter aux conditions environnementales locales. De plus, la perte de diversité génétique rend une espèce plus sujette à l'extinction.

Diversité des espèces : Différentes régions de la Terre ont différents types et nombres d'espèces (voir « Qu'est-ce qu'une espèce ? »). Par exemple, alors que la toundra arctique contient moins d'espèces qu'une forêt tropicale humide, ces espèces sont toujours importantes car elles sont adaptées aux conditions environnementales propres à cet écosystème. Tous les différents types d'espèces répartis dans le monde contribuent aux modes de vie sur Terre.

Diversité des écosystèmes : Différentes régions de la Terre ont également différents types et nombres d'écosystèmes (voir « Qu'est-ce qu'un écosystème ? »). La diversité des écosystèmes est importante car différents écosystèmes ont des propriétés différentes, par exemple, les zones humides purifient l'eau et les forêts absorbent le dioxyde de carbone de l'atmosphère. De plus, les écosystèmes ont des modèles et des propriétés qui ne peuvent pas être complètement compris simplement en examinant les espèces individuelles. Par exemple, en absorbant le dioxyde de carbone, les écosystèmes forestiers pourraient aider à contrôler le réchauffement climatique.

Qu'est-ce qu'une espèce ?

La vie est si diverse qu'il n'y a pas une seule définition d'« espèce » qui convienne à chaque organisme. Pour les organismes qui se reproduisent sexuellement, une espèce est généralement définie comme un groupe d'individus qui ont le potentiel de produire une progéniture fertile.Un exemple classique en est le cheval et l'âne, qui sont considérés comme des espèces différentes car même s'ils peuvent se reproduire, ils produisent une progéniture stérile (mules).

Cependant, il existe certaines limites à cette façon de définir les espèces. Par exemple, il peut souvent être difficile de dire avec certitude si un groupe d'organismes a le potentiel de se reproduire les uns avec les autres, peut-être parce que certains d'entre eux peuvent être géographiquement isolés les uns des autres. De plus, la définition de « progéniture fertile » ne s'applique évidemment pas aux organismes qui se reproduisent de manière asexuée, comme les bactéries et certaines plantes. Par conséquent, une espèce peut également être définie comme un ensemble d'individus partageant des traits physiques ou génétiques particuliers.

Enfin, les biologistes révisent parfois la façon dont les organismes sont regroupés en espèces. En effet, de nouveaux groupements peuvent avoir plus de sens lorsque nous découvrons si les organismes produisent réellement une progéniture fertile et en apprenons davantage sur les similitudes/différences entre les traits des organismes.

Que veut dire En danger ?

En vertu de la loi de 1973 sur les espèces en voie de disparition (pour plus d'informations sur la loi sur les espèces en voie de disparition, rendez-vous sur http://www.epa.gov/region5/defs/html/esa.htm), une espèce est classée en danger si elle est « en danger d'extinction dans l'ensemble ou une partie importante de son aire de répartition." Ces espèces sont plus en péril que les espèces menacées, ou celles qui sont « susceptibles de devenir des espèces en voie de disparition dans un avenir prévisible ». Le statut d'une espèce (non répertoriée, menacée ou en voie de disparition) peut changer à mesure que nous en apprenons davantage à son sujet ou que nous mettons en œuvre son plan de rétablissement.

Pourquoi la protection d'une espèce est-elle importante ?

Il y a trois réponses à cette question. Premièrement, si vous pensez que la biodiversité a une valeur inhérente, alors chaque espèce a de la valeur et doit être protégée de l'extinction. Deuxièmement, l'extinction d'une seule espèce peut diminuer la valeur utilitaire de la nature. Par exemple, si l'espèce a une valeur économique, son extinction entraîne clairement une perte économique.

De plus, si l'espèce est importante pour d'autres espèces ou pour le maintien de caractéristiques importantes de l'écosystème, alors son extinction peut avoir des effets en cascade indésirables. Par exemple, les castors barrages des ruisseaux et créent des réseaux d'étangs qui offrent un habitat à des espèces comme les poissons et les canards et qui améliorent la qualité de l'eau et préviennent l'érosion. La perte de castors entraînerait donc la perte d'autres espèces ainsi que des services écosystémiques fournis par l'habitat qu'ils créent.

Qu'est-ce qu'un écosystème et en quoi est-il pertinent pour la biologie de la conservation ?

Un écosystème comprend des composants vivants et non vivants qui interagissent les uns avec les autres, tels que les plantes et les animaux avec les nutriments, l'eau, l'air et la lumière du soleil. Les écosystèmes varient en taille de quelques mètres carrés à des millions de kilomètres carrés. Il n'y a pas de limites d'écosystème définies, elles sont plutôt définies par le ou les composants particuliers qui intéressent les biologistes. Par exemple, un biologiste qui veut savoir comment le développement résidentiel a affecté les poissons dans un écosystème de cours d'eau pourrait étudier les petits cours d'eau qui alimenter un grand ruisseau ainsi que les terres environnantes. Un tel écosystème couvrirait de nombreux kilomètres carrés et comprendrait des centaines d'éléments vivants et non vivants.

Alors que la conservation se concentrait traditionnellement sur la protection d'espèces uniques, les praticiens actuels se concentrent souvent sur la protection d'écosystèmes entiers ou même de groupes d'écosystèmes ou de paysages adjacents. Cette tendance augmente la probabilité que nous protégions les processus à grande échelle (tels que le cycle des nutriments) dont dépend la biodiversité.

Comment les biologistes mesurent-ils la biodiversité ?

Parce qu'il est peu pratique ou impossible de compter chaque individu dans la plupart des populations ou des communautés (groupes de populations), les biologistes mesurent la biodiversité en échantillonnant d'abord les organismes, puis en extrapolant pour estimer le nombre total d'organismes. Par exemple, pour comparer le nombre d'espèces d'oiseaux dans différents types de forêts, les biologistes enregistrent le nombre et les espèces d'oiseaux individuels rencontrés à des endroits choisis au hasard dans chaque type de forêt. Les biologistes des populations comparent la densité moyenne des espèces individuelles dans chaque type de forêt. Les biologistes communautaires comparent le nombre moyen d'espèces dans une zone donnée, comme un mètre carré ou un kilomètre carré, ou l'indice de diversité dans une zone donnée. Plus l'indice de diversité est élevé, plus il y a d'espèces et plus la répartition des organismes individuels parmi ces espèces est uniforme. Les biologistes intéressés par la diversité génétique ou écosystémique s'appuient sur des procédures d'échantillonnage et des indices de diversité similaires.

Que sont les hotspots de biodiversité et où sont-ils concentrés ?

Les points chauds de la biodiversité sont des zones qui abritent un grand nombre d'espèces et/ou de nombreuses espèces que l'on ne trouve nulle part ailleurs (espèces endémiques). Les efforts de conservation dans les hotspots peuvent protéger ou restaurer une partie relativement importante de la biodiversité totale dans le monde. La plupart des biologistes reconnaissent environ 25 points chauds de la biodiversité mondiale qui abritent de nombreuses espèces ainsi que de nombreuses espèces endémiques. La plupart des points chauds se trouvent dans les régions tropicales, notamment le bassin amazonien, l'Amérique centrale, les îles des Caraïbes, l'Afrique de l'Ouest, Madagascar, l'Inde occidentale et l'Asie du Sud-Est. Beaucoup de ces régions sont des points chauds car elles possèdent des forêts tropicales humides et des récifs coralliens riches en espèces. Cependant, il existe également des points chauds de biodiversité non tropicale, notamment le Chili central, le bassin méditerranéen, l'Afrique du Sud, l'Europe de l'Est, la Chine centrale, l'Australie occidentale, la Nouvelle-Zélande et la côte Pacifique des États-Unis. D'autres points chauds aux États-Unis incluent la région du sud-est, la Californie et Hawaï.

Quelles sont les principales menaces pour la biodiversité ?

Les principales menaces pour la biodiversité sont la perte et la fragmentation de l'habitat, la dégradation de l'habitat, les espèces introduites et la surexploitation.

La perte et la fragmentation de l'habitat résultent de nombreux processus, notamment le développement, le défrichement des terres pour l'agriculture, le détournement de l'eau et l'exploitation forestière. Au fur et à mesure que l'habitat est perdu, les fragments restants rétrécissent et deviennent plus isolés les uns des autres. Cela peut empêcher les animaux de se déplacer parmi les fragments, ce qui peut augmenter la consanguinité, ce qui entraîne une diminution de la diversité génétique.

La dégradation de l'habitat implique la perturbation de caractéristiques clés de l'habitat, comme une érosion importante ou l'ajout de toxines au sol ou à l'eau. Les causes les plus courantes de dégradation sont la pollution et les loisirs humains, tels que les véhicules tout-terrain. Parce que la dégradation de l'habitat est plus subtile que la perte d'habitat, ses effets sont souvent négligés.

Les espèces introduites sont celles que les humains ont intentionnellement ou par inadvertance déplacées hors de leur aire de répartition naturelle. Les espèces introduites peuvent faire des ravages sur les espèces indigènes et les écosystèmes. Par exemple, un prédateur introduit peut éradiquer des espèces indigènes qui n'ont pas la capacité de le reconnaître ou de l'éviter. Après avoir été introduite dans plusieurs îles des Caraïbes, la mangouste a entraîné l'extinction de nombreux reptiles et oiseaux nichant au sol. En outre, les espèces introduites peuvent menacer les espèces indigènes en se faisant concurrence pour des ressources limitées telles que l'espace et l'eau - dans l'est des États-Unis, les moules zébrées ont mis en danger ou entraîné l'extinction de nombreuses moules d'eau douce indigènes en poussant sur elles et en empêchant ainsi de se nourrir ainsi qu'en filtrant tant de particules de nourriture hors de l'eau que les indigènes meurent de faim.

La surexploitation signifie chasser, pêcher ou ramasser tellement d'individus d'une espèce qu'elle ne peut plus se reproduire suffisamment pour résister à la récolte. La surexploitation a causé l'extinction de nombreuses espèces dans le monde, notamment le pigeon voyageur en Amérique du Nord, le grand pingouin dans tout l'Atlantique Nord, le loup de Tasmanie en Australie, le moa en Nouvelle-Zélande et le dodo de l'île Maurice de l'océan Indien.

Quels sont les meilleurs moyens de conserver la biodiversité ?

La meilleure façon de conserver la biodiversité est de la protéger avant qu'elle ne soit menacée. Pour conserver la biodiversité, nous devons :

  • Arrêtez-vous pour récolter des espèces, telles que les éléphants, les rhinocéros et les tigres, les léopards et autres grands félins
  • Arrêtez de détruire les habitats
  • Arrêter de polluer et de perturber les habitats et
  • Arrêtez de répandre des espèces non indigènes.

Nous pouvons également conserver la biodiversité en annulant les dommages qui ont déjà été causés. Par exemple, nous pouvons restaurer les communautés naturelles en réintroduisant des espèces indigènes et en contrôlant les espèces non indigènes envahissantes.

Quels sont les meilleurs moyens de conserver la biodiversité ?

Votre bibliothèque et votre librairie locale sont de bons points de départ. Ils ont de nombreux livres et magazines sur ces sujets, allant de descriptions d'espèces et d'écosystèmes particuliers à des discussions générales sur la biodiversité et la conservation dans le monde. En outre, les centres de la nature, les musées d'histoire naturelle, les jardins zoologiques et botaniques et les aquariums proposent également une variété d'activités et de programmes pour vous aider à en apprendre davantage sur la diversité de la vie sur Terre. Bon nombre de ces programmes se concentrent sur la biodiversité de la région ou du globe local et sur ce que vous pouvez faire pour aider à la protéger et à la restaurer. De nombreuses organisations ont également des sites Web éducatifs contenant des informations sur la biodiversité (voir « Liens sur la biologie de la conservation »). La meilleure façon d'en apprendre davantage sur la biodiversité est peut-être d'apprendre par l'expérience directe. Visiter des parcs et des zones naturelles, que ce soit là où vous vivez ou pendant que vous voyagez, vous aidera à mieux comprendre la biodiversité et à comprendre comment vous êtes connecté à l'ensemble de la vie sur Terre.

Que puis-je faire pour aider à conserver la biodiversité?

Il est généralement plus facile de contribuer à la conservation de la biodiversité dans votre zone ou votre région. Avant de faire quoi que ce soit, vous devez vous renseigner à la fois sur les menaces locales à la biodiversité et sur les moyens les plus efficaces de contrer ces menaces. Commencez par contacter ou lire le matériel des agences gouvernementales régionales des ressources naturelles, des organisations non gouvernementales de conservation avec des bureaux régionaux (comme The Nature Conservancy) et des universités ou collèges régionaux avec des biologistes de la conservation dans la faculté.

Il existe cinq façons simples de contribuer à la conservation de la biodiversité :

  1. Comportement personnel : les exemples incluent la transformation de votre cour en un habitat naturel en éliminant les espèces non indigènes et l'aménagement paysager avec des plantes indigènes, la réduction de la production de déchets en achetant des produits avec des emballages moins nombreux et/ou recyclables, le recyclage des articles ménagers et le compostage des déchets végétaux pour le jardin ou l'engrais des plates-bandes et limiter la consommation de ressources naturelles et la pollution en utilisant les transports publics ou non motorisés, en utilisant des véhicules économes en carburant, en rendant votre résidence économe en énergie et en éliminant correctement les produits chimiques plutôt que de les jeter dans les égouts
  2. Activisme politique : éduquer les politiciens sur les questions de biodiversité et soutenir les politiciens ayant de bons dossiers de conservation
  3. Éducation du voisinage : apprenez à vos voisins la biodiversité, en leur expliquant pourquoi et comment nous devons la conserver
  4. Assistance sur le terrain : par exemple, vous pouvez aider à surveiller les populations pour identifier celles qui risquent de décliner, et vous pouvez aider à restaurer la végétation indigène sur les terres publiques
  5. Soutien monétaire : versez des fonds dédiés à la conservation sur les formulaires fiscaux ou d'immatriculation des véhicules.
Où puis-je apprendre comment devenir biologiste de la conservation ?

Les biologistes professionnels de la conservation ont au moins un baccalauréat dans un domaine lié à la conservation, et la plupart ont également une maîtrise ou un doctorat. Parler à un éducateur en conservation est le meilleur moyen de savoir quel cheminement éducatif suivre.

Si vous habitez près d'un collège ou d'une université, vérifiez les départements concernés (comme la biologie, la zoologie, la botanique, la gestion des ressources naturelles, les sciences de la faune et les sciences/études environnementales) pour voir si l'un des membres du corps professoral se décrit comme biologiste de la conservation.


Biodiversité

La biodiversité fait référence à la variété des espèces vivantes sur Terre, y compris les plantes, les animaux, les bactéries et les champignons. Alors que la biodiversité de la Terre est si riche que de nombreuses espèces n'ont pas encore été découvertes, de nombreuses espèces sont menacées d'extinction en raison des activités humaines, mettant en danger la magnifique biodiversité de la Terre.

Sauterelles

Bien que tous ces insectes aient une structure similaire et puissent être des cousins ​​génétiques, la belle variété de couleurs, de formes, de camouflages et de tailles montre le niveau de diversité possible même au sein d'un groupe d'espèces étroitement apparentées.

Photographie de Frans Lanting

La biodiversité est un terme utilisé pour décrire l'énorme variété de la vie sur Terre. Il peut être utilisé plus spécifiquement pour désigner toutes les espèces d'une région ou d'un écosystème. La biodiversité fait référence à tout être vivant, y compris les plantes, les bactéries, les animaux et les humains. Les scientifiques ont estimé qu'il existe environ 8,7 millions d'espèces de plantes et d'animaux. Cependant, seulement environ 1,2 million d'espèces ont été identifiées et décrites jusqu'à présent, dont la plupart sont des insectes. Cela signifie que des millions d'autres organismes restent un mystère complet.

Au fil des générations, toutes les espèces actuellement vivantes ont développé des traits uniques qui les distinguent des autres espèces. Ces différences sont ce que les scientifiques utilisent pour distinguer une espèce d'une autre. Les organismes qui ont évolué pour être si différents les uns des autres qu'ils ne peuvent plus se reproduire les uns avec les autres sont considérés comme des espèces différentes. Tous les organismes qui peuvent se reproduire entre eux appartiennent à une seule espèce.

Les scientifiques s'intéressent à la quantité de biodiversité à l'échelle mondiale, étant donné qu'il y a encore tellement de biodiversité à découvrir. Ils étudient également le nombre d'espèces présentes dans des écosystèmes uniques, tels qu'une forêt, une prairie, une toundra ou un lac. Une seule prairie peut contenir un large éventail d'espèces, des coléoptères aux serpents en passant par les antilopes. Les écosystèmes qui abritent le plus de biodiversité ont tendance à avoir des conditions environnementales idéales pour la croissance des plantes, comme le climat chaud et humide des régions tropicales. Les écosystèmes peuvent également contenir des espèces trop petites pour être vues à l'œil nu. L'examen d'échantillons de sol ou d'eau au microscope révèle tout un monde de bactéries et d'autres organismes minuscules.

Certaines régions du monde, comme le Mexique, l'Afrique du Sud, le Brésil, le sud-ouest des États-Unis et Madagascar, ont plus de biodiversité que d'autres. Les zones avec des niveaux extrêmement élevés de biodiversité sont appelées hotspots. Espèces endémiques&mdashespèces qui ne se trouvent que dans un endroit particulier&mdashare également trouvées dans les hotspots.

Toutes les espèces de la Terre travaillent ensemble pour survivre et maintenir leurs écosystèmes. Par exemple, l'herbe des pâturages nourrit le bétail. Les bovins produisent alors du fumier qui retourne les nutriments au sol, ce qui aide à faire pousser plus d'herbe. Ce fumier peut également être utilisé pour fertiliser les terres cultivées. De nombreuses espèces offrent des avantages importants aux humains, notamment la nourriture, les vêtements et les médicaments.

Une grande partie de la biodiversité de la Terre, cependant, est menacée en raison de la consommation humaine et d'autres activités qui perturbent et même détruisent les écosystèmes. La pollution, le changement climatique et la croissance démographique sont autant de menaces pour la biodiversité. Ces menaces ont provoqué une augmentation sans précédent du taux d'extinction des espèces. Certains scientifiques estiment que la moitié de toutes les espèces sur Terre seront anéanties au cours du prochain siècle. Des efforts de conservation sont nécessaires pour préserver la biodiversité et protéger les espèces menacées et leurs habitats.

Bien que tous ces insectes aient une structure similaire et puissent être des cousins ​​génétiques, la belle variété de couleurs, de formes, de camouflages et de tailles montre le niveau de diversité possible même au sein d'un groupe d'espèces étroitement apparentées.


Chapitre 26 - L'arbre de vie : une introduction à la diversité biologique

  • Les plus anciens fossiles connus sont des stromatolites vieux de 3,5 milliards d'années, des structures rocheuses composées de couches de cyanobactéries et de sédiments.
  • Si les communautés bactériennes existaient il y a 3,5 milliards d'années, il semble raisonnable que la vie soit apparue beaucoup plus tôt, il y a peut-être 3,9 milliards d'années, lorsque la Terre s'est refroidie pour la première fois à une température où l'eau liquide pouvait exister.

Les procaryotes ont dominé l'histoire de l'évolution il y a 3,5 à 2,0 milliards d'années.

  • Les premiers protobiontes ont dû utiliser des molécules présentes dans la soupe primitive pour leur croissance et leur réplication.
  • Finalement, des organismes capables de produire tous leurs composés nécessaires à partir de molécules de leur environnement ont remplacé ces protobiontes.
    • Une riche variété d'autotrophes a émergé, dont certains pourraient utiliser l'énergie lumineuse.
    • Ces organismes ont transformé la biosphère de la planète.
    • Les représentants des deux groupes s'épanouissent aujourd'hui dans divers environnements.

    Le métabolisme a évolué chez les procaryotes.

    • Le mécanisme chimiosmotique de la synthèse d'ATP est commun aux trois domaines : les bactéries, les archées et les eucariens.
      • C'est la preuve d'une origine relativement précoce de la chimiosmose.
      • La cellule devrait dépenser une grande partie de son ATP pour réguler le pH interne en entraînant des pompes H+.
      • Les premières pompes de transport d'électrons peuvent avoir couplé l'oxydation des acides organiques au transport de H+ hors de la cellule.
      • Une telle respiration anaérobie persiste chez certains procaryotes actuels.
      • Le métabolisme des premières versions de la photosynthèse n'a pas divisé l'eau et libéré de l'oxygène.
      • Certains procaryotes vivants présentent une telle photosynthèse non oxygénique.
      • Lorsque la photosynthèse oxygénée a évolué pour la première fois, l'oxygène libre qu'elle produisait s'est probablement dissous dans l'eau environnante jusqu'à ce que les mers et les lacs soient saturés d'O2.
      • De l'O2 supplémentaire a ensuite réagi avec du fer dissous pour former l'oxyde de fer précipité.
      • Ces sédiments marins étaient à l'origine de formations de fer rubanées, des couches rouges de roche contenant de l'oxyde de fer qui sont aujourd'hui une source précieuse de minerai de fer.
      • Il y a environ 2,7 milliards d'années, l'oxygène a commencé à s'accumuler dans l'atmosphère et des roches terrestres contenant du fer oxydé se sont formées.
      • L'augmentation de l'oxygène atmosphérique a probablement condamné de nombreux groupes procaryotes.
      • Certaines espèces ont survécu dans des habitats qui sont restés anaérobies, où leurs descendants survivent en tant qu'anaérobies obligatoires.

      Concept 26.4 Les cellules eucaryotes sont nées de symbioses et d'échanges génétiques entre procaryotes

      • Les cellules eucaryotes diffèrent à bien des égards des cellules plus petites des bactéries et des archées.
        • Même l'eucaryote unicellulaire le plus simple a une structure bien plus complexe que n'importe quel procaryote.
        • D'autres fossiles qui ressemblent à de simples algues unicellulaires sont légèrement plus anciens (2,2 milliards d'années) mais peuvent ne pas être eucaryotes.
        • Des traces de molécules similaires au cholestérol se trouvent dans des roches datant de 2,7 milliards d'années.
          • De telles molécules ne sont trouvées que par les cellules eucaryotes à respiration aérobie.
          • Si cela est confirmé, cela placerait les premiers eucaryotes en même temps que la révolution de l'oxygène qui a radicalement changé l'environnement de la Terre.
          • Ils n'ont pas de cytosquelette et sont incapables de changer de forme cellulaire.
          • Les premiers eucaryotes ont peut-être été des prédateurs d'autres cellules.
          • La mitose a permis de reproduire le grand génome eucaryote.
          • La méiose a permis la recombinaison sexuelle des gènes.
          • Un processus appelé endosymbiose a probablement conduit à des mitochondries et des plastes (le terme général pour les chloroplastes et les organites apparentés).
          • Le terme endosymbiote est utilisé pour une cellule qui vit dans une cellule hôte.
          • Un hôte hétérotrophe pourrait utiliser les nutriments libérés par la photosynthèse.
          • Un hôte anaérobie aurait bénéficié d'un endosymbionte aérobie.
          • La théorie de l'endosymbiose en série suppose que les mitochondries ont évolué avant les plastes.
          • Les membranes internes des deux organites ont des enzymes et des systèmes de transport homologues à ceux des membranes plasmiques des procaryotes modernes.
          • Les mitochondries et les plastes se répliquent par un processus de division similaire à la fission binaire procaryote.
          • Comme les procaryotes, chaque organite a une seule molécule d'ADN circulaire qui n'est pas associée à l'histone.
          • Ces organites contiennent des ARNt, des ribosomes et d'autres molécules nécessaires pour transcrire et traduire leur ADN en protéines.
          • Les ribosomes des mitochondries et des plastes sont similaires aux ribosomes procaryotes en termes de taille, de séquence nucléotidique et de sensibilité aux antibiotiques.
          • Des comparaisons d'ARN ribosomique de petite sous-unité provenant de mitochondries, de plastes et de divers procaryotes vivants suggèrent qu'un groupe de bactéries appelées protéobactéries alpha sont les plus proches parents des mitochondries et que les cyanobactéries sont les plus proches parents des plastes.
          • Certaines protéines mitochondriales et plastiques sont codées par l'ADN de l'organite, tandis que d'autres sont codées par des gènes nucléaires.
          • Certaines protéines sont des combinaisons de polypeptides codés par des gènes aux deux emplacements.
          • Certains chercheurs ont proposé que le noyau lui-même ait évolué à partir d'un endosymbiote.
          • Des gènes nucléaires avec des parents proches dans les bactéries et les archées ont été trouvés.
          • Ces transferts peuvent avoir eu lieu au début de l'évolution de la vie, ou peuvent avoir eu lieu à plusieurs reprises jusqu'à nos jours.
          • L'appareil de Golgi et le réticulum endoplasmique peuvent provenir de replis de la membrane plasmique.
          • Les protéines du cytosquelette actine et tubuline ont été trouvées dans des bactéries, où elles sont impliquées dans le pincement des cellules bactériennes lors de la division cellulaire.
          • Ces protéines bactériennes peuvent fournir des informations sur l'origine du cytosquelette eucaryote.
          • Cependant, l'appareil microtubulaire 9+2 des flagelles et des cils eucaryotes n'a été trouvé chez aucun procaryote.

          Concept 26.5 La multicellularité a évolué plusieurs fois chez les eucaryotes

          • Une large gamme de formes unicellulaires eucaryotes a évolué au fur et à mesure de la diversité des « protistes » actuels.
          • Les horloges moléculaires suggèrent que l'ancêtre commun des eucaryotes multicellulaires a vécu il y a 1,5 milliard d'années.
            • Les plus anciens fossiles connus d'eucaryotes multicellulaires ont 1,2 milliard d'années.
            • De récentes découvertes de fossiles en Chine ont produit une diversité d'algues et d'animaux il y a 570 millions d'années, y compris des embryons magnifiquement préservés.
            • Selon l'hypothèse de la Terre boule de neige, la vie aurait été confinée aux évents d'eau profonde et aux sources chaudes ou aux quelques endroits où suffisamment de glace a fondu pour que la lumière du soleil pénètre dans les eaux de surface de la mer.
            • La première grande diversification des organismes eucaryotes multicellulaires correspond à l'époque du dégel de la Terre boule de neige.
            • Certaines cellules des colonies se sont spécialisées pour différentes fonctions.
            • Une telle spécialisation peut être observée chez certains procaryotes.
            • Par exemple, certaines cellules de la cyanobactérie filamenteuse Nostoc se différencient en cellules fixatrices d'azote appelées hétérocystes, qui ne peuvent pas se répliquer.
            • Un eucaryote multicellulaire se développe généralement à partir d'une seule cellule, généralement un zygote.
            • La division cellulaire et la différenciation cellulaire aident à transformer la cellule unique en un organisme multicellulaire avec de nombreux types de cellules spécialisées.
            • Avec une spécialisation cellulaire croissante, des groupes spécifiques de cellules se spécialisent dans l'obtention de nutriments, la détection de l'environnement, etc.
            • Cette division des fonctions a finalement conduit à l'évolution des tissus, des organes et des systèmes organiques.

            La diversité animale a explosé au début de la période cambrienne.

            Les plantes, les champignons et les animaux ont colonisé la terre il y a environ 500 millions d'années.

            • La colonisation des terres a été l'une des étapes charnières de l'histoire de la vie.
              • Il existe des preuves fossiles que les cyanobactéries et autres procaryotes photosynthétiques ont recouvert les surfaces terrestres humides il y a bien plus d'un milliard d'années.
              • Cependant, la vie macroscopique sous forme de plantes, de champignons et d'animaux n'a colonisé la terre qu'il y a environ 500 millions d'années, au début de l'ère paléozoïque.
              • Par exemple, les plantes ont développé un revêtement imperméable de cire sur leurs surfaces photosynthétiques pour ralentir la perte d'eau.
              • Dans le monde moderne, les racines de la plupart des plantes sont associées à des champignons qui aident à l'absorption de l'eau et des nutriments du sol.
                • Les champignons obtiennent des nutriments organiques de la plante.
                • Les vertébrés terrestres, qui comprennent les humains, sont appelés tétrapodes en raison de leurs quatre membres.

                Les continents terrestres dérivent à la surface de la planète sur de grandes plaques de croûte.

                • Les continents terrestres dérivent à la surface de la planète sur de grandes plaques de croûte qui flottent sur le manteau chaud et sous-jacent.
                  • Les plaques peuvent glisser le long de la limite d'autres plaques, s'écartant ou se poussant les unes contre les autres.
                  • Les montagnes et les îles sont construites aux limites des plaques ou aux points faibles des plaques.
                  • Il y a environ 250 millions d'années, vers la fin de l'ère paléozoïque, toutes les masses continentales se sont réunies dans un supercontinent appelé Pangée.
                  • Les bassins océaniques se sont approfondis, le niveau de la mer a baissé et les mers côtières peu profondes se sont asséchées.
                    • De nombreuses espèces marines vivant dans les eaux peu profondes ont disparu à cause de la perte de leur habitat.
                    • Au fur et à mesure que les continents se sont éloignés, chacun est devenu une arène évolutive distincte avec des lignées de plantes et d'animaux qui ont divergé de celles des autres continents.
                    • La flore et la faune australiennes contrastent fortement avec celles du reste du monde.
                      • Les mammifères marsupiaux remplissent des rôles écologiques en Australie analogues à ceux remplis par les mammifères placentaires sur d'autres continents.
                      • En Australie, les marsupiaux se sont diversifiés et les quelques premiers eutheriens se sont éteints.
                      • Sur d'autres continents, les marsupiaux se sont éteints et les eutheriens se sont diversifiés.

                      Concept 26.6 De nouvelles informations ont révisé notre compréhension de l'arbre de vie

                      • Au cours des dernières décennies, les données moléculaires ont fourni de nouvelles informations sur les relations évolutives des diverses formes de vie.
                      • Les premiers schémas taxonomiques divisaient les organismes en règnes végétal et animal.
                      • En 1969, R. H. Whittaker a plaidé en faveur d'un système à cinq royaumes : Monera, Protista, Plantae, Fungi et Animalia.
                        • Le système des cinq royaumes reconnaissait qu'il existe deux types de cellules fondamentalement différents : procaryotes (le royaume Monera) et eucaryotes (les quatre autres royaumes).
                        • Les plantes sont autotrophes et fabriquent des aliments biologiques par photosynthèse.
                        • La plupart des champignons sont des décomposeurs avec digestion extracellulaire et nutrition absorbante.
                        • La plupart des animaux ingèrent de la nourriture et la digèrent dans des cavités spécialisées.
                        • La plupart des protistes sont unicellulaires.
                        • Cependant, certains organismes multicellulaires, tels que les algues, ont été inclus dans Protista en raison de leurs relations avec des protistes unicellulaires spécifiques.
                        • Le système des cinq royaumes a prévalu en biologie pendant plus de 20 ans.
                        • Ces données ont conduit au système à trois domaines des bactéries, archées et eukarya en tant que «superroyaumes».
                        • Les bactéries diffèrent des archées par de nombreuses caractéristiques structurelles, biochimiques et physiologiques clés.
                        • La systématique moléculaire et la cladistique ont montré que le Protiste n'est pas monophylétique.
                        • Certains de ces organismes ont été divisés en cinq nouveaux royaumes ou plus.
                        • D'autres ont été attribués aux Plantae, Fungi ou Animalia.
                        • De nouvelles données, y compris la découverte de nouveaux groupes, conduiront à un nouveau remodelage taxonomique.
                        • Gardez à l'esprit que les arbres phylogénétiques et les groupements taxonomiques sont des hypothèses qui correspondent aux meilleures données disponibles.

                        Plan de conférence pour Campbell/Reece Biology, 7e édition, © Pearson Education, Inc. 26-1


                        La découverte d'« espèces cryptiques » montre que la Terre est encore plus diversifiée sur le plan biologique

                        Un nombre croissant d'«espèces cryptiques» cachées à la vue de tous ont été démasqués au cours de la dernière année, en partie grâce à l'essor du code-barres ADN, une technique qui permet d'identifier et de différencier les espèces animales et végétales en utilisant leur divergence génétique.

                        La découverte de nouvelles espèces d'aloès, de chauves-souris africaines à nez de feuille et de caméléons qui ressemblent à l'œil humain mais qui sont en fait nombreuses et distinctes ont ravi et inquiété les écologistes. Les scientifiques disent que notre planète pourrait être plus diversifiée sur le plan biologique qu'on ne le pensait auparavant, et les estimations du nombre total d'espèces pourraient être bien plus élevées que la meilleure estimation actuelle de 8,7 millions. Mais les découvertes cryptiques signifient souvent que les espèces autrefois considérées comme communes et répandues sont en réalité plusieurs, dont certaines peuvent être en danger et nécessitent une protection immédiate.

                        Le lémurien souris de Jonas n'a été dévoilé au monde que cet été, mais est déjà au bord de l'extinction. Le Popa langur nouvellement décrit au Myanmar, précédemment confondu avec une autre espèce, compte environ 200 personnes et est susceptible d'être classé comme étant en danger critique d'extinction, menacé par la perte d'habitat et la déforestation.

                        Le lémurien souris de Jonas est au bord de l'extinction, malgré le fait que son existence n'a été annoncée que cet été. Photographie : Marina Blanco/Document

                        La découverte de ces espèces cryptiques a été motivée en partie par l'essor du codage à barres ADN, une technique qui permet d'identifier et de différencier les espèces animales et végétales en utilisant leur divergence génétique. Les éléphants d'Afrique, les couleuvres indiennes et les oiseaux néotropicaux d'Amérique du Sud font partie du nombre croissant de démasquages. Des milliers d'autres sont attendus dans les années à venir, provenant de créatures vivantes et d'échantillons de musée.

                        « Le code-barres ADN est un outil qui nous permet de détecter les différences entre les espèces à une échelle plus fine qu'auparavant, comme un microscope nous permet de voir les détails fins de la structure de la surface qui sont invisibles à l'œil nu », explique Brian Brown, conservateur d'entomologie à la LA Natural History Museum, qui utilise la technique pour la recherche sur les mouches. « Cela nous donne un moyen de délimiter une partie de la diversité précédemment suspectée, mais inexplorée, au sein de ce que nous appelons les espèces. Cela montre que le monde est encore plus merveilleusement riche en biodiversité que nous ne le pensions. »

                        Les premières découvertes d'espèces cryptiques faites à l'aide de codes-barres ADN ont eu lieu dans la zone de conservation de Guanacaste (ACG) dans le nord-ouest du Costa Rica, maintenant l'endroit le plus codé à ADN sur Terre. Dans un article intitulé Ten Species in One, le professeur canadien Paul Hebert, connu comme le « père du codage à barres ADN », a révélé les véritables identités du papillon clignotant à deux barres en 2004, avec les professeurs de l'Université de Pennsylvanie Daniel Janzen et Winnie Hallwachs, qui ont consacré leur vie à l'ACG.

                        C'était un insecte qui dérangeait Janzen depuis des décennies. Le consensus taxonomique a dit à l'écologiste évolutionniste de 81 ans que les échantillons de chenilles qu'il a collectés dans l'ACG étaient ceux d'un papillon tropical commun et banal trouvé du Texas au nord de l'Argentine. Mais il n'y croyait pas.

                        Janzen avait toujours été intrigué par la diversité des chenilles clignotantes à deux barres - Fouloir d'Astraptes – et la variété des plantes dont ils se sont régalés. Ainsi, lorsqu'en 2004, il a eu l'occasion de tester une nouvelle technique controversée appelée codage à barres ADN proposée par Hébert (alors principalement connu pour son expertise sur les puces d'eau), il savait quels échantillons d'insectes il enverrait.

                        La diversité des chenilles clignotantes à deux barres était un indice de la découverte éventuelle qu'il s'agissait d'au moins dix espèces distinctes. Photographie : PNAS

                        Les résultats étaient passionnants. Dans sa seule zone d'étude, l'analyse des codes-barres a indiqué que le papillon clignotant à deux barres était, en fait, au moins 10 espèces génétiquement distinctes. La révélation du papillon en tant qu'espèce cryptique pourrait signifier qu'à travers le reste de l'Amérique latine, des milliers d'espèces d'insectes non identifiées attendent d'être décrites - ainsi que de nombreuses autres qui n'ont jamais été collectées et examinées.

                        Les résultats ont été très controversés et ont provoqué une réaction de la part des taxonomistes et des biologistes qui se sont demandé si l'information génétique devait être incluse dans l'identification d'une espèce. D'autres n'étaient pas d'accord pour imposer un seuil génétique binaire au processus continu de l'évolution. Pendant des siècles, la compréhension de la vie sur Terre par l'humanité était basée sur la forme physique. Chaque organisme de la bibliothèque de la vie s'inscrit dans une hiérarchie de classifications basées sur l'apparence, selon le système taxonomique moderne développé pour la première fois par le botaniste suédois Carl Linnaeus.

                        "Dieu a créé, Linnaeus a organisé", a-t-il dit aux gens sans pudeur.

                        Aujourd'hui, la technique est couramment utilisée aux côtés des méthodes traditionnelles linnéennes, séparant rapidement les échantillons avant une analyse génétique et morphologique plus poussée. Parmi les sceptiques il y a près de 20 ans figurait Brown, qui est aujourd'hui responsable d'un grand démasquage : les espèces autrefois regroupées en Megaselia sulphurizona, une sorte de mouche à bosse, également collectée dans l'ACG.

                        L'analyse des codes-barres ADN d'échantillons à travers l'Amérique latine a révélé 16 espèces distinctes, selon ses recherches non publiées avec des co-auteurs.

                        « Je pensais que je pouvais parfaitement identifier mon espèce en examinant les organes génitaux », explique Brown, se référant à la pratique courante consistant à identifier les insectes en étudiant leurs organes reproducteurs. « Je m'en fichais d'aller le plus vite possible. Mais quand j'ai commencé à travailler sur ce groupe de petites mouches, j'ai réalisé que ce que j'appelais une espèce était en fait 16 et que je n'étais pas en mesure de les identifier morphologiquement comme je le pensais.

                        Un autre converti, Michael Sharkey, entomologiste et professeur émérite à l'Université du Kentucky, a codé à l'ADN les insectes qu'il avait classés pour son doctorat, pour se rendre compte que la plupart des concepts d'espèces qu'il avait proposés après trois ans de travail acharné étaient incorrects.

                        « Cela aurait été bien mieux si je n'avais jamais publié. Je suis heureux d'avoir eu cette expérience même si elle m'a appris que malgré tous les efforts, les preuves morphologiques ne sont pas suffisantes. Les codes-barres auront également leurs inconvénients, mais ils représentent une grande amélioration », a-t-il écrit à propos de l'expérience.

                        Une exposition de coléoptères à l'Insectarium de Montréal, Québec, Canada. Photographie : Kenneth Taylor/Alamy

                        Dans tous les cas, le sens de la marche est clair. "Nous n'allons pas examiner les ouvertures génitales des coléoptères dans 50 ans pour savoir quelles espèces se trouvaient sur un arbre", a déclaré Hebert.

                        Brown dit que si, comme il le soupçonne, certaines espèces sont beaucoup plus rares qu'on ne le pensait auparavant, cela ne fait que rendre les efforts de conservation plus urgents.

                        « Je regarde mes mouches et il y a peut-être 100 000, peut-être un million d'espèces non décrites dans le monde. Nous ne savons pas vraiment. Mais si nous n'utilisons pas de méthodes qui tiennent compte de la divergence génétique, nous n'allons jamais nous rapprocher de la vérité. »

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                        Nouvelle espèce décrite en 2020

                        On estime que 15 millions d'espèces différentes vivent sur notre planète, mais seulement 2 millions d'entre elles sont actuellement connues de la science. La découverte de nouvelles espèces est importante car elle permet de les protéger. De plus, de nouvelles espèces peuvent également produire des composés qui pourraient conduire au développement de nouveaux médicaments.

                        « La biodiversité décline à un rythme accéléré et, selon les estimations, même un million d'organismes sont en danger d'extinction dans les prochaines décennies. Si nous voulons protéger la biodiversité de la nature aussi efficacement que possible, nous devons découvrir autant d'espèces que possible. nous le pouvons », déclare le professeur de recherche sur la biodiversité Ilari E. Sääksjärvi de l'Université de Turku, en Finlande.

                        La découverte de nouvelles espèces permet par exemple d'étudier leurs habitudes et de définir leur répartition géographique.

                        Jusqu'à présent cette année, les chercheurs de l'Unité de biodiversité de l'Université de Turku ont décrit 17 nouvelles espèces d'araignées, 23 insectes, un mille-pattes hérissé et un varan. Les nouvelles espèces ont été découvertes en Amazonie, en Europe, en Inde, au Moyen-Orient et dans les îles du Pacifique. En plus de l'espèce, les chercheurs ont également décrit quatre nouveaux genres auparavant inconnus de la science.

                        L'incroyable beauté des araignées

                        Dans l'une des études les plus récentes de l'Unité de biodiversité, le doctorant Alireza Zamani a décrit une nouvelle espèce d'araignée Loureedia phoenixi d'Iran.

                        "La découverte était incroyable car la nouvelle espèce appartient au genre des araignées de velours, dont seules quelques espèces ont été connues jusqu'à présent. Elles sont très timides dans leurs habitudes, donc découvrir une nouvelle espèce était une grande et bienvenue surprise. L'espèce dans ce genre est incroyablement beau et coloré, donc je souhaite que cette nouvelle découverte puisse faire comprendre aux gens la beauté et l'importance des araignées. Nous avons découvert l'espèce dans une zone située à environ 1 500 kilomètres en dehors de la répartition géographique connue du genre Loureedia », décrit Zamani.

                        Zamani et Sääksjärvi disent que l'araignée Loureedia phoenixi a été nommée d'après l'acteur Joaquin Phoenix. Le motif coloré sur son dos ressemble à la peinture faciale du personnage du film Joker.

                        Les chercheurs de l'Unité Biodiversité ont également décrit des guêpes parasitoïdes tropicales appartenant aux genres Acrotaphus et Hymenoepimecis. Ces guêpes sont parasites des araignées et manipulent l'hôte de manière compliquée. La guêpe parasitoïde pond son œuf sur l'araignée, puis la manipule pour qu'elle tisse une toile spéciale au lieu d'une toile normale pour attraper une proie. La nymphe de la guêpe niche en toute sécurité à l'intérieur de cette toile spéciale tout en se développant jusqu'à l'âge adulte.

                        Les découvertes d'espèces soutiennent les efforts de conservation

                        De nouvelles découvertes augmentent notre information sur l'histoire des espèces et peuvent donc affecter leur conservation à l'avenir. Un bon exemple est le varan Varanus bennetti décrit cette année, car l'importance de la conservation de l'espèce n'a été conclue qu'après des études approfondies sur le terrain et en laboratoire.

                        "L'espèce de varan qui a d'abord été considérée comme une espèce envahissante en Micronésie s'est avérée être deux espèces distinctes originaires des îles. Nous avons décrit l'une d'entre elles comme nouvelle pour la science", déclarent les chercheurs Valter Weijola et Varpu Vahtera qui ont découvert l'espèce.

                        Découvrir, classer et décrire une nouvelle espèce est un long processus. Les nouvelles découvertes nécessitent souvent des études de terrain difficiles dans des endroits reculés. Avant de mener l'étude sur le terrain, le chercheur doit s'assurer que les permis requis pour collecter des spécimens et les faire sortir du pays sont en règle. Les études sont menées en collaboration avec des scientifiques locaux aussi souvent que possible.

                        Après l'étude de terrain, les autres travaux de recherche commencent : l'espèce est examinée en laboratoire, décrite, nommée et classée puis l'article de recherche est publié dans une revue internationale.

                        Au cours des dernières années, l'Unité de biodiversité de l'Université de Turku s'est profilée en particulier en décrivant la biodiversité d'écosystèmes inconnus. Chaque année, l'unité décrit des dizaines de nouvelles espèces, ce qui est une grande quantité même selon les normes internationales.

                        "Notre objectif est de découvrir de nouvelles espèces et de raconter leur histoire au monde. En ce moment, nous sommes en train de décrire encore plus de nouvelles espèces et de nouveaux genres. Beaucoup de ces animaux vivent dans des zones qui pourraient se transformer ou même disparaître dans le prochain quelques années. Décrire de nouvelles espèces à la science est une course contre la montre. Nous espérons que nos recherches attireront l'attention des gens sur la vie de ces espèces uniques et favoriseront ainsi la conservation de la biodiversité », concluent Sääksjärvi et Zamani.


                        Biologie pour les cours AP

                        Dans un effort pour entrer toutes les espèces identifiées sur Terre dans un catalogue numérique, les scientifiques préparent une étiquette unique pour chaque espèce. Les algorithmes suivants ont été générés pour créer des balises uniques. Estimez quel algorithme est le mieux adapté à la tâche.

                        une. un algorithme qui crée 15 000 à 20 000 tags uniques
                        b. un algorithme qui crée 150 000 à 200 000 tags uniques
                        c. un algorithme qui crée 1,5 million à 2 millions de tags uniques
                        ré. un algorithme qui crée 10 à 20 millions de tags uniques

                        Problème 2

                        Deux genres d'oiseaux coexistent sur une île. Le genre A est caractérisé par quelques espèces de matériel génétique similaire. Le genre B contient différentes espèces d'oiseaux avec une grande variété de traits génétiques. Après qu'une explosion volcanique ait modifié l'écosystème, quel genre a la plus grande probabilité de survivre à la catastrophe ?

                        une. Genre A, qui contient des espèces bien adaptées.
                        b. Le genre B, qui a une plus grande diversité génétique et est plus susceptible d'avoir des traits qui confèrent un avantage dans le nouvel environnement.
                        c. Genre A, qui peut servir d'ancêtre à la nouvelle espèce.
                        ré. Genre B, car ces espèces ont probablement évolué à partir d'espèces du genre A dans le passé.

                        Problème 3

                        Un rapport décrit la biodiversité d'une île dans un archipel éloigné de l'océan Pacifique ayant un plus grand nombre d'espèces d'oiseaux que les îles voisines. Les biologistes qui ont étudié l'écosystème de l'île l'ont décrit comme un exemple de rayonnement adaptatif. Leur conclusion est basée sur le fait qu'ils ont observé _____.

                        une. une explosion de spéciation
                        b. la présence d'espèces envahissantes
                        c. une cause hypothétique d'une extinction de masse
                        ré. preuve d'un prédateur au sommet

                        Problème 4

                        Les découvertes de couches datant de la période géologique cambrienne montrent l'apparition de nombreux nouveaux organismes en plus des formes de vie plus anciennes. L'explosion cambrienne correspond à un moment où _____.

                        une. De nouvelles espèces ont rayonné à partir d'espèces existantes.
                        b. De nouvelles espèces sont apparues en raison de mutations spontanées.
                        c. Les espèces anciennes ont été remplacées par des espèces nouvellement évoluées.
                        ré. Une disparition massive des écosystèmes libérés pour de nouvelles espèces.

                        Problème 5

                        Les paléontologues analysent les fossiles d'un site récemment fouillé avec des couches datant de plusieurs périodes géologiques. Ils ont établi une couche particulière probablement en corrélation avec une extinction de masse. Laquelle des raisons suivantes est la raison la plus probable de leur conclusion ?

                        une. Plus de 95 pour cent des espèces présentes dans les couches plus anciennes ont disparu dans cette couche particulière.
                        b. Un impact d'astéroïde a considérablement modifié le terrain géologique.
                        c. Tous les fossiles observés étaient des organismes de plus grande taille.
                        ré. Une perte de plus de 50 pour cent des espèces a été observée.

                        Problème 6

                        Quelle est la raison probable pour laquelle les petits animaux ont survécu à l'impact cataclysmique d'une grosse météorite qui a causé l'extinction massive au Crétacé-Paléocène ?

                        une. Les petits animaux ont cessé d'être chassés par les dinosaures.
                        b. Les petits animaux ne dépendent pas des plantes pour se nourrir.
                        c. Les petits animaux avaient besoin de moins de nourriture pour survivre et se reproduire rapidement.
                        ré. Les petits animaux se sont nourris de dinosaures morts.

                        Problème 7

                        Les scientifiques évaluent un écosystème insulaire à transformer en un point chaud de biodiversité. Ils mènent des recherches sur le terrain sur les espèces qui peuplent la région. Leur évaluation finale sur la biodiversité de l'écosystème se basera sur quelle estimation ?

                        une. le nombre total d'espèces dans un écosystème
                        b. le nombre total d'organismes dans un écosystème
                        c. le nombre total d'espèces divisé par la superficie de l'écosystème
                        ré. le nombre total d'espèces menacées dans un écosystème

                        Problème 8

                        Un composé végétal secondaire pourrait être utilisé pour lequel des éléments suivants ?

                        une. une nouvelle variété de culture
                        b. un nouveau médicament
                        c. un nutriment du sol
                        ré. une nouvelle espèce

                        Problème 9

                        Un composant du venin de serpent tue la proie en empêchant le sang de coaguler. Parmi les propositions suivantes, laquelle est l'application médicale la plus probable pour le composant actif ?

                        une. favorisant la formation de croûtes
                        b. accélérer la cicatrisation des plaies
                        c. soulager les douleurs musculaires
                        ré. un anticoagulant

                        Problème 10

                        Différentes variétés de pommes de terre sont connues pour prospérer à différentes altitudes. Quel pourrait être l'avantage connexe du maintien de la diversité des plants de pomme de terre?

                        une. Divers types de pollinisateurs peuvent être impliqués.
                        b. L'éventail des terres utilisables est élargi.
                        c. Le goût des pommes de terre frites est amélioré.
                        ré. Une résistance aux ravageurs peut être introduite si nécessaire.

                        Problème 11

                        Laquelle des cultures agricoles suivantes est la plus susceptible de survivre à un événement catastrophique ?

                        une. mono culture d'une culture sur une grande surface
                        b. diverses variétés d'une culture entourée d'un écosystème diversifié
                        c. culture unique entourée d'un écosystème diversifié
                        ré. diverses variétés d'une culture dans un écosystème simple

                        Problème 12

                        Quel facteur est présent dans un écosystème qui joue le même rôle qu'un pesticide ?

                        une. pollinisation
                        b. résistance des plantes aux produits chimiques
                        c. reproduction asexuée
                        ré. présence d'insectes prédateurs

                        Problème 13

                        Les concepteurs urbains ont inclus des zones humides et des lagunes reliées à une usine de traitement des eaux à un nouveau lotissement de maisons. Les concepteurs auraient très probablement appliqué quel principe de conservation à leurs plans ?

                        une. service écosystémique
                        b. préservation de la biodiversité
                        c. restauration de l'habitat
                        ré. diversité chimique

                        Problème 14

                        La plupart des antibiotiques utilisés aujourd'hui sont préparés ou dérivés de _____.

                        une. composés secondaires de micro-organismes
                        b. composés secondaires de virus
                        c. composés chimiques entièrement synthétiques
                        ré. composés synthétisés par les plantes

                        Problème 15

                        La perte de biodiversité et les accélérations des taux d'extinction ont plusieurs causes. Laquelle des situations suivantes cause une perte directe de biodiversité en raison de la perte d'habitat ?

                        une. pêcher la morue à un taux supérieur au remplacement naturel
                        b. convertir une prairie en champ agricole
                        c. introduction d'une plante ornementale envahissante dans un nouvel écosystème
                        ré. émission de gaz à effet de serre augmentant les températures moyennes d'une zone

                        Problème 16

                        Laquelle des activités suivantes entraînera une perte majeure d'habitat?

                        une. cueillir des fleurs sauvages dans un pré
                        b. couper un arbre dans son jardin
                        c. un agriculteur passant du blé au soja
                        ré. construire un barrage qui inondera une grande plaine

                        Problème 17

                        Les espèces de prédateurs exotiques sont particulièrement menaçantes pour quel type d'écosystème ?

                        une. déserts
                        b. écosystèmes marins
                        c. îles
                        ré. forêts tropicales

                        Problème 18

                        Les routards revenant d'un long voyage à l'étranger sont arrêtés par la douane et on leur demande s'ils ont ramené des plantes, des fleurs ou des fruits de leur lieu de voyage. Leurs fruits achetés sur un marché local sont confisqués. Pourquoi le fruit a-t-il été confisqué ?

                        une. Les randonneurs sont censés payer des droits sur les fruits importés.
                        b. Le fruit peut être transformé pour produire des drogues illicites.
                        c. La graine du fruit pourrait être plantée et éliminer toutes les espèces locales.
                        ré. Le fruit peut introduire de nouveaux parasites exotiques qui menacent les plantes locales.

                        Problème 19

                        Les grizzlis et les ours noirs ont une alimentation et des territoires de chasse variés. D'autre part, les ours polaires se nourrissent principalement de phoques. Ils marchent sur la banquise et attendent par des trous de respiration que les phoques sortent de l'eau pour avoir de l'air frais. Lequel des animaux suivants serait le plus touché par la fonte de la banquise en Alaska ?

                        une. des grizzlis
                        b. Ours polaires
                        c. les koalas
                        ré. les ours noirs

                        Problème 20

                        Ce graphique montre le déplacement vers le nord des aires d'hivernage des espèces d'oiseaux d'Amérique du Nord. La tendance reflète étroitement l'augmentation des températures hivernales moyennes. Quel est un problème qui pourrait se développer à partir des oiseaux utilisant des zones plus au nord?

                        une. Les aires d'hivernage abandonnées se retrouvent avec un écosystème plus pauvre.
                        b. Le déplacement vers le nord entraîne un surpeuplement des aires de reproduction.
                        c. La compétition alimentaire augmente avec les oiseaux qui ne migrent pas.
                        ré. Tout ce qui précède.

                        Problème 21

                        La méthode de codage à barres ADN permet le catalogage d'un organisme à l'aide de méthodes de séquençage rapide. Le choix du gène à utiliser pour le codage à barres est guidé par son taux d'évolution. Quels gènes sont les plus utiles pour le codage à barres des eucaryotes, à l'exception des plantes ?

                        une. gènes nucléaires
                        b. gènes chloroplastiques
                        c. plasmides
                        ré. mitochondrial

                        Problème 22

                        Le choix d'utiliser un gène mitochondrial pour le codage à barres des gènes dépend de ________.

                        une. le fait que des amorces appropriées pour le séquençage ne sont pas disponibles pour les gènes nucléaires
                        b. N'importe quel gène peut être utilisé.
                        c. la lenteur de l'évolution des gènes mitochondriaux
                        ré. qu'il y a moins de variabilité entre les individus d'une même espèce qu'entre les individus d'espèces différentes

                        Problème 23

                        Tout en planifiant une réserve écologique, les écologistes prévoient une zone de taille limitée avec des niches très diversifiées, qui offrent des habitats à une riche diversité d'espèces. En gardant ces contraintes à l'esprit, décidez lequel des écosystèmes suivants constitue le fondement de la conception de la réserve ?

                        une. désert
                        b. îles
                        c. la forêt tropicale humide
                        ré. la forêt pluviale tempérée

                        Problème 24

                        Une réserve marine est conçue au large des côtes du nord-ouest des États-Unis. La côte est parsemée de plusieurs réserves amérindiennes où l'occupation traditionnelle est la capture et la transformation du poisson. Quelles parties doivent être impliquées dans la conception de la réserve ?

                        une. biologistes marins uniquement
                        b. biologistes marins et océanographes
                        c. biologistes marins, océanographes et décideurs
                        ré. biologistes marins, océanographes, décideurs et représentants des tribus

                        Problème 25

                        La perte de zones humides a un grand impact à la fois sur les parties biotiques et abiotiques d'un écosystème. Les zones humides offrent des habitats riches et agissent comme un filtre contre la pollution. Certaines pertes de zones humides sont dues au limon et aux espèces envahissantes qui obstruent le débit d'eau. Pour restaurer ces zones humides, il suffit souvent de _____.

                        une. Ouvrir de nouveaux cours d'eau.
                        b. Rétablir l'approvisionnement en eau.
                        c. Réintroduire les animaux en voie de disparition.
                        ré. Introduire des plantes adaptées à l'eau.

                        Problème 26

                        L'exploitation minière à l'acide pollue les cours d'eau à proximité en acidifiant l'eau et en rejetant des sous-produits hautement toxiques. Des bactéries ont été utilisées pour neutraliser le pH et détoxifier les composés chimiques, rendant le flux adapté aux animaux et aux plantes. Cette approche de restauration de l'habitat est un exemple de _____.

                        une. introduction des espèces clés
                        b. bioremédiation
                        c. préservation de l'écosystème
                        ré. contrôle biologique

                        Problème 27

                        Quel était le nom du premier accord international sur le changement climatique ?

                        une. liste rouge
                        b. Protocole de Montréal
                        c. Union internationale pour la conservation des
                        Nature (UICN)
                        ré. protocole de Kyoto

                        Problème 28

                        Quel facteur explique qu'en général, les régions tempérées et polaires ont moins de biodiversité que les régions tropicales ?

                        une. Les régions tropicales sont soumises à des changements de saison extrêmes.
                        b. Les régions polaires ont été peuplées les plus tôt dans l'histoire de la Terre.
                        c. Les régions polaires reçoivent une énergie solaire plus intense.
                        ré. Les régions tropicales contiennent plus de micro-écosystèmes.

                        Problème 29

                        Une méthode utilisée pour calculer les taux d'extinction contemporains est basée sur l'extinction enregistrée d'espèces au cours des 500 dernières années. Une deuxième méthode est un calcul basé sur le taux de destruction de l'habitat. La construction d'un nouveau barrage est en projet. Une équipe de biologistes de la conservation prépare un rapport sur l'impact environnemental du barrage. Décider laquelle des deux méthodes doit être adoptée pour estimer l'effet de la construction du taux d'extinction dans la zone et analyser les avantages et les inconvénients de chaque méthode

                        une. La méthode de calcul des taux d'extinction devrait être adoptée. Il est basé sur un grand nombre d'observations et de mesures mais surestime les taux d'extinction. La méthode de calcul du taux de destruction de l'habitat utilise des courbes espèces-aire, mais sous-estime le taux d'extinction.
                        b. La méthode de calcul des taux d'extinction devrait être adoptée. Il est basé sur un grand nombre d'observations et de mesures, mais surestime les taux d'extinction. La méthode de calcul du taux de destruction de l'habitat utilise des courbes espèces-aire, mais sous-estime le taux d'extinction.
                        c. La méthode de calcul du taux de destruction de l'habitat devrait être adoptée. La méthode de calcul des taux d'extinction est basée sur un grand nombre d'observations et de mesures mais
                        surestime les taux d'extinction. La méthode de calcul du taux de destruction de l'habitat utilise des courbes espèces-aire, mais sous-estime le taux d'extinction.
                        ré. Les taux d'extinction sont calculés sur la base de l'extinction d'espèces enregistrée au cours des 500 dernières années en utilisant les données d'un grand nombre d'observations et de mesures. Ils ne tiennent pas compte des extinctions non observées et des espèces non découvertes. De cette façon, la méthode sous-estime les taux d'extinction. La seconde méthode basée sur l'ampleur des destructions d'habitats et sur les courbes espèces-aire est plus adaptée à cette situation, bien qu'elle ne soit pas basée sur les données existantes et risque de surestimer le taux d'extinction.

                        Problème 30

                        Analysez les preuves fournies par les scientifiques de la cause de l'extinction massive du Crétacé-Paléogène.

                        une. l'abondance inhabituelle d'iridium dans les couches Crétacé-Paléogène, la disparition de tant d'espèces à sa transition, l'activité volcanique qui a conduit au réchauffement climatique, et le cratère trouvé dans la péninsule du Yucatan
                        b. l'abondance inhabituelle d'iridium dans les couches du Crétacé-Paléogène, le sursaut gamma causé par une supernova voisine, les roches trouvées dans la couche d'argile à sa limite et le cratère trouvé dans la péninsule du Yucatan
                        c. l'abondance inhabituelle d'iridium dans les couches Crétacé-Paléogène, la disparition de tant d'espèces à sa transition, les roches trouvées dans la couche d'argile à sa limite, l'impact d'astéroïdes et les éruptions volcaniques en général
                        ré. l'abondance inhabituelle d'iridium dans les couches Crétacé-Paléogène, la disparition de tant d'espèces à sa transition, les roches trouvées dans la couche d'argile à sa limite, et le cratère trouvé dans la péninsule du Yucatan.

                        Problème 31

                        L'île de Madagascar est située sous les tropiques à 300 miles à l'est des côtes africaines, dont elle s'est séparée il y a 165 millions d'années. Il se caractérise par un grand nombre d'espèces endémiques. Quelles sont les principales raisons pour lesquelles Madagascar est un point chaud de biodiversité endémique ?

                        une. Madagascar a un climat plus propice à l'évolution que le grand continent africain.
                        b. Madagascar est proche des tropiques d'Afrique et compte par conséquent un grand nombre d'espèces.
                        c. Madagascar montre une diversité d'espèces des régions tempérées et tropicales.
                        ré. Madagascar a été isolé géographiquement et les espèces y ont évolué sans interaction avec les influences extérieures.

                        Problème 32

                        Considérez les exemples suivants. La toxicité du venin d'une vipère brésilienne (Bothropsjararaca) est due à une chute brutale et massive de la pression artérielle, qui ralentit la réaction d'une proie mordue. Des solutions à base de pavot à opium ont été utilisées dans le passé pour atténuer la sensation de douleur et induire un sentiment de bien-être. Comment appliquer les effets de ces composés naturels au développement de traitements médicaux ?

                        une. Des composés similaires à la toxine active du serpent sont couramment utilisés comme antiviraux. Les opioïdes sont utilisés comme immunomodulateurs, ce qui modifie une réponse immunitaire.
                        b. Des composés similaires à la toxine active du serpent sont couramment utilisés comme analgésiques. Les opioïdes aident à abaisser la tension artérielle.
                        c. Des composés similaires à la toxine active du serpent sont utilisés pour traiter les inflammations. Les opioïdes sont utilisés pour prévenir les spasmes musculaires.
                        ré. Des composés similaires à la toxine active du serpent sont utilisés pour abaisser la tension artérielle. Les opioïdes sont couramment utilisés comme analgésiques.

                        Problème 33

                        Le phylloxéra, ravageur lié aux pucerons, a détruit de nombreux vignobles en France à la fin du XIXe siècle. Les vignes ont été restaurées par greffage de vieilles vignes sur des porte-greffes américains, résistants au ravageur. À l'aide de cette situation, expliquez comment la perte de biodiversité peut avoir un impact sur la diversité des cultures.

                        une. La perte d'espèces sauvages entraînerait une dépression de la consanguinité, car les variétés cultivées doivent être croisées avec des espèces sauvages pour rester viables.
                        b. La perte de biodiversité réduit les monocultures à grande échelle mais renforce l'homogénéité génétique contribuant à la perte de diversité des cultures.
                        c. La perte d'espèces sauvages entraînerait une augmentation de la diversité intraspécifique au sein des différentes variétés de cultures, mais une diminution de la diversité interspécifique des cultures.
                        ré. La perte d'espèces sauvages réduirait les variations génétiques à mesure que des gènes de parents sauvages sont introduits dans les variétés cultivées pour ajouter des caractéristiques précieuses aux cultures.

                        Problème 34

                        Prévoyez les conséquences de l'effondrement des colonies d'abeilles dans un État comme la Californie, qui est un grand fournisseur de produits.

                        une. Seules la fabrication pharmaceutique et les industries impliquées dans la production de miel vont être affectées en raison de ce trouble.
                        b. D'autres pollinisateurs remplaceraient les abeilles dans l'écosystème et il n'y aurait probablement pas d'impact majeur sur la production de produits.
                        c. Le manque de pollinisateurs affecterait l'industrie du miel, mais pas l'industrie de la récolte des fruits, car d'autres pollinisateurs sont présents pour effectuer la pollinisation.
                        ré. Le manque de pollinisateurs affectera directement la récolte des fruits et affectera indirectement les industries qui y sont liées comme les industries de préparation du miel et de la confiture.

                        Problème 35

                        De nombreux pesticides chimiques peuvent être trouvés dans l'écorce et les feuilles des plantes tropicales. Quelle est la différence entre les plantes tropicales qui rend particulièrement bénéfique la production de composés qui tuent les insectes tout au long de l'année ?

                        une. Parce que les plantes doivent se protéger toute l'année, car les vagues de froid en hiver ne tuent pas les parasites
                        comme ils le font dans les régions tempérées.
                        b. Parce que les plantes doivent se protéger des insectes comme répulsifs et toxines pulvérisés par
                        les humains ne travaillent pas dans les zones tropicales.
                        c. Parce que les composés produits pour tuer les insectes améliorent également la capacité de la plante à se remettre des dommages causés par divers phénomènes.
                        ré. Parce que les composés produits pour tuer les insectes influencent également le comportement et la croissance des plantes tropicales.

                        Problème 36

                        Expliquez comment l'augmentation de la population humaine et de l'utilisation des ressources entraîne une augmentation des taux d'extinction en modifiant les écosystèmes.

                        une. La croissance de la population humaine entraîne une utilisation non durable des ressources, la destruction de l'habitat et la pêche et la chasse non durables des populations d'animaux sauvages. Toutes ces incidences se traduisent par un taux évolutif lent de formation de nouvelles espèces.
                        b. La croissance de la population humaine entraîne une utilisation non durable des ressources, la destruction de l'habitat et la pêche et la chasse non durables des populations d'animaux sauvages. Le changement climatique se produit également en raison de l'utilisation excessive de combustibles fossiles.
                        c.La croissance de la population humaine entraîne une utilisation non durable des ressources, la destruction de l'habitat et la pêche et la chasse non durables des populations d'animaux sauvages. L'utilisation excessive de combustibles fossiles entraîne une réduction des populations d'espèces de poissons.
                        ré. La croissance de la population humaine entraîne une utilisation non durable des ressources, la destruction de l'habitat et la pêche et la chasse non durables des populations d'animaux sauvages. L'augmentation des populations humaines entraîne également une diminution de la valeur des produits obtenus à partir des espèces.

                        Problème 37

                        En tant qu'écologiste, vous préparez un rapport sur une population de grenouilles vivant à flanc de montagne au Costa Rica. Dans votre rapport, quelles menaces potentielles pour la survie de l'espèce prévoyez-vous en tenant compte des conditions abiotiques environnementales et des activités humaines ?

                        une. La grenouille est menacée par le changement climatique, la destruction de son habitat et les prédateurs agressifs.
                        b. La grenouille est menacée par le changement climatique, les espèces exotiques et la destruction possible de son habitat.
                        c. La grenouille est menacée par le changement climatique, la destruction de son habitat et la rareté de la nourriture.
                        ré. La grenouille est menacée par le changement climatique, les espèces exotiques et la chasse excessive dans son habitat.

                        Problème 38

                        Les épidémiologistes prédisent que des maladies telles que l'infection par le virus du Nil occidental, la dengue et même le paludisme pourraient étendre leur aire de répartition. Si les agents pathogènes sont des virus ou des protistes, comment pourraient-ils étendre le plus rapidement leur aire de répartition sur une vaste zone géographique ?

                        une. à travers les airs
                        b. par des aliments et de l'eau contaminés
                        c. par contact humain direct dû à une présence accrue dans les zones de nature sauvage
                        ré. par des vecteurs tels que les moustiques

                        Problème 39

                        Expliquez pourquoi la chasse aux grands prédateurs supérieurs tels que les requins ou les loups, met en danger l'ensemble des écosystèmes dans lesquels ils vivent.

                        une. La disparition des grands prédateurs entraîne une multiplication sans restriction des producteurs. Les producteurs vont surpâturer les consommateurs primaires.
                        b. Si un prédateur supérieur disparaît, les consommateurs primaires se multiplieront sans restriction, mais les producteurs ne seront pas affectés.
                        c. Si un prédateur supérieur disparaît, les producteurs se multiplieront sans restriction.
                        ré. La disparition des prédateurs supérieurs entraîne une multiplication sans restriction des consommateurs primaires. Les consommateurs primaires vont surpâturer les producteurs.

                        Problème 40

                        La Convention sur le commerce international des espèces menacées d'extinction (CITES) a adopté une résolution pour protéger les rhinocéros dans la nature. Les rhinocéros ont été chassés au bord de l'extinction parce que leurs cornes, qui sont faites de simple kératine, sont considérées comme un aphrodisiaque et une drogue puissante dans certaines cultures. Pourquoi la protection des rhinocéros nécessite-t-elle un accord international ?
                        une. Les rhinocéros sont chassés dans leur pays d'origine, mais le commerce traverse les frontières.
                        b. L'utilisation des cornes de rhinocéros comme aphrodisiaque a montré divers effets négatifs au niveau international.
                        c. Les chasseurs de différents pays se rendent dans le pays d'origine pour chasser les rhinocéros.
                        ré. Leur demande est plus grande dans les pays étrangers par rapport à leurs pays d'origine.

                        Problème 41

                        Une conception de réserve est proposée pour une zone suburbaine densément peuplée. Quel plan de conception global serait le mieux adapté à la préservation des écosystèmes locaux ?

                        une. Mettre en place de nombreuses petites zones protégées.
                        b. Sélectionnez une petite zone isolée des résidences.
                        c. Prévoyez des zones tampons autour de tous les espaces de cour arrière.
                        ré. Aménager plusieurs zones plus vastes à réserver aux écosystèmes naturels.

                        Problème 42

                        Les loups sont une espèce clé du parc national de Yellowstone. Prédisez ce qui se passerait s'ils étaient chassés jusqu'à leur extinction.

                        une. De nombreuses espèces augmenteraient et la population de wapitis disparaîtrait.
                        b. De nombreuses espèces disparaîtraient et la population de wapitis augmenterait.
                        c. De nombreuses espèces ainsi que la population de wapitis augmenteraient.
                        ré. De nombreuses espèces, ainsi que la population de wapitis, disparaîtraient.

                        Problème 43

                        Pourquoi les traités internationaux ont-ils été rarement appliqués jusqu'à présent ?

                        une. Les pays signataires donnent suite à leurs bonnes intentions. Aucun organe directeur n'applique la protection internationale de l'environnement.
                        b. Les pays signataires ne donnent pas suite à leurs bonnes intentions. Un organe directeur applique la protection internationale de l'environnement.
                        c. Les pays signataires ne donnent pas suite à leurs bonnes intentions. Aucun organe directeur n'applique la protection internationale de l'environnement.
                        ré. Les pays signataires donnent suite à leurs bonnes intentions. Un organe directeur applique la protection internationale de l'environnement, mais ni l'un ni l'autre n'est efficace.

                        Problème 44

                        Les élèves analysent les grains de pollen et les spores de fougères récupérés dans les sédiments prélevés au-dessous et au-dessus de la limite paléogène du Crétacé. Leurs résultats sont résumés dans le graphique. Laquelle des conclusions suivantes peut être tirée du graphique concernant l'impact de l'extinction de masse qui a eu lieu à la limite K-Pg sur les plantes ?

                        une. L'événement d'extinction de masse a réduit le nombre de fougères et d'angiospermes.
                        b. Sur la base de leurs comptes de pollen réduits trouvés dans les échantillons, l'événement d'extinction de masse a clairement réduit le nombre de fougères et d'angiospermes.
                        c. L'extinction massive n'a affecté que les fougères.
                        ré. Les fougères étaient plus abondantes après l'extinction massive du Crétacé Paléogène (K-Pg) qu'avant.

                        Problème 45

                        Analysez le graphique et discutez des raisons de l'épi de fougère observé au début du Paléogène, en considérant que les fougères ont été les premières plantes observées au sol après l'éruption volcanique du Krakatoa et du mont St. Helens. Proposer les raisons de l'augmentation observée des spores de fougères suite à l'extinction massive.

                        une. Les fougères sont considérées comme des colonisateurs précoces car elles poussent rapidement sur un sol pauvre et se reproduisent rapidement. En outre, l'extinction de masse a permis aux espèces survivantes de s'étendre et de rayonner pour occuper des niches vacantes.
                        b. Les fougères, ayant l'avantage sélectif d'être des colonisateurs précoces, poussaient rapidement sur des sols pauvres et se reproduisaient rapidement, remplaçant ainsi les angiospermes dans le paysage.
                        c. Les fougères sont considérées comme des colonisateurs précoces car elles poussent rapidement sur un sol pauvre et se reproduisent rapidement. De plus, l'extinction massive a permis à de nouvelles espèces de rayonner et d'occuper ainsi des niches vacantes.
                        ré. La plupart des variétés de fougères se sont éteintes, une seule espèce a survécu. Par conséquent, les spores de fougères restantes avaient de nombreuses niches vacantes à occuper, ce qui a entraîné une augmentation du nombre de fougères.

                        Problème 46

                        Un groupe d'étudiants a résumé des informations sur cinq grands événements d'extinction. Les étudiants échantillonnent un site à la recherche de fossiles de la période dévonienne. D'après le tableau, lequel des éléments suivants serait le plan le plus raisonnable à suivre pour les élèves ?

                        une. Rechercher horizontalement des couches rocheuses dans n'importe quelle classe de roche et essayer de trouver celles qui contiennent le plus grand nombre de fossiles.
                        b. Collecte de fossiles dans des couches rocheuses déposées avant la période permienne qui contiennent des ossements de vertébrés primitifs.
                        c. Recherche dans les couches sédimentaires à côté des plans d'eau afin de trouver des fossiles marins de bivalves et de trilobites
                        ré. Utiliser des techniques de datation relative pour déterminer les âges géologiques des fossiles afin qu'ils puissent calculer le taux de spéciation des premiers organismes.

                        Problème 47

                        Les élèves trient des fossiles de grains de pollen d'angiospermes, certains récupérés dans des couches sous la limite du Crétacé paléogène et d'autres dans des couches au-dessus des limites du Crétacé et du Paléogène. Les grains de pollen sont triés par morphologie.

                        Les résultats sont résumés dans un tableau.

                        Pouvez-vous expliquer les résultats ?

                        une. L'extinction de masse qui a eu lieu aux limites du Crétacé-Paléogène a réduit le nombre total d'organismes, vu par moins de formes de grains de pollen, et a conduit à une perte de diversité, vu par le moins grand nombre.
                        b. L'extinction de masse qui a eu lieu aux limites Crétacé-Paléogène a réduit le nombre total d'organismes, vu par moins de grains de pollen, et a conduit à une perte de diversité, vue par moins de formes.
                        c. L'extinction de masse qui a eu lieu aux limites Crétacé-Paléogène a réduit le nombre total d'organismes, vu par moins de grains de pollen.
                        ré. L'extinction de masse qui a eu lieu aux limites Crétacé-Paléogène a conduit à une perte de diversité, vue par moins de formes de grains de pollen.

                        Problème 48

                        Une fouille dans un sol agricole riche en carbonate de calcium révèle les constatations suivantes : 1. De nombreuses coquilles de bivalves 2. Des éclats de coraux 3. L'empreinte partielle d'un trilobite 4. Quelques vertèbres datées de 250 millions d'années. Le tableau des extinctions résume les informations sur les cinq principaux événements d'extinction.

                        D'après le tableau d'extinction, quelle conclusion concernant les fossiles est la plus raisonnable ?

                        une. Les trilobites ont été les premiers animaux à conquérir la terre.
                        b. Les roches peuvent être datées de la limite Crétacé Crétacé-Paléogène.
                        c. Les terres agricoles faisaient probablement partie du fond marin à l'époque du Permien
                        ré. Les fossiles peuvent être datés de la période ordovicienne.

                        Problème 49

                        Les températures moyennes ont varié au cours du Pléistocène, les périodes de glaciation étant suivies d'intervalles chauds. En utilisant le graphique ci-dessus et vos connaissances actuelles, discutez de ce qui est arrivé aux mammouths laineux et à d'autres mégafaunes adaptées au froid il y a 10 000 ans.

                        une. Destruction de l'habitat due aux variations de température et à la chasse excessive par les humains conduisant à leur extinction.
                        b. Augmentation soudaine de la température et chasse excessive par les humains conduisant à leur extinction.
                        c. Augmentation progressive de la température et chasse excessive par les humains conduisant à leur extinction.
                        ré. Augmentation soudaine de la température et de la prédation par les grands mammifères conduisant à leur extinction.

                        Problème 50

                        En hiver, les lichens sont la seule nourriture des troupeaux de caribous qui errent dans la toundra. À mesure que les températures moyennes augmentent avec le changement climatique, les lichens sont progressivement remplacés par des arbustes et des arbres dans les parties sud de la toundra. Le graphique illustre les changements dans l'abondance des lichens et du caribou au fil du temps dans une forêt régionale du Canada. Quel énoncé explique le mieux les changements dans la population de caribous entre 1975 et 1980?

                        une. La population de caribous a augmenté après la chute de la population de lichens.
                        b. Le déclin de la population de caribous et de la population de lichens n'est pas lié.
                        c. La population de caribous a diminué suite à la baisse de la disponibilité des lichens.
                        ré. La population de caribous a été éliminée une fois que les lichens ont diminué

                        Problème 51

                        Une chaîne au sein du réseau trophique de l'océan Arctique est illustrée ci-dessous :

                        Phytoplancton ?> zooplancton ?> omble chevalier/morue ?> phoque annelé ?> ours polaire. Une chaîne au sein du réseau alimentaire arctique sur terre est illustrée ci-dessous : Lichen/arbuste ?> Caribou/lièvre/petit rongeur ?> renard/lynx/oiseau de proie

                        Si les ours polaires se déplacent vers la terre ferme pour chasser en raison de la perte de glace de mer, qu'arrivera-t-il à l'équilibre du réseau trophique ?

                        une. Les ours polaires, étant des prédateurs de premier plan, devanceront les autres consommateurs sans gagner suffisamment de calories eux-mêmes.
                        b. Les ours polaires, étant des consommateurs secondaires, devanceront les autres consommateurs sans gagner suffisamment de calories eux-mêmes.
                        c. Les ours polaires, étant des prédateurs de premier plan, devanceront les producteurs sans gagner suffisamment de calories eux-mêmes.
                        ré. Les ours polaires, étant des consommateurs secondaires, devanceront les producteurs sans gagner assez
                        eux-mêmes.

                        Problème 52

                        Historiquement, l'océan Atlantique au large du Canada et du nord-est des États-Unis a été l'un des lieux de pêche les plus riches et les plus populaires. D'énormes navires-usines développés dans les années 1960 ont convergé vers la région du monde entier attirés par les riches prises. Le graphique ci-contre représente la population de morue au cours des dernières années. D'après le graphique, quelle est l'explication probable de l'effondrement de la morue du nord-ouest?

                        une. Une maladie tropicale a décimé les populations de cabillaud.
                        b. La surpêche a entraîné l'effondrement de la population de morue.
                        c. La population de morue a migré ailleurs.
                        ré. La population de morue traverse son cycle d'augmentation et de diminution.

                        Problème 53

                        Les graphiques suivants montrent les changements dans la population humaine et le taux d'extinction : Quel énoncé explique le plus probablement comment l'augmentation de la population humaine pourrait entraîner une diminution de la biodiversité ?

                        une. Chaque humain ajouté à la planète remplace une espèce différente d'organisme.
                        b. Plus il y a de personnes habitant la planète, plus la température moyenne augmente, provoquant la perte d'autres espèces.
                        c. Avec l'augmentation de la population, les demandes de terres, d'eau, de nourriture et d'énergie augmentent, entraînant la destruction de l'habitat.
                        ré. L'augmentation de la population humaine réduit la quantité de terres disponibles pour l'utilisation par toutes les espèces.