Définitions \ la diversité spécifique
L'Arche de Noé, Paul de Vos (1569-1678)
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Paul_de_Vos,_Ark_van_Noah.jpg
La diversité spécifique (diversité en espèces)
Définitions \ la diversité spécifique , diversité fonctionnelle
La diversité fonctionnelle
Représentation schématique des interactions et flux dans les écosystèmes. Les
écosystèmes abritent des communautés d’espèces qui interagissent entre elles de différentes façons. On représente ici les principaux types d’interactions directes soit négatives (prédation, herbivorie), soit positives (symbiose), ou indirectes, soit négatives (compétition), soit positives (facilitation).
http://www.sfecologie.org/regards/2010/10/08/regards-3-mouquet/
Définitions \ la diversité écologique
La diversité spécifique et fonctionnelle
La diversité écosystèmique ou écologique
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D’après Physical Geography of the Global Environment, 2nd Edition, by H. J. De Blij, et al; Paperback.
Définitions \ la diversité écologique
La diversité écologique
Définitions \ la diversité écologique
La diversité écologique
la forêt de Soignes en Belgique
http://fr.wikipedia.org/wiki/Forêts_tempéré es_d'arbres_à_feuilles_caduques
La savane herbeuse au pied de l'Ol Doinyo Lengaï en Tanzanie. (Afrique de l'Est)
http://fr.wikipedia.org/wiki/Savane
Tundra http://www.bio.miami.edu/dana/dox/tundra.html
Définitions \ la diversité génétique
La diversité spécifique et fonctionnelle
La diversité écosystèmique ou écologique
La diversité génétique
Polymorphisme de couleur des fleurs chez la consoude officinale Symphytum officinale
Définitions \ la diversité génétique
La diversité génétique à l'intérieur des espèces
Polymorphisme de couleur des ailes ou mélanisme chez la phalène du bouleau Biston betularia
Polymorphisme de la couleur du pelage ou mélanisme chez le léopard/panthère Panthera pardus
Définitions \ la diversité génétique
La diversité génétique à l'intérieur des espèces
http://www.agirpourlabiodiversite.fr/spip.php?article345
La diversité génétique à l'intérieur des espèces
http://www.ciref.fr/Caracterisation-des-ressources-genetiques.html
Fragaria x ananassa Bos taurus
Définitions \ la diversité génétique
Dans une espèce donnée, tous les individus ne se ressemblent pas. Il existe notamment entre individus conspécifiques des différences dans la séquence nucléotidique de l'ADN.
On parle de polymorphisme génétique.
Locus codant pour un caractère observable ("gène")
Polymorphisme phénotypique1
Polymorphisme moléculaire
Locus non codant pour un caractère observable
La diversité génétique: c'est, au sein d'une espèce donnée, le niveau de polymorphisme génétique que l'on peut identifier :
• à un (ensemble de) caractère(s) ou phénotype(s) (polymorphisme phénotypique)
• à un (ensemble de) locus génétique(s) (polymorphisme moléculaire)
1. Dans une vision simpliste de la génétique, un caractère est strictement déterminé par un ou plusieurs gènes.
S'il y a du polymorphisme à un caractère, on s'attend à ce qu'il y en ait au(x) gènes correspondant. C'est souvent oublier le rôle majeur de l'environnement.
Définitions: la diversité génétique
Phénotype = Caractéristique observable d’un individu
Pisum sativum
http://fr.wikipedia.org/wiki/Gregor_Mendel
Les différences de plumage d'un Guiraca bleu, de haut en bas, un mâle reproducteur, un mâle non reproducteur, une femelle (plumage de base)
http://fr.academic.ru/dic.nsf/frwiki/1347559 Définitions: la diversité génétique \ Polymorphisme phénotypique
Phénotype = Caractéristique observable d’un individu
Pisum sativum
http://fr.wikipedia.org/wiki/Gregor_Mendel
Phénotypes qualitatifs: à variation discontinue ("discrète"), nombre réduit d'états, déterminisme génétique généralement simple
Phénotypes quantitatifs: à variation continue, grand nombre d'états, déterminisme génétique généralement complexe
Définitions: la diversité génétique \ Polymorphisme phénotypique qualitatif et quantitatif
(Depaulis, Brazier et Veuille, 1995) Définitions \ la diversité génétique\ Polymorphisme moléculaire
http://www.cstl.nist.gov/div831/strbase/fbicore.htm Position chromosomique des 13
locus microsatellite CODIS (Combined DNA Index System)
empreinte génétique ou profil génétique
différent pour chaque individu
Définitions \ la diversité génétique\ Polymorphisme moléculaire \ Génotypage
Plan du cours
I. Définition de la biodiversité
• un concept récent
• trois niveaux de définition
• caractérisation
II. Evolution de la biodiversité
• dynamique naturelle/anthropique
• causes de l'érosion actuelle de la biodiversité III. Conservation de la biodiversité
• quoi conserver?
• comment conserver?
Biodiversité et Biologie de la Conservation (3 séances)
La diversité spécifique (diversité en espèces)
Santo 2006: expédition scientifique destinée à dresser l'inventaire de la flore et de la faune des milieux terrestres et marins d'une grande île montagneuse du Pacifique Sud : Espiritu Santo (ou Santo), au Vanuatu. Plus d'une centaine de spécialistes venus d'une quinzaine de pays impliqués sur le terrain sur une période de 5 mois entre août et décembre 2006.
http://www.ird.fr/recherche/santo2006
http://acces.inrp.fr/santo/donnees/biodivmarine/breves/histoire_crabes/
Caractérisation \ la diversité spécifique \ Inventaire d'espèces
Caractérisation \ la diversité spécifique \ Inventaire des espèces \ Effort d'échantillonage
Le nombre de taxa observés augmente avec l’effort d’échantillonnage (surface, temps) puis atteint une asymptote
Rechercher l’asymptote
Caractérisation \ la diversité spécifique \ distribution géographique
Variations de richesse spécifique chez les papillons de jardins en 2006 à l’échelle nationale
http://www2.mnhn.fr/cersp/spip.php?rubrique23
La diversité spécifique (diversité en espèces)
Carte 1. La diversité des papillons diurnes en Suisse. Carte 2. La diversité des plantes vasculaires en Suisse.
Carte 3. La diversité des oiseaux nicheurs en Suisse Carte 4. Les Hotspots de Suisse Caractérisation \ la diversité spécifique \ distribution géographique
http://www.biodiversitymonitoring.ch/francais/nachrichten/0712_artenvielfalt.php
Caractérisation \ la diversité spécifique \ distribution géographique \ notion de Hotspot
http://www.biodiversityhotspots.org/xp/hotspots/Pages/default.aspx
Hotspot:
• zone qui renferme au moins 1500 espèces de plantes vasculaires endémiques, c’est à dire qui n’existent que dans un lieu donné (plus de 0,5% de la biodiversité mondiale)
• zone dans laquelle au moins 70% de l’habitat a été perdu
Plus de 50% de plantes vasculaires et 42% des espèces de vertébrés (sauf les espèces marines) sont endémiques sur ces 34 « points chauds » représentant environ 16% de surface émergée de la planète
Caractérisation \ la diversité spécifique \ Définition et Estimation
C'est la diversité des espèces dans un écosystème ou un site donné.
Pour son estimation, on tient compte:
• du nombre d'espèces (richesse spécifique, S)
• de l'abondance relative des différentes espèces (effectif de chacun des espèces rapporté à l'effectif total)
Indice de Shannon-Weaver
ni: effectif de l'espèce i
N: nombre total d'individus échantillonnés
n° espèce effectif (ni) proportion (pi=ni/N) ln (pi) pix ln (pi)
1 1832 0.1006 -3.31 -0.33
2 1796 0.0986 -3.34 -0.33
3 1754 0.0963 -3.38 -0.33
4 1852 0.1017 -3.30 -0.34
5 1809 0.0993 -3.33 -0.33
6 1799 0.0987 -3.34 -0.33
7 1913 0.1050 -3.25 -0.34
8 1824 0.1001 -3.32 -0.33
9 1777 0.0975 -3.36 -0.33
10 1863 0.1023 -3.29 -0.34
Total (N) 18219 3.32
n° espèce effectif (ni) proportion (pi=ni/N) ln (pi) pix ln (pi)
1 18000 0.9880 -0.02 -0.02
2 25 0.0014 -9.51 -0.01
10 20 0.0011 -9.83 -0.01
Total (N) 18219 0.13
Le concept d'espèce biologique: suivant la définition d’Ernst Mayr (1942), une espèce est un groupe de populations naturelles au sein duquel les individus peuvent, réellement ou potentiellement, échanger du matériel génétique ; toute espèce est séparée des autres par des mécanismes d’isolement reproductif.
http://www.inra.fr/la_science_et_vous/dossiers_scientifiques/biodiversite
Le recensement des espèces est un travail délicat et difficile, aujourd’hui bien complété par les analyses génétiques Une forme différente = même
espèce, sous-espèce, ou nouvelle espèce ?
La diversité spécifique (diversité en espèces)
Définitions \ la diversité spécifique \ le concept d'espèce
Définitions\ La diversité spécifique \ Inventaire des espèces \ La part d'inconnu
En 2003-2004, une étude de la faune de la voûte forestière de 19 arbres au Panama a montré que sur les 950 espèces de coléoptères présentes, 80% étaient inconnues !
Æ Les espèces les plus visibles ou les moins mobiles sont mieux recensées que les autres (c’est-à-dire les vertébrés et les plantes)
Définitions \ la diversité spécifique \ les espèces inconnues
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D’après Physical Geography of the Global Environment, 2nd Edition, by H. J. De Blij, et al; Paperback.
Caractérisation \ la diversité écologique
La diversité écologique
48 Caractérisation \ la diversité écologique\ Organisation hiérarchique des écosystèmes
http://www.sigale.nordpasdecalais.fr 49 Caractérisation \ la diversité écologique\ Organisation hiérarchique des écosystèmes
50
Hêtraie
Précipitations>700 mm Ouest NPdC
Chênaie
Précipitations <700 mm, ou sol lourd Est NPdC + Boulonnais etc
Caractérisation \ la diversité écologique\ Organisation hiérarchique des écosystèmes
51
En pratique : peu de forêts
http://www.sigale.nordpasdecalais.fr
Caractérisation \ la diversité écologique\ Organisation hiérarchique des écosystèmes
52
Bocage de l’Avesnois
http://pageperso.aol.fr/Jlfranchomme/Photos+SVT.htm
Pelouse calcicole à Orchis morio (Orchis bouffon)
www.orchid-nord.com
En remplacement des forêts, des paysages variés parfois d’importance patrimoniale élevée
Caractérisation \ la diversité écologique\ Organisation hiérarchique des écosystèmes
Exemples:
•Tous les éléphants d'un parc national donné
•Tous les chênes d'un massif forestier donné (pollen à large dispersion anémogame)
•Tous les individus d'une espèce de parasite intestinal, présents chez un seul individu hôte
groupes géographiques d'individus susceptibles de se reproduire entre eux
unité évolutive de l'espèce
Définitions \ la diversité génétique\ Ecologie et Génétique des Populations
Information génétique portée par des locus présentant plusieurs états alléliques distincts
Polymorphisme floral chez les Gueules-de-loup (Antirrhinum majus)
groupes géographiques d'individus susceptibles de se reproduire entre eux
unité évolutive de l'espèce
Individu Population Espèce Définitions \ la diversité génétique\ Ecologie et Génétique des Populations
Indice de diversité génétique HS = 1- Σi pi2
HS = Σi,j 2pipj
Variant génétique
Allèle Fréquence dans la population p = 6/27 = 0.22
HS = 6x2x0.22x0.185 + 2x0.22x0.22 + 2x0.185x0.185 HS = 0.798
Caractérisation \ la diversité génétique\ Niveau de Polymorphisme moléculaire aux locus microsatellite
Distribution de la diversité génétique dans les populations de chêne (Petit et al, 2003) En noir: écart négatif par rapport à la moyenne sur toutes populations
En blanc: écart positif par rapport à la moyenne sur toutes populations Le diamètre des cercles sont proportionnels à l'écart
Chêne (Quercus sp.)
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Quercus_sp_mosaic_leaves_fruits.jpg Caractérisation \ la diversité génétique\ Niveau de Polymorphisme moléculaire aux locus microsatellite
A B
C
Phylogénie simplifiée d’Ursus arctos construite à partir de l’analyse de l’ADN mitochondrial (gène du cytochrome B).
(Taberlet & Bouvet, 1994).
Caractérisation \ la diversité génétique\ Ecologie et Génétique des Populations