Activité 9 : Comment la biodiversité évolue-t-elle au cours du temps ?
Document 1 : Relations de parenté entre les principaux groupes de dinosaures et variation de taille au cours du Mésozoïque (- 245 à - 65 millions d’années) - @Livrescolaire.fr
Cet arbre de parenté a été établi par comparaison des squelettes fossiles. Certains caractères pertinents pour le regroupement d’espèces sont indiqués en rouge. On estime qu’il aurait existé environ 2 000 espèces de dinosaures.
Document 2: Quelques squelettes de pigeon, d’archéoptéryx,de Serikornis sungei et de raptor
Squelette de Pigeon
Squelette d’Archéoptéryx
L’Archéoptéryx est Vertébré aujourd’hui disparu (espèce fossile). Cet animal vivait il y a 150 Ma, il faisait à peu près la taille d’un Pigeon et son corps était recouvert de plumes.
Roche calcaire datant du Jurassique avec l’empreinte d’un Archéoptéryx
Squelette de Serikornis sungei (à gauche) et de raptor (à droite) - @LeLivreScolaire
Ils sont datés du Jurassique supérieur découverts en Chine.
Document 3 : La chute d’une météorite géante. @Belin Il y a environ 65 millions d’années, une météorite de 10 km de diamètre a heurté la Terre à une vitesse supérieure à 10 km/s et avait creusé un cratère d’environ 200 km de diamètre en détruisant tout dans un rayon de plusieurs milliers de kilomètres autour du point d’impact. L’énergie libérée (estimée à 5 milliards de fois celle de la bombe atomique d’Hiroshima !) aurait pulvérisé les roches et dégagé dans l’atmosphère une très grande quantité de poussières se répartissant autour de la Terre et créant un écran arrêtant en partie la lumière du Soleil. Cette diminution du rayonnement solaire aurait entrainé une diminution de la température terrestre modifiant les conditions de vie et perturbant les chaînes alimentaires impliquant de nombreuses espèces de dinosaures.
Reconstitution des limites du cratère creusé par la météorite
Document 4 : Des éruptions volcaniques exceptionnelles
Trapps du Deccan en Inde
Il y a environ 65 millions d’années, des éruptions volcaniques
exceptionnelles ont produit d’immenses empilements de laves
connus sous le nom de trapps du Deccan. Ce sont des coulées de
laves empilées sur 2400 mètres d’épaisseur couvrant une grande
superficie de l’Inde. D’importantes quantités de gaz, en particulier
du dioxyde de carbone, ont été émises (5 à 10 fois plus que
l’ensemble des volcans actuels) ainsi que de grandes quantités de
poussières qui ont obscurci le ciel causant une diminution de la
température terrestre pendant plusieurs années. Ces émissions
volcaniques auraient modifié les conditions des milieux de vie et
perturbé les chaînes alimentaires impliquant de nombreuses
espèces de dinosaures.
Document 5 - Les moustiques font de la résistance-@MNHN- Dossier
. « Les tentatives d’éradication des moustiques, partout où elles ont été menées, et quels que soient les produits utilisés,
ont conduit à la multiplication de formes résistantes, et cela en quelques années seulement. Les études ont clairement montré que les individus d’une population ne deviennent pas résistants en « s’habituant » chacun individuellement au contact du pesticide. La résistance, qui préexiste à la présence du pesticide, n’est à l’origine le fait que de quelques individus au sein de la population qui émergent spontanément par mutation. En cas d’exposition au pesticide, ceux- ci se reproduisent plus efficacement que les autres (voire sont les seuls à pouvoir continuer à le faire). C’est à cette occasion qu’ils transmettent leur capacité de résistance à leurs descendants et qu’ils deviennent prépondérants dans la population. Ainsi, le pesticide ne crée pas les individus résistants, il les sélectionne.
Les techniques actuelles de la génétique permettent de caractériser les gènes responsables de ces résistances. Elles sont précieuses dans la mesure où elles permettent de mieux en comprendre les bases moléculaires. Dans le cas de la résistance des moustiques aux organophosphorés, très commune dans le midi de la France, les études ont révélé l’implication de gènes très différents les uns des autres, et pour ces différents gènes, des mutations de types également différents :
Photographie d’un moustique Aucune différence morphologique n’est visible entre un moustique sensible et différent à l’échelle macroscopique
Gènes 1 et 2 d’un moustique sensible (« normal ») et d’un moustique résistant
L’exposition des moustiques aux insecticides organophosphorés sélectionne les individus possédant des gènes qui les rendent insensibles à leur action (Gène 1 muté) ou qui renforcent leur capacité à les neutraliser (le gène 2 code une enzyme capable enzyme spécialisée dans la dégradation des insecticides)
Document 6 : Deux variétés de moustiques de la même espèce : Culex pipiens- @MNHN
Dans le métro londonien existe une variété de moustiques relativement proche morphologiquement des moustiques de surface avec un mode de vie pourtant différent :
- les moustiques de surface piquent uniquement les oiseaux et présentent une période de vie ralentie en hiver (la diapause)
- les moustiques du métro piquent uniquement les mammifères (rats, souris et en particulier l’Homme) et ne présentent pas de diapause en hiver.
Plus surprenant encore, les moustiques de surface et ceux du métro ne peuvent pas se reproduire entre eux, même si l’on tente de les croiser en laboratoire. En revanche, ailleurs dans le monde ces deux formes de moustiques coexistent à l’air libre et peuvent se reproduire entre elles. Elles appartiennent à la même espèce, nommée Culex pipiens.
Document 7 : L’apparition d’une nouvelle espèce de moustiques
Document 8 : QCM sur la vidéo « La sélection des moustiques »
Noter la ou les bonnes réponse(s) sur votre cahier.1. Pourquoi faut-il utiliser de plus en plus d’insecticides depuis le début des campagnes de démoustication ? Il y a de plus en plus de moustiques.
Les moustiques sont devenus résistants aux insecticides.
Les moustiques sont devenus sensibles aux insecticides Il y a de moins en moins de moustiques.
2. Comment les populations de moustiques se sont adaptées à leur environnement ?
Les moustiques ont développé une stratégie de survie, et ont pondu après les démoustications.
Les moustiques ont acquis une résistance après avoir été en contact avec l’insecticide.
L’environnement a sélectionné les individus résistants qui ont remplacé les individus sensibles.
L’environnement a sélectionné les individus sensibles qui ont remplacé les individus résistants.
3. Quelle est la différence entre un individu résistant et un individu sensible ? Un individu résistant est plus gros.
Un individu résistant est plus fort.
Un individu résistant est reconnaissable à l’œil nu.
Un individu résistant produit plus de molécules anti-insecticides.
4. Comment est apparue la résistance chez les moustiques ? Les moustiques se sont adaptés à leur environnement.
Un gène de moustiques a muté (=changé).
Tout l’ADN du moustique a changé.
Les moustiques évitent les endroits où il y a les insecticides.
5. Pourquoi, dans la région de Montpellier, la population actuelle de moustiques comprend plus de moustiques résistants que de moustiques sensibles ?
Une mutation déjà présente est devenue un avantage depuis l’utilisation d’insecticides.
Les moustiques résistants survivent face à l’insecticide et donc se reproduisent plus.
Les moustiques sensibles meurent plus facilement face à l’insecticide et donc se reproduisent moins.
L’environnement a sélectionné les individus les plus adaptés, et donc les moustiques résistants.
6. Pourquoi les descendants des moustiques mutants sont eux aussi résistants ? Car les moustiques apprennent cette résistance à leurs descendances.
Car cela se transmet par un virus de parent à enfant.
Car cette mutation est héréditaire.
Car cette mutation n’est pas héréditaire.
7. Pourquoi des mutations apparaissent ?
Car les individus s’adaptent à leur environnement.
Pour que les individus deviennent plus forts.
Ce sont des erreurs dans l’ADN qui surviennent au hasard.
Pour que les espèces disparaissent au cours du temps.
8. À quelle fréquence existait la mutation avant l’utilisation d’insecticides ? A des taux, à des fréquences extrêmement fortes.
A des taux, à des fréquences extrêmement faibles.
A des taux, à des fréquences de l’ordre de 30%.
A des taux, à des fréquences de l’ordre de 50%.
Document 9 : L’évolution des lézards sur une ile de la Croatie
Podarcis sicula est un lézard vivant sur les bords de la mer Adriatique
Le régime alimentaire du lézard en 1971 Le régime alimentaire du lézard en 2004
En 1971, des chercheurs ont introduit quelques couples de Podarcis simula (Lézards) sur un petit îlot situé au large de la Croatie où cette espèce n’était pas présente. Malheureusement, peu de temps après, suite à des problèmes de financement, l’expérience a dû être interrompue et les lézards sont restés livrés à eux-mêmes dans leur nouvel environnement.
Lorsqu’en 2004, une nouvelle mission a été organisée sur place, les chercheurs ont constaté que l’effectif de l’espèce introduite s’était très fortement accru, atteignant plus d’un millier d’individus. Mais leur découverte la plus inattendue est venue de l’examen approfondi des animaux : ceux-ci présentaient en effet de nombreuses différences par rapport à leur état initial, tant sur le plan morphologique et anatomique (en particulier au niveau du tube digestif avec l’apparition d’un nouvel organe : des valves caecales délimitant des poches où les fermentations digestives se réalisent) que comportemental (avec un changement radical de régime alimentaire : figure ci-dessus).
Matière végétale Insectes
autres
Matière végétale Insectes
autres
