Vidéo : biodiversité, un désastre annoncé
Article → Vers une 6e extinction de masse.
Il y aurait eu 5 extinctions avant :
→ Quand ?
→ Quelles espèces ont disparu ?
→ Quelle est l'origine de ces extinctions ?
Problématique 1 : → Comment a évolué la biodiversité sur Terre ?
L’ÉVOLUTION DE LA BIODIVERSITE
I) Evolution de la biodiversité au cours des temps géologiques.
Activité 1 → L'évolution de la biodiversité au cours des temps géologiques.
Correction :
1°) La vie est apparue il y a environ 3.8 milliards d'années
2°) Les premiers organismes vivants étaient des bactéries de la famille des cyanobactéries.
3°) L'augmentation du nombre de groupes marins a commencé il y a 530Ma (millions d'années) et a atteint environ 480 groupes il y a 430Ma. Il a alors chuté brutalement jusqu'à 380 groupes puis réaugmenté entre -430 et -400Ma pour revenir à 590 groupes. Il a été stable puis a chuté brutalement il y a 350Ma diminuant à 400 groupes. Il a immédiatement réaugmenté pour revenir à 490 groupes il y a 320Ma. Il a été stable jusqu'à 230Ma où il descend brutalement à 200 groupes. Il a depuis globalement réaugmenté pour atteindre 800 groupes aujourd'hui mais cette augmentation a été perturbée par 2 chutes brutales il y a 180Ma (-50 groupes) et 65 Ma (-60 groupes environ).
4°) Les ammonites sont apparues il y a 450Ma. Le nombre de groupes d'ammonites a ensuite légèrement augmenté atteignant 50 groupes il y a 300Ma. Le nombre de groupe a ensuite chuté à 20 groupes il y a 250Ma puis a fortement augmenté, jusqu'à 400 groupes il y a 140Ma. Ensuite, leur nombre a chuté et les ammonites ont finalement disparu il y a 65 Ma.
5°) Les premiers hominidés sont apparus il y a 8Ma.
Bilan : La vie est apparue sur Terre il y a plus de 3,8 milliards d'années. Les plus anciens fossiles correspondent à des bactéries. La vie s'est brutalement diversifiée (apparition d'un grand nombre de groupes différents il y a 600 millions d'années). Par la suite, la biodiversité a eu tendance à augmenter mais cette augmentation est irrégulière et elle a été marquée par 5 chutes brutales suivies de périodes de diversification.
Nous avons vu que des espèces sont apparues et d'autres ont disparues. Comment expliquer ces disparitions et ces apparitions d'espèces?
Problématique 2 : Comment expliquer les diminutions soudaines de la biodiversité sur la planète ?
II) L'origine des extinctions.
Vidéo E=M6 : la disparition des dinosaures.
Activité 2 →l'origine des extinctions.
Correction :
Doc 1 :
- 1 - Les chercheurs vont chercher les témoignages de la disparition des dinosaures sur la plage de Bidart, dans le pays basque.
- 2 - La couche d'argile de la fin du crétacé contient des magnétites.
- 3 - Elles se forment lorsqu'une météorite traverse l'atmosphère et percute la planète.
- 4 - La teneur en iridium des magnétites confirme qu'elles proviennent d'une météorite.
- 5 - La météorite mesurait 10km de diamètre, allait à 30km/s (soit 108000 km/h) et elle est tombée dans le golfe du mexique.
- 6 - L'impact a dégagé autant d'énergie que 5 milliards de bombes d'hiroshima.
- 7 - L'impact aurait provoqué la formation d'un nuage de poussière obscurcissant l'atmosphère de la planète provoquant une rupture des chaînes alimentaires (mort des végétaux faute de lumière puis mort des herbivores faute de végétaux et enfin mort des carnivores).
1) (doc 2) : les trapps sont des formations géologiques provenant d'éruptions volcanique de grande ampleur.
2) Ces éruptions auraient dégagé une très grande quantité de gaz et de cendres obscurcissant l'atmosphère. Les conséquences seraient donc les mêmes que pour l'impact de la météorite.
3)
- Ordovicien-silurien : chute importante des températures moyennes et baisse du niveau des mers (- 8°C environ)
- Frasnien-Famenien : Augmentation des températures (+8°C environ), trapps de Viluy et Météorite de Sijan
- Permien trias : Chute brutale des températures (-5°C), trapps de sibérie
- Trias-Jurassique : Augmentation des températures (+7°) trapps d'atlantique central, météorite de Manicougan
- Crétacé-tertiaire : baisse progressive des températures, trapps du Deccan, Météorite de Chicxulub
4) On observe qu'a chaque extinction correspondent soit des évènement volcaniques majeurs, soit des chutes de météorite, soit des variations climatiques importantes.
Au cours des temps géologiques, des événements catastrophiques (trapps, chute de météorites) ont pu être à l'origine de bouleversements profonds de la biodiversité. Par exemple, l'extinction des dinosaure et de 75 % des espèces serait liée à la chute d'une météorite et à une activité volcanique intense. Ces deux phénomènes auraient obscurci l'atmosphère entraînant une rupture de toutes les chaînes alimentaires.
Nous avons vu que des espèces voir des groupes peuvent disparaître, apparaître et se diversifier. quelle est l'origine des diversifications observées ?
III) L'origine des diversifications.
A) Comparaison des espèces
Activité 3 →Comparaison de quelques membres de vertébrés.
1°) Document colorié : comparaison de quelques membres de vertébrés.
2°)
- Pour le lézard, la grenouille et lechat, le membre antérieur sert à la marche.
- Pour l'oiseau et la chauve-souris, la fonction du membre antérieur est le vol.
- Pour la baleine, il sert à la nage
- Pour l'homme, il sert à la préhension (capacité de prendre des objets).
3°) Ce sont les os des doigts (les phalanges) qui servent d'armature à la membrane de l'aile de la chauve souris. Chez l'homme, ils constituent les doigts. Chez la baleine, ils sont recouvert de peau et de muscle et sont dans la palette natatoire des baleines.
4°) Ici, on observe que des os (les phalanges) ont différentes fonctions chez l'homme, la baleine et la chauve souris. L'organisation est similaire (bras/poignet/doigts) mais pourtant, les doigts ont différentes fonctions chez ces espèces (vol, préhension, nage). Il peut sembler étonnant que les tructures (les os) soient similaires alors que les fonctions sont différentes. On peut faire l'hypothèse qu'une ancêtre commun à ces trois espèces possédait ce type de membre avec bras, avant bras, poignet et doigts et qu'au cours de l'évolution, les doigts, notamment, ont acquis de nouvelles fonctions selon les espèces descendant de cet ancêtre commun, premier animal à posséder ce type de membre.
A l'aide de l'extrait vidéo "espèces d'espèces" et de l'exercie précédent, rédigez un bilan donnant les arguments (à l'aide d'exemple) qui permettent de penser qu'il existe un lien de parenté entre les espèces.
QCM pronotes
La comparaison des espèces révèle une organisation commune. On retrouve par exemple pour les membres antérieurs un humérus, un cubitus et un radius suivi des os du carpe (poignet), des métacarpes et des phalanges (doigts). Leur forme diffère selon les espèce et selon la fonction qu'ils assurent (doigts allongés chez la chauve souris servant de support à une aile membraneuse, doigts courts avec un pouce opposable pour la préhension chez l'homme...)
Ces observations révèlent donc des caractères communs entre espèces différentes ce qui suggère l’existence de liens de parenté.
Nous avons vu qu'il existe des points communs entre espèce suggérant des liens de parenté.Comment peut-on, à partir de la biodiversité actuell, reconstituer la généalogie des espèces ?
B) Les liens de parentés entre espèces.
Activité 4 → Les liens de parentés entre espèces
Résultat final de votre travail : arbre_phylogène
1°) L'espèce la plus proche de l'homme est le chimpanzé car c'est l'espèce qui partage le plus de caractères avec lui. La plus éloignée est celle qui partage avec l'homme le moins de caractères : le requin.
2°) Les caractères partagés par ces espèces sont la présence d'un squelette, d'une machoire, d'un amnios et de poils
3°) Le babouin est le seul à posséder une queue osseuse
4°) Dans ce cas, c'est la disparition d'un caractère qui constitue une évolution
5°) Pour reconstituer la généalogie des espèce, on compare un maximum de caractères entre espèces différentes. Plus 2 espèces ont des carctères en commun, plus elles sont proches.
En utilisant le nombre de caractères partagés entre les espèces actuelles et fossiles et en tenant compte de la chronologie d'apparition ou de disparition de certains caractères, il est possible de reconstituer un arbre généalogique du vivant retraçant les liens de parentés entre espèces.
Comment une espèce peut-elle être l'ancêtre d'une autre ?
C) Evolution et apparition d'une espèce
Activité 5 → L'apparition d'une nouvelle espèce.
1) On observe que plus la rivière est riche en prédateurs (de A vers E) plus le nombre moyen de taches par poisson diminue : il passe de 11,2 environ à 8,2. La longueur moyenne des taches diminue également de 1,7mm à 1,1mm.
2) Après introduction de prédateurs dans l'étang, le nombre moyen de taches diminue : il passe de 11,5 à 9,5 en 14 mois.
3) En l'absence de prédateurs, le nombre moyen de tâches augmente entre le 6e et le 11e mois : il passe de 11.5 à 13 tâches. Ensuite, il stagne.
4) On peut penser qu'en l'absence de prédateurs, le nombre moyen de tâches a augmenté car les mâles les plus colorés attirent plus facilement les femelles au moment de la reproduction : leurs descendant seront donc à leur tour colorés.
5) On peut penser qu'en présence de prédateurs, les mâles les plus colorés sont plus facilmeent repérés et sont donc dévorés avant d'avoir eu le temps de se reproduire. Les mâles les moins colorés survivent plus et se reproduisent plus : leurs descendant sont donc aussi peu colorés.
6) On observe que les deux populations de guppy ne se reproduisent plus ensemble.
7) Dans ce dernier cas, on peut considérer que ces 2 populations appartiennent à 2 espèces différentes puisque qu'ils ne se reproduisent plus entre eux or, une espèce se définit, notamment pas le fait que les individus d'une même epèce sont des individus "vivant au contact les uns des autres, s'accouplant exclusivement les uns aux autres et demeurant indéfiniment féconds entre eux."
Un nouveau caractère apparu par hasard (par mutation de l'ADN) peut être à l'origine de l'évolution d'une population si ce caractère favorise la survie ou la reproduction. Lorsque deux populations différentes ainsi obtenues sont isolées sur le plan reproductif, on considère alors qu'il s'agit d'espèces différentes.
Evaluation : " l'évolution d'une population " : A l'aide des documents présents sur cette évaluation, répondez au QCM proposé sur pronotes.
DIVERSITE ET UNITE DES ÊTRES
HUMAINS
I) Les caractères des individus.
Lorsque nous nous observons les uns les autres, nous reconnaissons immédiatement un être humain et nous reconnaissons également l'individu que l'on regarde : nous possédons donc des points communs (ceux de l'espèce) et des caractéristiques qui nous sont propres.
Chaque individu présente les caractères de l’espèce avec des variations qui lui sont propres.
Quelles sont les "règles" de transmission des caractères ?
Un caractère est-il transmis systématiquement ?
Un caractère peut-il sauter une génération ?
Activité : " la transmission des caractères "
Correction :
1) Le caractère "cheveux roux" de Pierre lui vient de sa mère.
2) On parle de caractère héréditaire car il se transmet d'une génération à l'autre.
3) Un caractère héréditaire n'apparait pas obligatoirement à chaque génération puisqu'Ulysse est roux mais ses enfants ne le sont pas. Sa petite fille par contre, l'est à nouveau.
4) Il faut griser scott, , le père de scott, la soeur de scott (cécile), les deux fils de cécile et enfin l'oncle de scott (le frère de sa mère en haut à droite de l'arbre généalogique)
5) Le daltonisme est un caractère héréditaire puisqu'il se transmet d'une génération à l'autre.
6) La musculature de ce culturiste n'est pas héréditaire : c'est un caractère qu'il a développé après la naissance en s'entraînant régulièrement. Ses enfants n'hériteront pas de sa musculature.
Les caractères héréditaires sont des caractères qui se retrouvent dans des générations successives. Les facteurs environnementaux peuvent modifier certains de ces caractères. Ces modifications ne sont pas héréditaires.
II) L'INFORMATION GENETIQUE.
A) LA LOCALISATION DE L'INFORMATION GENETIQUE
Ou est localisé l'information qui détermine nos caractères ?
Activité : "Chromosomes et caractères"
Réponses :
1) Les chromosomes forment des bâtonnets dans les cellules lorsque celles-ci se divisent.
2) L'ADN est une longue molécule présente dans le noyau des cellules et formant les chromosomes.
3) La molécule d'ADN est déroulée lorsque la cellule ne se divise pas donc les chromosomes ne sont pas visibles.
4) Le fragment d'ADN injecté dans l'ovule de lapine provient d'une méduse.
5) La lapine alba, ayant reçu un fragment d'ADN de méduse fluorescente est devenu elle aussi fluorescente.
6) L'ADN détermine les caractères héréditaires des êtres vivants et il fonctionne de la même façon chez tous les êtres vivants puis qu'un fragment d'ADN de méduse peut donner un nouveau caractère à un lapin.
Les chromosomes sont des éléments du noyau visibles sous la forme de bâtonnets au moment de la division des cellules. Ils déterminent les caractères. Ils sont constitués d'une molécule appelée ADN (Acide DésoxyriboNucléique). Chez l'homme, il y a 46 chromosomes.
l'ADN s'enroule durant la division des cellules formant ainsi les chromosomes. Il est responsable de nos caractères et il est universel chez les êtres vivants (l'ADN d'une espèce peut fonctionner chez une autre espèce comme pour la méduse et le lapin)
C) LES CHROMOSOMES LORS DE LA REPRODUCTION
Activité : chromosomes et reproduction