Biodiversité : échelles et dynamique — Exercices

Identifier, mesurer, interpréter. Corrigé détaillé en fin de fiche.

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1Identifier les niveaux de biodiversité/ 4 pts

Pour chacune des situations suivantes, indiquer à quelle échelle de la biodiversité elle correspond (génétique, spécifique ou écosystémique) et justifier brièvement.

Dans une population de renards roux, certains individus ont un pelage nettement plus clair que d'autres.
Un inventaire en forêt de Sologne recense 18 espèces d'arbres, 42 espèces d'insectes et 12 espèces de champignons.
La France possède à la fois des littoraux méditerranéens, des marais bretons et des tourbières alpines.
Deux variétés de tomates réagissent différemment à l'attaque d'un même champignon pathogène.

2Comparer la richesse spécifique/ 5 pts

On réalise un inventaire floristique dans deux parcelles voisines.
Parcelle A (prairie naturelle) : pissenlit, trèfle blanc, renoncule, marguerite, plantain lancéolé, ray-grass, fléole des prés.
Parcelle B (champ de blé intensif) : blé tendre, coquelicot.

Calculer la richesse spécifique $S_A$ et $S_B$ de chaque parcelle.
Calculer le rapport $\dfrac{S_A}{S_B}$. Conclure sur l'effet de l'agriculture intensive sur la diversité spécifique.
À quelle(s) autre(s) échelle(s) de la biodiversité l'agriculture intensive peut-elle également nuire ? Justifier.

3Quantifier l'érosion de la biodiversité/ 3 pts

Le taux d'extinction naturel (bruit de fond) est estimé à 0,1 espèce disparue pour 10 000 espèces par an. Des études récentes évaluent le taux actuel à environ 100 espèces disparues pour 10 000 espèces par an.

Calculer le rapport entre le taux d'extinction actuel et le taux naturel.
Que révèle ce résultat ? À quel type d'événement géologique peut-on comparer la situation actuelle ?

4Analyser les causes de l'érosion/ 5 pts

En France, les populations de grenouille rousse (Rana temporaria) ont décliné de plus de 50 % en 30 ans. Causes identifiées : assèchement des zones humides pour l'agriculture, utilisation de pesticides, introduction du raton laveur (prédateur américain introduit en Europe au XXe siècle), déplacement progressif de l'aire de répartition vers le nord lié au réchauffement climatique.

Associer chaque cause à l'une des catégories suivantes : destruction d'habitat — pollution — espèce invasive — changement climatique.
À quelle(s) échelle(s) de la biodiversité le déclin de la grenouille rousse se manifeste-t-il ? Justifier.
Proposer une mesure de conservation adaptée à l'une des causes identifiées et la justifier.

Corrigé détaillé

1Identifier les niveaux de biodiversité

a) $\text{Variation de pelage au sein d'une même espèce} \Rightarrow \text{allèles différents entre individus.}$ $\text{Diversité génétique.}$

b) $\text{Recensement de nombreuses espèces distinctes dans un milieu donné.}$ $\text{Diversité spécifique.}$

c) $\text{Variété de milieux de vie distincts à grande échelle (littoral, marais, tourbière).}$ $\text{Diversité des écosystèmes.}$

d) $\text{Réponses différentes de deux variétés d'une même espèce} \Rightarrow \text{allèles de résistance distincts.}$ $\text{Diversité génétique.}$

2Comparer la richesse spécifique

a) $\text{Parcelle A : pissenlit, trèfle blanc, renoncule, marguerite, plantain, ray-grass, fléole} \Rightarrow 7 \text{ espèces.} \quad \text{Parcelle B : blé, coquelicot} \Rightarrow 2 \text{ espèces.}$ $S_A = 7 \quad ; \quad S_B = 2$

b) $\dfrac{S_A}{S_B} = \dfrac{7}{2} = 3{,}5$ $\text{La prairie est 3,5 fois plus riche en espèces. L'agriculture intensive réduit fortement la diversité spécifique (monoculture, usage d'herbicides éliminant les adventices).}$

c) $\text{Semences sélectionnées (variétés peu diversifiées)} \Rightarrow \text{diversité génétique réduite.} \quad \text{Destruction de haies et prairies} \Rightarrow \text{diversité des écosystèmes réduite.}$ $\text{Les échelles génétique et écosystémique sont également affectées.}$

3Quantifier l'érosion de la biodiversité

a) $\dfrac{100}{0{,}1} =$ $1\,000$

b) $\text{Le taux actuel est 1 000 fois supérieur au bruit de fond naturel.}$ $\text{Cela caractérise une sixième crise d'extinction de masse, d'origine anthropique, au rythme bien plus rapide que les extinctions géologiques passées (ex. fin du Crétacé).}$

4Analyser les causes de l'érosion

a) $\text{Assèchement des zones humides} \rightarrow \text{destruction d'habitat.} \quad \text{Pesticides} \rightarrow \text{pollution.} \quad \text{Raton laveur introduit} \rightarrow \text{espèce invasive.} \quad \text{Déplacement de l'aire de répartition} \rightarrow \text{changement climatique.}$ $\text{4 catégories distinctes identifiées.}$

b) $\text{Déclin des populations} \Rightarrow \text{diversité spécifique (risque d'extinction locale ou globale).} \quad \text{Isolement de petites populations} \Rightarrow \text{dérive génétique} \Rightarrow \text{diversité génétique réduite.}$ $\text{Échelles spécifique et génétique.}$

c) $\text{Exemple — destruction d'habitat : création et protection de zones humides, restauration de mares, réglementation du drainage agricole.} \quad \text{Exemple — espèce invasive : programme d'éradication du raton laveur.}$ $\text{Toute mesure cohérente avec la cause citée et justifiée est acceptée.}$