Chapitre 3 · Unité et diversité du vivant
L’espèce, la biodiversité d’hier et d’aujourd’hui
Définir une espèce, distinguer les variations héréditaires et lire dans les fossiles des millions d’années d’histoire.
Le cours
À quoi ça sert ?
Une coquille vieille de millions d’années
En vacances, la famille de Maël fouille les galets au pied d’une falaise calcaire, en restant à distance de la paroi à cause des chutes de pierres. Soudain, une spirale apparaît dans un bloc : une ammonite. C’était un mollusque marin à coquille enroulée, parent des pieuvres et des calmars actuels. Les ammonites ont disparu il y a environ 66 millions d’années, en même temps que les dinosaures non aviens.
Ce caillou raconte une histoire : ici, il y a très longtemps, c’était la mer. Comprendre les fossiles, c’est lire le passé du vivant ; comprendre ce qu’est une espèce, c’est savoir pourquoi un chihuahua et un dogue allemand sont de la même espèce, mais pas l’âne et le cheval. Et c’est pouvoir répondre, preuves à l’appui, à ceux qui affirment que les humains ont chassé les dinosaures.
À retenir
1. Qu’est-ce qu’une espèce ?
- Définition par la ressemblance (morphologique) : une espèce regroupe des individus qui se ressemblent. Elle a des limites : un chihuahua et un dogue allemand sont très différents, mais de la même espèce ; deux oiseaux presque identiques (le pouillot véloce et le pouillot fitis) sont deux espèces, que l’on distingue à leur chant.
- Définition biologique : une espèce regroupe les individus capables de se reproduire entre eux (ils sont interféconds) et dont les descendants sont eux-mêmes fertiles.
- Un hybride naît de parents de deux espèces différentes. Le mulet (âne × jument) est presque toujours stérile : l’âne et le cheval sont deux espèces. Le ligre (lion × tigresse) ne naît, en pratique, qu’en captivité ; les mâles sont stériles.
- Pour un fossile, on ne peut pas tester la reproduction : on utilise alors la ressemblance.
À retenir
2. Les variations au sein d’une espèce
- Deux individus d’une même espèce ne sont jamais tout à fait identiques : taille, couleur, groupe sanguin…
- Le dimorphisme sexuel : mâle et femelle d’une même espèce peuvent être très différents (paon et paonne, cerf et biche, colvert mâle à tête verte et femelle brune).
- Une variation héréditaire est transmise par les parents à leurs descendants (couleur naturelle des yeux, groupe sanguin, forme des oreilles d’une race de chien).
- Une variation non héréditaire est acquise au cours de la vie sous l’effet du milieu ou du mode de vie (bronzage, muscles d’un sportif, cicatrice, plante plus petite à l’ombre) : elle n’est pas transmise.
À retenir
3. Nommer une espèce : la clé de détermination
- Identifier (ou déterminer) un être vivant, c’est trouver le nom de son espèce. Ce n’est pas le classer, c’est-à-dire le ranger dans des groupes de parenté.
- Une clé de détermination pose des questions à deux réponses (oui ou non) sur des caractères observables. Chaque réponse renvoie à une autre question ou donne un nom.
- Elle sert pour les espèces actuelles comme pour les espèces fossiles : pour un fossile, on n’utilise que les caractères conservés dans la roche (forme de la coquille, des dents, des os).
Clé de quatre oiseaux de la mangeoire
1. Gorge et poitrine orange vif → rouge-gorge ; sinon → aller en 2.
2. Ventre jaune → aller en 3 ; sinon → moineau domestique.
3. Dessus de la tête bleu → mésange bleue ; sinon (tête noire) → mésange charbonnière.
À retenir
4. La biodiversité d’aujourd’hui
- La biodiversité, c’est la diversité du vivant, à trois niveaux : la diversité des milieux (forêt, récif, prairie…), la diversité des espèces, et la diversité des individus au sein d’une même espèce.
- Les scientifiques ont décrit environ 2 millions d’espèces (dont près de la moitié d’insectes) ; il en reste sans doute beaucoup plus à découvrir.
- Des espèces disparaissent, aujourd’hui surtout à cause des activités humaines : le dodo, oiseau de l’île Maurice, a disparu à la fin du XVIIe siècle.
À retenir
5. La biodiversité d’hier : fossiles et temps long
- Un fossile est un reste (coquille, os, dent) ou une trace (empreinte de pas) d’un être vivant, conservé dans une roche. Peu d’êtres vivants se fossilisent : il faut en général qu’ils soient vite recouverts de sédiments.
- Dans des couches de roches restées en place, les couches du dessous sont en général les plus anciennes.
- Les dinosaures non aviens ont disparu il y a 66 millions d’années ; notre espèce existe depuis environ 300 000 ans. Aucun humain n’a donc vu de dinosaure non avien.
- Les scientifiques classent aujourd’hui les oiseaux parmi les dinosaures : ils descendent de petits dinosaures à plumes. D’où l’expression « dinosaures non aviens » pour ceux qui ont disparu.
- Un savoir scientifique s’appuie sur des observations et des mesures que d’autres peuvent vérifier ; il peut être corrigé par de nouvelles preuves. Une opinion est un avis personnel, qui ne se démontre pas.
| Formation de la Terre | environ 4,6 milliards d’années |
| Disparition des ammonites et des dinosaures non aviens | 66 millions d’années |
| Apparition de notre espèce | environ 300 000 ans |
À retenir
6. Reconstituer un paysage du passé
- Principe d’actualisme : on suppose que les êtres vivants du passé avaient les mêmes exigences que leurs proches parents actuels. Les fossiles d’une roche renseignent ainsi sur le milieu où elle s’est formée : c’est un paléoenvironnement.
- Les coraux qui construisent des récifs vivent aujourd’hui dans des mers chaudes, peu profondes et claires. Dans l’est du Bassin parisien (Meuse, Bourgogne), des calcaires vieux d’environ 160 millions d’années contiennent des récifs de coraux fossiles, avec des ammonites et des oursins : il y avait là une mer chaude et peu profonde.
- Les fougères arborescentes vivent aujourd’hui dans des forêts au climat chaud et humide. Le charbon du nord de la France, vieux d’environ 300 millions d’années, contient des empreintes de fougères arborescentes et de prêles géantes : le climat y était chaud et humide.
- En un même lieu, la biodiversité change au cours des temps géologiques : là où vivent aujourd’hui chênes, hêtres et chevreuils, il y avait autrefois un récif de coraux. On reste prudent : plus les espèces fossiles sont éloignées des espèces actuelles, moins l’actualisme est sûr, et l’on croise plusieurs indices.
À retenir
7. Les grandes crises biologiques
- Une crise biologique (ou extinction massive) est la disparition d’un grand nombre d’espèces, dans de nombreux groupes, en un temps court à l’échelle géologique.
- Les scientifiques en distinguent cinq grandes. La plus grave est celle de la fin du Permien (environ 252 millions d’années) : on estime que plus de 80 % des espèces marines ont disparu, dont les derniers trilobites.
- La fin du Crétacé (environ 66 millions d’années) voit disparaître les dinosaures non aviens et les ammonites. Les causes les plus étudiées sont la chute d’une météorite géante au Mexique et d’immenses éruptions volcaniques en Inde.
- Après une crise, des groupes survivants se diversifient : après la fin du Crétacé, les mammifères et les oiseaux se diversifient beaucoup.
- Aujourd’hui, des espèces disparaissent beaucoup plus vite que le rythme naturel moyen, à cause des activités humaines (destruction des milieux, pollution, chasse et pêche excessives, espèces introduites, changement climatique). Certains scientifiques parlent d’une « sixième extinction » ; on débat encore pour savoir si elle a déjà l’ampleur des cinq grandes.
| Grande crise | Il y a environ |
|---|---|
| Fin de l’Ordovicien | 445 millions d’années |
| Fin du Dévonien | 372 millions d’années |
| Fin du Permien (la plus grave) | 252 millions d’années |
| Fin du Trias | 201 millions d’années |
| Fin du Crétacé (dinosaures non aviens, ammonites) | 66 millions d’années |
1. Il y a 540 millions d’années, la vie se diversifie dans les océans. La courbe schématise le nombre d’espèces.
Exemple
Raisonner pas à pas
Observation : les pissenlits de montagne sont petits, ceux de plaine sont grands. Hypothèse : cette différence est-elle héréditaire, ou due au milieu ? Expérience (réalisée par le botaniste Gaston Bonnier à la fin du XIXe siècle) : on coupe une même plante en deux ; une moitié est replantée en montagne, l’autre en plaine (le témoin). Les deux moitiés ont exactement la même hérédité : seul le milieu change. Résultat : la moitié de montagne reste petite, celle de plaine devient grande. Conclusion : ici, la petite taille n’est pas héréditaire, elle est causée par le milieu.
Attention
Méthode : même espèce ou pas ? 1) Je ne me fie pas à la ressemblance seule (races, dimorphisme sexuel, espèces jumelles). 2) Je me demande : peuvent-ils se reproduire ensemble ? 3) Leurs descendants sont-ils fertiles ? Deux « oui » : même espèce. Un descendant stérile (mulet) : deux espèces. Pour un caractère, je me demande s’il est transmis aux descendants (héréditaire) ou acquis au cours de la vie.
Attention
Rappel du CM. Tu sais déjà que les êtres vivants sont très variés, que certains ont disparu et qu’on les connaît grâce aux fossiles. En 6e, tu définis précisément l’espèce, tu distingues variations héréditaires et non héréditaires, tu nommes une espèce avec une clé de détermination, tu reconstitues un paysage du passé à partir de fossiles, tu places les grandes crises biologiques sur une frise, tu manies les millions d’années et tu sépares savoir scientifique et opinion.
Les exercices
Niveau 1 · Découverte
Les bases, pas à pas.Niveau 2 · Entraînement
Les pièges classiques.Niveau 3 · Expert
Pour aller plus loin.