Biodiversité et évolution
Cours complet
Echelle simplifiée des temps géologiques
Les crises de la biodiversité ( extinction de masse des êtres-vivants )
On appelle crise biologique une période assez courte durant laquelle, à l'échelle du globe, un grand nombre d'espèces animales et végétales disparaissent simultanément.
Pour être définies comme une crise, il faut que ces disparitions soient très importantes :
• plus de 60 % des espèces ont disparues,
• touchent la plupart des espèces vivantes sans distinction
• et qu'elles se localisent sur toute la planète.
Les paléontologues connaissent et étudient ces crises grâce aux fossiles qui laissent des traces de ces disparitions massives. Ces études sont très difficiles car les scientifiques manquent d'indices sur les origines de ce qu'ils observent : on ne peut jamais être sûr qu'une absence d'espèces fossiles soit due à une crise et qu'elle s'étend à l'échelle de la planète, les observations sont souvent locales et il faut réunir toutes les informations.
À l'étude des fossiles s'ajoutent les études géologiques qui nous donnent des informations sur : la superposition des roches, la datation, les traces de météorites, les traces d'activités volcaniques, la composition de l'atmosphère terrestre.
Tous ces paramètres géologiques nous permettent de confirmer ou non la possibilité d'une crise et surtout d'en comprendre les causes, qui sont le plus souvent des catastrophes naturelles à grande échelle.
b. Les conséquences des crises
Même si les différentes crises biologiques ont été importantes, la vie sur terre n'a pas disparue, bien au contraire.
En effet, la disparition de plusieurs espèces crée d'abord des déséquilibres dans de nombreux écosystèmes et chaînes alimentaires. Mais cela élimine surtout beaucoup de prédateurs ou de compétiteurs, ce qui laisse une chance à d'autres espèces de se développer là où elle ne pouvaient pas auparavant. Ces disparitions ont laissé énormément d'espaces vides appelés niches écologiques, les territoires sont libres d'être reconquis. S'effectue alors une recolonisation des milieux par des espèces mieux adaptées à ce changement et donc avec un fort potentiel de survie.
Les crises sont donc toujours suivies d'une radiation.
Une radiation, c'est l'augmentation importante du nombre de d'espèces, c'est une phase de diversification.
La Terre se retrouve donc à nouveau peuplée et colonisée. Une nouvelle ère commence.
Une ancienne vision de la classification des êtres vivants : l'homme est au sommet de l'évolution ( ce qui est faux bien entendu )
Classification actuelle : arbre de parenté entre les êtres vivants ( arbre phylogénétique ). LUCA est le dernier ancêtre commun de tous les êtres vivants.
Dans n’importe quel arbre, il y a des branches, des nœuds et des feuilles: les feuilles représentent les individus vivant à l’heure actuelle, et grâce aux branches et aux nœuds, on peut connaitre leurs relations de parentés.
Un exemple de parenté entre certains mammifères
La fossilisation
En général, les plantes et les animaux, nous y compris, meurent, pourrissent et disparaissent sans laisser de traces. Cependant, si certaines conditions sont réunies, les organismes peuvent rester relativement bien conservés presque éternellement ! Il n'y a qu'à voir les fossiles de dinosaures âgés d'environ 230 millions d'années, ou mieux encore, les bactéries fossiles dont l'âge se compte en milliards d’années.
Il existe plusieurs types de fossiles, certains plus rares que d'autres. On appelle également fossiles les organismes congelés dans la glace et emprisonnés dans le goudron, la résine ou l'ambre. Dans ces cas, les spécimens sont conservés presque entiers. Citons pour l'exemple les mammouths retrouvés en très bon état dans le pergélisol sibérien ou les malheureux insectes englués depuis le Pléistocène dans les puits de goudron de La Brea Tar Pits, dans l'actuel Los Angeles. Mais les fossiles les plus courants se forment dans les sédiments.
La fossilisation est un long processus physico-chimique
En général, pour former un fossile, il faut que des sédiments - de la boue ou du sable - recouvrent assez rapidement la dépouille de l'organisme. Les tissus mous se décomposent très vite, donc il ne reste plus que le squelette (ou encore la coquille). Au fil du temps, les sédiments continuent à se déposer au-dessus du squelette. Celui-ci finit enterré sous des couches épaisses où la pression devient si forte qu'elle transforme les sédiments en roche dure.
À présent, le squelette est à la merci des eaux souterraines, chargées de minéraux, qui s'infiltrent dans la roche. Plusieurs cas de figure peuvent alors se présenter : soit les minéraux cristallisent à l'intérieur des os et les transforment en fossiles ; soit les os se font complètement dissoudre et la forme du squelette reste imprimée dans la roche. Les minéraux peuvent éventuellement combler l'espace laissé par les os dissous, comme s'ils remplissaient un moule. Une fois formés, les fossiles attendent d'être découverts, ce qui arrive si les strates sédimentaires remontent à la surface, suite à des bouleversements géologiques.
Fossiles et illustration de la biodiversité du passé à certaines périodes géologiques
Pikaïa , ancètre des vertévrés ( environ - 500 millions d'années, Cambrien )
Crinoïdes (animaux marins ressemblant à des plantes) du Cambrien.
Trilobite ( animal marin ) du Cambrien
Trilobite du Cambrien
Artropode ( animal marin ) du Cambrien
Méduse poulpe du cambrien
lllustration d'une mer du Cambrien ( - 500 millions d'années )
Tiktaalik, espèce de transition entre poissons et animaux terrestres, datant de - 375 millions d’années
Forêt du carbonifère ( - 300 millions d'années )
Le Jurassique, période géologique ( de - 200 à -145 millions d'années ) la plus célèbre, notamment pour le gigantisme de certaines espèces.
Fossile de T. Rex
Fossile de Nodosaure
Fossile de Eoconfuciusornis, oiseau primitif
Dinosaure à plumes
Mosasaure
Diplodocus
Le Crétacé, période allant de 145 Ma à 66,0 Ma ( extinction des dinosaures )
Hatzegopteryx
Acheroraptor vs Didelphodon et ci-dessous Spinosaurus vs T-rex
Fossile du plus vieux primate ( -80 millions d'années )
THE END OF DINOSAURS
L'ORIGINE DU MONDE
La place de l'homme dans l'évolution ( activité interactive )
Apparition des Hominidés à partir de - 7 millions d'années ( fin de l'ère Tertiaire )
Les caractéristiques propres à Homo sapiens
Le corps d’Ötzi ( Homo sapiens ), momie des glaces de 5 300 ans, a été retrouvé en 1991 dans les montagnes entre l’Autriche et l’Italie.
Reconstitution du corps et du visage d'Ötzi
Ötzi ( H. sapiens )
La colonisation des continents par les Hominidés
L'évolution du vivant et ses mécanismes
L'apparition de nouvelles espèces au cours du temps
Il arrive que l'ADN subissent des modifications naturelles de ses gènes appelées mutations qui se produisent par hasard et permettent l'apparition de nouveaux allèles. Si ces mutations ont lieu dans les cellules reproductrices, elles peuvent être transmise aux descendants qui porteront alors dans toutes leurs cellules le nouvel allèle.
Quelques mutations rares actuelles
Un exemple de mutations qui ont affecté les membres des Tétrapodes ( vertébrés à 4 membres ) et qui ont permis de faire évoluer la marche.
Les mutations du visage qui ont affecté les Hominidés
Evolution d'un mammifère marin, la baleine
Pakicetus, le « cétacé du Pakistan » est le plus vieux cétacé. C'était un animal de la taille d'un loup avec une tête "de baleine" et un corps "d'artiodactyle" (les ongulés ayant un nombre pair de doigts). Ce mammifère carnivore se nourrissait de poissons en abondance et revenait probablement sur terre pour s'accoupler et mettre bas.
- 53 millions d'années
L'ancêtre de la baleine voit ses membres postérieurs rétrécir:
- 50 millions d'années
Ambulocetus natans surnommée « la baleine qui marche » encore quadrupède, se déplaçait à la fois sur terre et dans l'eau, vivant à la manière des crocodiles.
Rodhocetus (vécut il y a 46,5 millions d'années). Il devait mesurer entre 1,5 et 5 mètres. Il s'accouplait et mettait bas sur la terre ferme. Ces animaux ressemblaient à des morses ou des lions de mer. Leurs membres postérieurs étant réduits, ils avaient la possibilité de se propulser dans l'eau.
-45 à -36 millions d'années
Basilosaurus était une baleine carnivore de 20 m de long et de 60 tonnes à l'âge adulte aux membres postérieurs atrophiés !
Megaptera
La baleine à bosse actuelle, jubarte ou rorqual à bosse est une espèce de cétacé à fanons. Elle atteint habituellement 13 à 14 mètres de long et pèse en moyenne 25 tonnes.
Evolution des plantes à fleurs
evolution fleurs.mp4Charles Darwin, le père de la théorie de l'évolution. Son histoire en dessin animé.
La théorie de l'évolution et la sélection naturelle expliquée par un petit film d'animation.
théorie de l'évolution.mp4Infographie Darwin.pdf
