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Fiche de l’élève

Mesurer la biodiversité

Michael Branstetter © Michael Branstetter

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Un papillon de nuit de l’espèce Rothschildia orizaba.

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Lecture préparatoire

Qu’est-ce que la biodiversité?

Le terme biodiversité, qui est composé des mots biologique et diversité, désigne la variété de toutes les formes de vie sur Terre, c’est-à-dire les plantes, les animaux et les organismes microscopiques ainsi que leurs caractéristiques propres.

La diversité des espèces est le type de biodiversité le plus connu, mais il existe divers autres « niveaux » :

  • La diversité des écosystèmes concerne la variété des habitats, des communautés qui y vivent et des processus écologiques.
  • La diversité des espèces désigne la variété des espèces en un lieu donné.
  • La diversité génétique est la diversité des traits génétiques au sein d’une espèce.

Pourquoi la biodiversité revêt-elle une telle importance?

Michael Branstetter © Michael Branstetter

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Charançon du genre Rhodobaenus.

L’écosystème est tributaire des contributions et des interactions combinées des organismes qu’il abrite. La perte d’une espèce, quelle qu’elle soit, peut empêcher l’écosystème de fonctionner de façon optimale.

Un écosystème très diversifié biologiquement résiste mieux aux changements de l’environnement.

La biodiversité nous fournit nourriture, matériaux et médicaments.

La biodiversité est à l’origine de processus qui contribuent à la qualité de l’eau et à la régulation du climat et de l’air que nous respirons.

La biodiversité est également une source d’inspiration, de beauté et d’émerveillement.

Indice de biodiversité

À priori, la notion de biodiversité est simple : il s’agit de la variété totale des formes de vie sur Terre, du niveau des gènes jusqu’à celui de l’écosystème.

Mais mesurer une notion si riche de façon utile pose problème. Logiquement, on ne peut réduire cette mesure à un seul nombre.

Un indice de biodiversité fournit un moyen particulier de mesurer la biodiversité. Les scientifiques ont recours à plusieurs indices et donc à plusieurs moyens de mesurer la biodiversité. Pour répondre à une question, un seul indice ne suffit pas toujours. Pour résoudre des problèmes de conservation, il faut bien souvent utiliser plusieurs types de mesure.

Richesse des espèces

L’indice le plus courant de biodiversité est la richesse des espèces, c’est-à-dire le nombre d’espèces représentées en un lieu donné. Utiliser le nombre d’espèces comme mesure de la biodiversité se justifie puisque tout le monde comprend à peu près la notion d’« espèce ».

De plus, les scientifiques eux-mêmes s’entendent généralement davantage sur l’espèce que sur les autres échelons taxinomiques. Enfin, les espèces conservent normalement leurs gènes en leur sein et possèdent donc une évolution propre.

Équitabilité des espèces

Michael Branstetter © Michael Branstetter

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Un crotale des montagnes, Cerrophidion godmani.

L’équitabilité des espèces est un autre moyen de mesurer la biodiversité. Elle désigne la distribution plus ou moins égale des individus au sein des espèces.

En d’autres mots, elle renseigne sur l’abondance relative des différentes espèces ou la proportion des individus en leur sein. Par exemple, un site contenant un millier d’espèces peut apparaître peu diversifié si 99,9 % des organismes appartiennent à une même espèce.

Indice de Simpson

© iStockphoto.com/Todd Winner

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Un môle, Mola mola.

Il existe plusieurs indices qui incorporent différentes mesures de la biodiversité.

L’un d’entre eux est l’indice de Simpson.

Il combine la richesse et l’équitabilité des espèces.

Activité 1 : Discussion sur la biodiversité

1.1 Qu’est-ce que signifie la biodiversité pour vous? Discutez-en en classe.

Activité 2 : Richesse et équitabilité des espèces

Visionnez la présentation PowerPoint Mesurer la biodiversité, puis répondez aux questions suivantes :

2.1 Quel site présente la richesse d’espèces la plus élevée?

2.2 Quel site est le plus diversifié selon l’indice de Simpson? (Indice : D le plus faible).

2.3 Existe-t-il des sites ayant à la fois un faible indice de Simpson et une richesse élevée des espèces? Lequel ou lesquels?

2.4 Quelle est la meilleure mesure de biodiversité?

Est-ce :

  • le nombre total d’espèces d’une région?
  • la répartition uniforme des espèces dans la zone?
  • la présence d’espèces rares?
  • la présence d’espèces ayant différentes « fonctions » dans l’écosystème?

2.5 Pourquoi préserver la biodiversité?

2.6 De quelle façon la conservation est-elle liée à la biodiversité?

2.7 Est-il plus important de préserver les espèces rares que les plus communes?

Activité 3 : Conservation

Dans cette activité, vous utilisez des haricots de différentes couleurs pour approfondir ces notions et pour analyser de quelle façon elles sont liées à la biodiversité et à la conservation.

Imaginez que chaque couleur représente une espèce animale et que chaque haricot représente un individu de cette espèce.

3.1 Sans regarder, retirez un haricot du sac A.

Notez sa couleur dans la colonne 1 du tableau ci-dessous.

Remettez le haricot dans le sac et retirez-en un autre. Consignez la couleur dans la colonne 2.

Répétez l’opération ainsi huit fois de plus pour remplir le tableau.

Utilisez une abréviation d’une lettre pour chacune des couleurs (B pour blanc, N pour noir, etc.).

Faites la même chose pour le sac B.

Tableau 1

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Sac A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sac B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 À partir des résultats du tableau 1, faites la somme des haricots de même couleur pour chaque sac et inscrivez les totaux dans le tableau suivant. (Inscrivez la couleur des haricots en haut de chaque colonne).

Tableau 2

 

Couleur 1

 

Couleur 2

Couleur 3

Couleur 4

Couleur 5

Sac A

 

 

 

 

 

Sac B

 

 

 

 

 

3.3 Quelle différence remarquez-vous entre les sacs A et B sur le plan du nombre total de couleurs? (Indice : Est-ce qu’un sac contient plus de haricots d’une ou de plusieurs couleurs?)

3.4 Videz le sac A et comptez tous les haricots. Combien de haricots de chaque couleur contient-il?

Inscrivez les totaux de chacune des couleurs dans le tableau suivant. (Inscrivez la couleur des haricots en haut de chaque colonne).

Faites de même pour le sac B.

Tableau 3

 

Couleur 1

 

Couleur 2

Couleur 3

Couleur 4

Couleur 5

Sac A

 

 

 

 

 

Sac B

 

 

 

 

 

3.5 Si chaque couleur représente une espèce et chaque haricot un individu, combien d’espèces contient chaque sac?

Un sac en contient-il plus que l’autre?

Pouvez-vous attribuer les termes « richesse des espèces » et « équitabilité des espèces » à ces sacs?

3.6 Y a-t-il des espèces rares? Si oui, lesquelles et dans quel sac?

3.7 Est-ce que l’abondance de chaque espèce explique vos résultats du tableau 2? Expliquez.

3.8 Imaginez que chaque sac représente un site distinct où on a procédé à un échantillonnage pour étudier la biodiversité des haricots. Les haricots contenus dans chaque sac représentent tous les individus du site.

Si un changement environnemental provoque la disparition de quelques individus de couleur 4, qu’arrivera-t-il à chaque site?

3.9 Si vous aviez l’argent et les ressources pour sauver un seul site (A ou B), lequel choisiriez-vous et pourquoi?

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