BIODIVERSITÉ: CARACTÉRISTIQUES, IMPORTANCE ET EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

La biodiversité ou biodiversité est l'abréviation de «biodiversité» et fait référence aux multiples éléments de variabilité présents chez les êtres organiques. Ce concept peut être compris à différents niveaux, qu'il soit taxonomique, fonctionnel, phylogénétique, génétique ou trophique.

Une région habitée par une seule espèce de jeune âge (d'un point de vue évolutif), composée d'individus génétiquement homogènes, répartis dans des zones géographiques discrètes et dans une gamme étroite d'habitats, sera un écosystème à faible biodiversité.

La biodiversité comprend les différentes espèces - et leur variation biologique - au sein d'une région.

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En revanche, un habitat avec plusieurs espèces - certaines anciennes, d'autres dont le processus de spéciation s'est produit récemment - dont le matériel génétique est hétérogène et largement distribué, serait une région à forte diversité.

Cependant, haut et bas sont des termes relatifs. Par conséquent, il existe plusieurs indices et paramètres qui permettent de quantifier la diversité d'une région, comme l'indice de Shannon et Simpson, entre autres. En se basant sur eux, on constate que la répartition des organismes vivants n'est pas homogène sur la planète. On trouve généralement plus de diversité à mesure que nous nous rapprochons des tropiques.

La biodiversité peut être étudiée en utilisant deux disciplines complémentaires: l'écologie et la biologie évolutive. Les écologistes se concentrent principalement sur les facteurs qui influencent la diversité locale et qui opèrent sur de courtes périodes de temps.

Les biologistes évolutionnistes, pour leur part, se concentrent sur des échelles de temps plus élevées et se concentrent sur les événements d'extinction, la génération d'adaptations et la spéciation, entre autres.

Au cours des 50 dernières années, la présence humaine, le réchauffement climatique et d'autres facteurs ont modifié la distribution et la diversité d'un nombre important d'espèces. La connaissance et la quantification de la biodiversité sont des éléments essentiels pour la formulation de solutions à ce problème.

Qu'est-ce que la diversité biologique?

La première personne à utiliser le terme biodiversité dans la littérature écologique fut E. O Wilson en 1988. Cependant, le concept de diversité biologique est en développement depuis le 19ème siècle et est encore largement utilisé aujourd'hui.

La biodiversité fait référence à la diversité des formes de vie. Cela s'étend à tous les niveaux d'organisation et peut être classé d'un point de vue évolutif ou écologique (fonctionnel).

Autrement dit, la diversité n'est pas seulement comprise en termes de nombre d'espèces. La variabilité à d'autres niveaux taxonomiques et environnementaux a également une influence, comme nous le verrons plus loin.

La biodiversité est étudiée depuis l'époque aristotélicienne. La curiosité intrinsèque de la vie et la nécessité d'établir l'ordre ont conduit les philosophes à étudier les différentes formes de vie et à établir des systèmes de classification arbitraires. Ainsi sont nées les sciences de la systématique et de la taxonomie, et donc l'étude de la diversité.

Caractéristiques de la biodiversité

Diversité génétique

La diversité biologique peut être étudiée à différentes échelles, en commençant par la génétique. Un organisme est constitué de milliers de gènes regroupés dans son ADN, qui est organisé à l'intérieur de ses cellules.

Les différentes formes que l'on trouve d'un gène (appelées allèles), et les variations de chromosomes entre individus constituent la diversité génétique. Une petite population dont le génome est homogène parmi ses membres est quelque peu diversifiée.

La variabilité génétique que l'on retrouve chez les individus d'une même espèce est le résultat d'une série de processus tels que: mutations, recombinaison, polymorphismes génétiques, isolement du pool de gènes, pressions sélectives locales et gradients, entre autres.

La variation est la base de l'évolution et de la génération des adaptations. Une population variable peut réagir à des modifications des conditions environnementales, tandis que la faible variation peut se traduire par un déclin de la population ou, dans des cas extrêmes, peut conduire à l'extinction locale de l'espèce.

De plus, la connaissance du degré de variabilité génétique d'une population est essentielle si l'on veut établir des plans de conservation efficaces, car ce paramètre affecte la résilience et la persistance de l'espèce.

Diversité individuelle

À ce niveau d'organisation, nous trouvons des variations en termes d'anatomie, de physiologie et de comportement chez les organismes individuels.

Diversité de la population

En biologie, nous définissons les populations comme un ensemble d'individus de la même espèce qui coexistent dans le temps et l'espace, et qui peuvent potentiellement se reproduire.

Au niveau de la population, la variation génétique des individus qui la composent contribue à la biodiversité et, encore une fois, est à la base de l'évolution adaptative. Un exemple clair de ceci est la population humaine, où tous les individus présentent des variations phénotypiques appréciables.

Les espèces qui n'ont pas de variation génétique et qui ont des populations uniformes sont plus sujettes à l'extinction, à la fois pour des causes environnementales et anthropiques.

Diversité au niveau des espèces

Si nous montons au niveau de l'organisation, nous pouvons analyser la biodiversité en termes d'espèces. La biodiversité est souvent étudiée par les écologistes et les biologistes de la conservation à ce niveau.

Diversité au-dessus du niveau de l'espèce

Nous pouvons continuer à analyser la biodiversité au-dessus du niveau des espèces. Autrement dit, en tenant compte d'autres niveaux de classification taxinomique tels que les genres, les familles, les ordres, etc. Cependant, cela est plus courant dans les études liées à la paléontologie.

On peut ainsi remonter d'échelle, jusqu'à trouver les comparaisons faites par la biogéographie, qui n'est rien d'autre que la reconnaissance d'une richesse différentielle des espèces dans de grandes régions géographiques.

Comment la biodiversité est-elle mesurée?

Pour les biologistes, il est important de disposer de paramètres permettant de quantifier la biodiversité. Pour accomplir cette tâche, il existe différentes méthodologies, qui peuvent être mesurées d'un point de vue fonctionnel ou théorique.

Les catégories de mesures fonctionnelles comprennent la diversité génétique, des espèces et des écosystèmes. La perspective théorique est basée sur la diversité alpha, bêta et gamma. De même, une communauté peut être évaluée en décrivant ses attributs physiques.

L'utilisation d'indices statistiques mesurant la diversité des espèces est courante. Celles-ci combinent deux mesures importantes: le nombre total d'espèces dans l'échantillon et leur abondance relative. Ensuite, nous décrirons les mesures et les indices les plus utilisés par les écologistes.

Diversité alpha, bêta et gamma

La diversité alpha, bêta et gamma sont les trois niveaux de diversité reconnus par l'UICN (Union internationale pour la conservation de la nature). Cette approche a été proposée par l'écologiste végétal Robert Harding Whittaker en 1960 et est toujours utilisée aujourd'hui.

La diversité alpha est le nombre d'espèces au niveau local, c'est-à-dire au sein d'un habitat ou d'une communauté écologique. Le bêta est la différence de composition des espèces entre les communautés. Enfin, le gamma montre le nombre d'espèces au niveau régional.

Cependant, cette division se heurte à un inconvénient lorsque nous allons définir la zone locale et comment nous pouvons objectivement délimiter une région - au-delà de simples frontières politiques qui n'ont aucun sens biologiquement.

La définition des limites est affectée par la question d'étude et le groupe impliqué, de sorte que les questions ci-dessus n'ont pas de réponse évidente.

Dans la plupart des études écologiques liées à la biodiversité, l'accent est généralement mis sur la diversité alpha.

Diversité alpha

La diversité alpha est généralement exprimée en termes de richesse et d'équité en espèces. Lors de l'échantillonnage effectué, le lieu ou la zone choisi par le chercheur représente l'ensemble de la communauté. Ainsi, faire une liste du nombre et du nom des espèces qui y vivent est la première étape de la mesure de la biodiversité d'une zone.

Le nombre d'espèces au sein d'une communauté ou d'une zone est la richesse en espèces. Connaissant ce paramètre, nous procédons à l'analyse d'autres critères, à savoir: l'unicité taxonomique, la divergence taxinomique, la signification écologique et les interactions entre espèces, entre autres.

En règle générale, la richesse spécifique - et la biodiversité en général - augmente lorsque nous étendons la zone que nous analysons ou lorsque nous passons d'une longitude et d'une latitude plus grandes à plus petites (vers l'équateur).

Nous devons tenir compte du fait que toutes les espèces ne contribuent pas de la même manière à la diversité de la zone. D'un point de vue écologique, les différentes dimensions de la biodiversité sont représentées par un certain nombre de niveaux trophiques et une variété de cycles de vie qui contribuent différemment.

La présence de certaines espèces dans la zone a la capacité d'augmenter la diversité d'une communauté écologique, alors que celle d'autres non.

Diversité bêta

La diversité bêta est une mesure de la diversité entre les communautés. C'est une mesure du taux et du degré de changement des espèces sur un gradient ou d'un habitat à un autre.

Par exemple, cette mesure étudierait la comparaison de la diversité le long de la pente d'une montagne. La diversité bêta met également l'accent sur le changement temporel de la composition des espèces.

Diversité gamma

La diversité gamma quantifie la diversité à partir d'un niveau spatial plus élevé. Celui-ci est chargé d'expliquer la diversité des espèces dans une large aire géographique. Fondamentalement, c'est le produit de la diversité alpha et du degré de différenciation (bêta) entre eux.

Ainsi, la diversité gamma est la vitesse à laquelle des espèces supplémentaires sont trouvées et étudie leur remplacement géographique.

Indices de diversité des espèces

En écologie, les indices de diversité sont largement utilisés, dans le but de le quantifier à l'aide de variables mathématiques.

Un indice de diversité est défini comme un résumé statistique qui mesure le nombre total d'espèces locales qui existent dans différents habitats. L'indice peut être soit la dominance, soit l'équité (le terme uniformité est utilisé en anglais).

Indice de diversité de Shannon

L'indice de Shannon, ou indice de Shannon-Weaver, est couramment utilisé pour mesurer une biodiversité spécifique. Il est représenté en utilisant un H ', et les valeurs d'index fluctuent uniquement entre des nombres positifs. Dans la plupart des écosystèmes, les valeurs vont de 2 à 4.

Les valeurs inférieures à 2 sont considérées comme relativement peu diverses, par exemple dans un désert. Alors que les valeurs supérieures à 3 indiquent une grande diversité, comme une forêt néotropicale ou un récif.

Pour calculer la valeur de l'indice, le nombre d'espèces (richesse) et leur nombre relatif (abondance) sont pris en compte. La valeur maximale de l'indice est généralement proche de 5 et la valeur minimale est de 0, là où il n'y a qu'une seule espèce - c'est-à-dire qu'il n'y a pas de diversité. Un écosystème avec un indice de Shannon 0 peut être une monoculture.

Indice de diversité Simpson

L'indice de Simpson est représenté par la lettre D et mesure la probabilité que deux individus sélectionnés au hasard dans un échantillon appartiennent à la même espèce - ou à une autre catégorie taxonomique.

De la même manière, l'indice de diversité de Simpson est exprimé comme 1 - D (l'indice expliqué dans le paragraphe précédent). La valeur est comprise entre 0 et 1 et, contrairement au cas précédent, elle représente la probabilité que deux individus pris au hasard appartiennent à des espèces différentes.

Une autre façon de l'exprimer en utilisant l'indice réciproque: 1 / D. De cette façon, la valeur de 1 se traduit par une communauté avec une seule espèce. À mesure que la valeur augmente, cela indique une plus grande diversité.

Bien que l'indice de Shannon et l'indice Simpson soient les plus populaires dans la littérature écologique, il en existe d'autres comme l'indice de Margalef, McIntosh et Pielou, entre autres.

Pourquoi devrions-nous quantifier la biodiversité?

Dans la section précédente, nous avons décrit en détail les différents outils mathématiques dont disposent les écologistes pour quantifier la diversité biologique. Cependant, à quoi servent ces valeurs?

Les mesures de la biodiversité sont essentielles si vous souhaitez suivre les fluctuations de la diversité, en fonction des changements environnementaux qui dégradent les écosystèmes, à la fois naturels et artificiels.

La biodiversité comme résultat de l'évolution: comment la diversité biologique est-elle générée?

La vie sur Terre a commencé il y a au moins 3,5 milliards d'années. Pendant cette période de temps, les êtres organiques ont rayonné sous les diverses formes que nous observons sur la planète aujourd'hui.

Différents processus évolutifs sont responsables de cette énorme diversité. Parmi les plus importants, nous avons les suivants: la libération de la concurrence, la divergence écologique et la coévolution.

Libération de la concurrence

Diverses études, axées à la fois sur les espèces actuelles et éteintes, ont montré que les lignées d'organismes ont tendance à se diversifier rapidement s'il existe des opportunités écologiques, c'est-à-dire des niches «vacantes».

Lorsqu'un groupe d'organismes colonise une région exempte de prédateurs et avec peu de concurrence (une île inhabitée, par exemple), il a tendance à se diversifier, occupant les niches écologiques disponibles. Ce phénomène est appelé rayonnement adaptatif.

Par exemple, après l'extinction des dinosaures, il restait plusieurs niches libres qui ont ensuite été occupées par le rayonnement des mammifères.

Divergence écologique

Il existe des adaptations clés qui permettent aux organismes d'occuper un certain nombre de niches écologiques. Ces organismes occupent la même zone adaptative, ils occupent donc des «espaces écologiques» similaires. Lorsque deux espèces partagent des niches écologiques très similaires, la concurrence augmente entre elles.

Selon les théories écologiques, deux espèces ne peuvent pas rivaliser indéfiniment car une espèce finira par déplacer l'autre. Un autre scénario possible est que l'une des espèces est capable d'exploiter une autre ressource, dans le but de réduire la concurrence avec son partenaire.

De cette manière, la capacité des espèces à exploiter de nouvelles ressources et à utiliser de nouveaux habitats a contribué à l'augmentation de la diversité biologique au fil du temps.

Coévolution

Les différentes interactions qui peuvent exister entre des organismes d'espèces différentes ont des conséquences évolutives et sont responsables d'une partie de la biodiversité. Certaines espèces fournissent des ressources à leurs partenaires. Ainsi, la diversification de l'une d'entre elles se traduit par la diversification des autres espèces.

La coévolution entre les prédateurs et leurs proies est également considérée comme une source de diversité. Si le prédateur génère une nouvelle adaptation, celle-ci est (dans certains cas) accompagnée d'une adaptation chez la proie.

Un exemple très illustratif de coévolution et de biodiversité est le nombre élevé d'angiospermes, lié à la diversité de leurs invertébrés pollinisateurs.

Importance

La société humaine dépend de la biodiversité de plusieurs manières. Généralement, la valeur de la biodiversité peut être un concept subjectif et dépend de chaque personne, donc cette valeur est classée comme une valeur intrinsèque ou inhérente et une valeur instrumentale ou extrinsèque.

Valeur intrinsèque et extrinsèque

Une valeur extrinsèque est déterminée par l'utilisation ou l'application qu'elle peut avoir dans la société humaine - comme la production d'aliments, de médicaments, entre autres. De même, la valeur extrinsèque pourrait s'appliquer aux avantages pour d'autres êtres vivants, mais les humains sont souvent pris en compte.

Par exemple, divers insectes, oiseaux et mammifères jouent des rôles de pollinisateurs dans les écosystèmes, facilitant la reproduction d'un nombre important de plantes économiquement importantes. Les abeilles et les chauves-souris en sont des exemples.

En revanche, la valeur intrinsèque de la biodiversité est étrangère aux services écosystémiques que les êtres vivants peuvent fournir aux environnements. Cela part du principe que chaque organisme a droit à la vie, tout comme les humains l'ont.

Cette valeur n'est pas liée à l'apparence ou à l'esthétique de l'organisme, puisque ce paramètre fait partie des valeurs extrinsèques. Comme le concept a une forte composante philosophique, il se caractérise par sa difficulté à comprendre. Certains économistes, par exemple, estiment que leur définition est incomplète.

Autres classifications

Il existe d'autres manières de classer l'importance de la biodiversité, en distinguant les organismes ayant une certaine valeur économique pour le marché et ceux qui n'en ont pas.

D'autres classifications sont plus complexes et comprennent plus de catégories. Par exemple, la classification proposée par Kellert (1996) comprend neuf catégories: utilitariste, naturaliste, écologico-scientifique, esthétique, symbolique, humaniste-moralisante, dominioniste et négativiste.

Biodiversité en Amérique latine

En Amérique latine, nous trouvons une vaste diversité biologique. Actuellement, un grand nombre des écosystèmes de ces régions sont menacés, principalement par des facteurs anthropiques.

Pour cette raison, dans la plupart des pays, il existe des zones protégées telles que des parcs, des réserves, des sanctuaires et des monuments naturels qui cherchent à protéger les espèces de la région.

Ci-dessous, nous décrirons la biodiversité des pays d'Amérique latine les plus pertinents, avec la plus grande diversité mondiale.

Biodiversité au Mexique

Le Mexique, en termes de nombre d'espèces, est un pays extrêmement diversifié qui compte près de 70 000 espèces animales et végétales, dont plus de 900 sont endémiques de la région. Il occupe l'une des premières positions en termes de diversité dans le monde.

Cette vaste biodiversité est attribuée à plusieurs facteurs, principalement à la situation et à la topographie complexes du pays et à la diversité climatique. Au niveau de l'écosystème, le Mexique est tout aussi diversifié, présentant toutes sortes d'environnements naturels et d'écorégions.

Biodiversité en Colombie

Ce pays mégadivers compte plus de 62 000 espèces, dont plusieurs sont endémiques de Colombie. Il abrite le plus grand nombre d'espèces d'oiseaux et d'orchidées au monde.

En ce qui concerne les écosystèmes, on retrouve une grande diversité de régions. La diversité colombienne est généralement regroupée dans les soi-disant «points chauds de diversité», qui correspondent aux régions andine et de Tumbes-Chocó-Magdalena.

Biodiversité au Pérou

Grâce à son relief et à sa situation géographique, le Pérou est un pays d'une grande biodiversité. En fait, c'est aussi dans les pays mégadivers. Beaucoup de ses espèces sont endémiques de la région.

Il est varié en termes d'écosystèmes, avec des espèces océaniques typiques (influencées par les courants Niño et Humboldt), des déserts côtiers, différents types de forêts, des puna, des mangroves, des prairies, du páramo, de l'Amazonie et des savanes, entre autres..

Biodiversité en Argentine

L'Argentine est un pays caractérisé par une grande biodiversité qui fait la vie sur son immense territoire géographique. Avec des environnements montagneux, des savanes et des climats subtropicaux, l'Argentine abrite un grand nombre de plantes et d'animaux, mettant en évidence la présence de grands félins et de mammifères aquatiques.

Biodiversité au Venezuela

Le Venezuela est un pays mégadivers avec plus de 20 000 espèces d'animaux et de plantes réparties sur tout le territoire. Comme dans les pays susmentionnés, la diversité est souvent attribuée à l'hétérogénéité climatique et topographique.

En termes d'écosystèmes, le Venezuela présente toutes sortes de régions, y compris les forêts, les plaines, les páramos, les savanes, les montagnes, les déserts, etc., chacune avec son groupe typique d'espèces. Comme dans les pays précédents, un grand nombre d'espèces sont endémiques de la région.

Biodiversité en Europe

Biodiversité en Espagne

L'Espagne se distingue par l'une des plus grandes biodiversité de toute l'Europe, soulignant la présence de mammifères et de reptiles.

Son état de péninsule lui confère une grande variabilité en termes de climat, ce qui est un facteur déterminant dans le nombre d'espèces et le différenciant du reste de l'Europe. Le relief montagneux est également une variable importante.

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