La biodiversité et son évolution

• De nombreuses espèces sont présentes sur le globe, mais seul un faible pourcentage est connu grâce à différentes méthodes d'échantillonnage.
• La biodiversité spécifique correspond au nombre d'espèces vivant dans un milieu. Mais la biodiversité n'est pas qu'une collection d'espèces, elle est aussi génétique et écosystémique.
• La méthode de capture-marquage-recapture (CMR) est l'une des techniques d'échantillonnage permettant d'estimer l'abondance d'une population.

• À partir d'un échantillon d'une population, on peut estimer la fréquence des individus portant un caractère phénotypique donné. Cette fréquence permet d'estimer la proportion du caractère dans la population totale, et est donnée sous la forme d'un intervalle de confiance. Plus la taille de l'échantillon est grande, plus l'estimation est précise.

• Le modèle de Hardy-Weinberg prédit que, sous certaines conditions (taille infinie de la population, absence de migration, de mutation et de sélection, panmixie), la structure génotypique d'une population de grand effectif est stable. Pour un gène à deux allèles A et a, les fréquences alléliques f(A)=p et f(\mathrm{a})=q restent constantes au cours des générations. La distribution génotypique de la population est ainsi stable : f(\mathrm{~A} / / \mathrm{A})=p^2, f(\mathrm{a} / / \mathrm{a})=q^2, f(\mathrm{~A} / / \mathrm{a})=2 p q. Cette stabilité est appelée l'équilibre de Hardy-Weinberg.
• Les limites du modèle se manifestent par un écart entre les fréquences observées dans une population naturelle et les fréquences prédites par le modèle. Cet écart à l'équilibre de Hardy-Weinberg s'explique par les processus réels mis en jeu par les forces évolutives (mutation, sélection naturelle, dérive génétique, migration, etc.) qui modifient la composition génétique de la population au cours du temps.

• Certaines activités humaines (surexploitation, fragmentation des écosystèmes, etc.) influencent la biodiversité et ses composantes, dont l'abondance.
• Les actions humaines peuvent fragmenter un écosystème et donc les populations qui s'y trouvent en plusieurs échantillons de plus faibles effectifs. Cela entraîne un appauvrissement de la diversité génétique des populations et les rend plus vulnérables.
• La connaissance et la gestion d'un écosystème permettent de préserver la biodiversité. La biodiversité est liée à la santé humaine, la santé animale et la santé des écosystèmes, qui forment un ensemble indissociable. Cette approche, nommée « Une seule santé » (One health en anglais), vise à prendre en compte les interactions entre ces trois composantes et à promouvoir des actions coordonnées pour les protéger.

• Abondance : nombre total d'organismes d'une ou plusieurs espèces dans un espace donné.
• Biodiversité spécifique : diversité des espèces vivantes dans un espace donné.
• Dérive génétique : variation aléatoire des fréquences alléliques qui se produit en l'absence d'avantage sélectif.
• Échantillonnage : action de prélever un échantillon, c'est-à-dire une petite quantité visant à donner une idée de l'ensemble.
• Équilibre de Hardy-Weinberg : situation théorique de structure génotypique conforme aux hypothèses de Hardy-Weinberg (absence de sélection, de migration, etc.). Elle se caractérise par une stabilité des fréquences génotypiques et alléliques de génération en génération.
• Génotype : composition allélique de l'ensemble des gènes d'un individu.
• Panmixie : maintien d'une reproduction aléatoire entre individus dans une population.
• Phénotype : ensemble des caractéristiques observables d'un organisme, résultant de l'interaction entre son génome et son environnement.

• Dix millions d'espèces, voire bien plus, seraient présentes sur Terre.
• Estimation de l'abondance d'une population par CMR : N=\frac{n \cdot M}{m} \text {. }
• Dans le modèle de Hardy-Weinberg, on a :
  f_m(\mathrm{A})=f_0(\mathrm{A})=p,
  f_{\mathrm{m}}(\mathrm{a})=f_0(\mathrm{a})=q, p+q=1 .
• Actuellement, un million d'espèces de plantes et d'animaux sont menacées d'extinction.

Le modèle de Hardy-Weinberg suppose une population idéale de taille infinie dans laquelle tous les individus se reproduisent sans sélection, mutation ou migration. Pourtant, on peut appliquer ce modèle dans des populations de taille finie mais suffisamment grande.

L'être humain est responsable de la majorité des extinctions qui affectent la biodiversité. Le taux d'extinction actuel est très élevé, avec des centaines d'espèces qui disparaissent chaque jour. Cela pourrait conduire à la sixième extinction massive de l'histoire de la biodiversité.