B12 · L'Homme et son environnement
Grands règnes du vivant, évolution et biodiversité
Présenter la classification des grands groupes d'êtres vivants et les critères qui les distinguent. Introduire les mécanismes de l'évolution et l'intérêt de la biodiversité pour la santé humaine.
Santé, société, humanité et santé publique7 min de lecture17 QCM corrigés
Classer la diversité du vivant
La classification biologique organise les êtres vivants à partir de caractères partagés. Elle ne vise pas seulement à les nommer : elle cherche à traduire leur histoire évolutive, c'est-à-dire leurs relations de parenté issues d'ancêtres communs.
Les rangs taxonomiques classiques s'emboîtent selon une hiérarchie allant notamment du domaine à l'espèce, en passant par le règne, l'embranchement, la classe, l'ordre, la famille et le genre. Les classifications modernes privilégient toutefois les groupes fondés sur la parenté plutôt que le seul découpage en rangs fixes.
Un clade est dit monophylétique. À l'inverse, un groupe qui exclut certains descendants de l'ancêtre commun ne représente pas complètement l'histoire évolutive. Les classifications sont donc révisables lorsque de nouvelles données morphologiques, biochimiques ou moléculaires modifient les parentés établies.
Les trois domaines cellulaires
Le niveau le plus large de la classification actuelle distingue trois domaines : Bactéries, Archées et Eucaryotes. Les critères essentiels sont l'organisation cellulaire, la nature des membranes, la structure du génome et les mécanismes moléculaires d'expression des gènes.
Une cellule procaryote ne possède pas de noyau délimité par une enveloppe : son ADN se trouve dans le cytoplasme. Une cellule eucaryote possède un noyau et des compartiments intracellulaires spécialisés. La distinction entre Bactéries et Archées repose surtout sur des différences moléculaires et biochimiques ; leur apparence procaryote commune ne signifie donc pas qu'elles appartiennent au même domaine.
Les grands groupes d'eucaryotes
Les Eucaryotes comprennent plusieurs grandes lignées. La présentation traditionnelle distingue notamment les animaux, les végétaux, les champignons et un ensemble très divers d'eucaryotes regroupés sous le terme historique de protistes.
- Les animaux sont pluricellulaires, hétérotrophes et dépourvus de paroi cellulaire.
- Les végétaux sont principalement pluricellulaires, autotrophes grâce à la photosynthèse et pourvus d'une paroi cellulaire.
- Les champignons sont hétérotrophes, absorbent les nutriments présents dans leur milieu et possèdent une paroi de composition distincte de celle des végétaux.
- Les protistes regroupent conventionnellement des eucaryotes très variés, souvent unicellulaires, qui ne forment pas nécessairement un clade unique.
Les virus ne sont pas intégrés aux trois domaines cellulaires. Ils ne possèdent pas d'organisation cellulaire ni de métabolisme autonome et ne se multiplient qu'en utilisant la machinerie d'une cellule hôte. Leur statut impose donc une classification distincte.
L'évolution, origine de la diversité biologique
Une population est un ensemble d'individus d'une même espèce vivant dans un espace commun et susceptibles de se reproduire entre eux. Un allèle est une version d'un même gène. À l'échelle génétique, l'évolution correspond notamment à une modification de la fréquence des allèles dans une population.
Produire de la variation héréditaire
La diversité génétique constitue la matière première de l'évolution. Elle provient de plusieurs processus :
- les mutations, modifications de la séquence de l'ADN, créent de nouveaux allèles ;
- la recombinaison génétique produit de nouvelles associations d'allèles lors de la reproduction sexuée ;
- le flux génétique transfère des allèles entre populations par déplacement et reproduction d'individus.
Une mutation n'apparaît pas parce qu'un organisme en a besoin. Elle survient indépendamment de son utilité éventuelle, puis son devenir dépend des processus agissant dans la population.
Modifier la fréquence des caractères
La sélection naturelle favorise la transmission des caractères héréditaires qui augmentent, dans un contexte donné, la survie ou la reproduction de leurs porteurs. Une adaptation est ainsi un caractère héréditaire devenu fréquent parce qu'il procure un avantage reproductif dans certaines conditions.
La dérive génétique peut au contraire faire augmenter, diminuer ou disparaître un allèle sans rapport avec son effet sur l'organisme. Elle est particulièrement importante lorsque l'effectif de la population est faible.
De la divergence à la formation des espèces
La spéciation est la formation de nouvelles espèces. Elle nécessite l'installation d'un isolement reproducteur, qui limite puis interrompt les échanges génétiques entre populations. Les mutations, la sélection et la dérive les font alors diverger. L'accumulation de divergences explique l'apparition progressive des lignées et, à grande échelle, la diversité du vivant.
La biodiversité et ses niveaux
La biodiversité ne se réduit donc pas au nombre d'espèces. Elle comporte trois niveaux interdépendants :
- La diversité génétique correspond à la variété des allèles au sein d'une espèce et entre ses populations.
- La diversité spécifique associe le nombre d'espèces présentes et leur abondance relative.
- La diversité des écosystèmes correspond à la variété des milieux, des communautés vivantes et de leurs fonctionnements.
Un écosystème comprend une communauté d'organismes et son milieu physicochimique. Sa résilience est sa capacité à absorber une perturbation tout en conservant ou en retrouvant ses fonctions essentielles.
Intérêt de la biodiversité pour la santé humaine
La santé humaine dépend du fonctionnement de systèmes biologiques plus larges. La biodiversité contribue à cette santé par plusieurs voies complémentaires.
Elle constitue d'abord un réservoir de ressources biologiques et génétiques. La diversité des molécules produites par les organismes soutient la recherche biomédicale et la découverte de substances d'intérêt thérapeutique. La diversité génétique des espèces utilisées par les sociétés favorise également leur capacité d'adaptation aux changements.
Elle participe ensuite aux fonctions des écosystèmes indispensables à la santé : production de matière organique, renouvellement des sols, cycles des éléments, purification de l'eau et régulation des milieux. Ces fonctions reposent sur des communautés d'organismes complémentaires ; leur altération peut donc fragiliser les conditions nécessaires à la vie humaine.
Enfin, les communautés microbiennes associées au corps humain forment des microbiotes. Leur composition et leur activité contribuent notamment aux fonctions digestives, métaboliques et immunitaires. Cette biodiversité microscopique montre que la santé ne dépend pas seulement des cellules humaines.
L'étude détaillée des relations entre espèces et des zoonoses relève de la fiche suivante. Les expositions environnementales et l'approche intégrée de la santé humaine, animale et des écosystèmes sont traitées dans les autres fiches du sous-bloc.
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