- Tout d'abord, nous parlerons de la définition de la diversité des espèces.
- Ensuite, nous apprendrons les différents calculs liés à la diversité des espèces.
- Ensuite, nous examinerons quelques exemples d'endroits où la diversité des espèces est la plus faible ou la plus élevée.
- Ensuite, nous verrons la différence entre la diversité génétique et la diversité des écosystèmes.
- Enfin, nous parlerons de l'importance de la diversité des espèces.
Que signifie la diversité des espèces ?
Commençons par examiner la définition de la diversité des espèces.
Ladiversité des espèces est le nombre et l'abondance relative des différentes espèces qui occupent une zone spécifique (il peut s'agir d'un habitat, d'un biome ou de la biosphère dans son ensemble).
La diversité des espèces a deux composantes principales:
Larichesse des espèces: Le nombre d'espèces différentes qui vivent dans une zone.
Larégularité des espèces (ou abondance relative): La représentation de chaque espèce par rapport au nombre total d'individus dans une zone (Fig. 1).
Il est important de noter que deux zones présentant une richesse en espèces similaire n'ont pas nécessairement la même régularité des espèces.
Calcul de la diversité des espèces
Disons qu'il existe deux communautés forestières comprenant chacune quatre espèces d'arbres. Nous les appellerons les espèces A, B, C et D. La répartition des espèces d'arbres dans nos communautés forestières hypothétiques est la suivante :
A | B | C | D | |
Communauté 1 | 25 | 25 | 25 | 25 |
Communauté 2 | 60 | 10 | 10 | 20 |
Dans cet exemple, la richesse en espèces est égale pour les deux communautés car elles comptent toutes deux quatre espèces d'arbres, mais leur abondance relative diffère. Imagine ce à quoi ressembleraient ces deux communautés. Il serait facile de remarquer qu'il y a quatre espèces d'arbres différentes dans la communauté 1 parce qu'elles sont toutes bien représentées.
En revanche, il serait plus difficile de remarquer les différentes espèces de la communauté 2 en raison de l'abondance de l'espèce A par rapport aux autres espèces. Rien qu'en visualisant ces communautés, on peut intuitivement dire que la communauté 1 est plus diversifiée que la communauté 2.
Calcul de la diversité des espèces à l'aide de l'indice de diversité de Shannon (H)
Bien que nous puissions décrire intuitivement la diversité des espèces d'une communauté, il existe des outils utilisés pour calculer la diversité à l'aide de la richesse des espèces et de l'abondance relative. L'un de ces outils s'appelle l'indice de diversité de Shannon (H).
L' indice de diversité de Shannon mesure la diversité à travers la variété et l'abondance des espèces dans une communauté.
L'indice de diversité de Shannon peut être calculé à l'aide de l'équation suivante :
\(H = -(p_A\ln(p_A) + p_B\ln(p_B) + p_C \ln(p_C) + ...)\) | Où , A, B, C . . . sont les espèces de la communauté p est l'abondance relative de chaque espèce ln est le logarithme naturel |
Nous pouvons déterminer le ln de chaque valeur de p en utilisant la fonction "ln" d'une calculatrice scientifique. Plus la valeur de H est élevée, plus la communauté est diversifiée.
Essayons de calculer l'indice de diversité de Shannon des deux communautés forestières de l'exemple précédent.
Communauté 1 | Communauté 2 |
\(H = -(0,25 ln 0,25 + 0,25 ln 0,25 + 0,25 ln 0,25 + 0,25 ln 0,25)\) Par conséquent, H = 1,39 | \(H = -(0.6 ln 0.6 + 0.1 ln 0.1 + 0.1 ln 0.1 + 0.2 ln 0.2)\) Par conséquent, H = 1,09 |
Ces calculs montrent que, comme nous l'avions pensé intuitivement, la communauté 1 est plus diversifiée que la communauté 2.
Calcul de la diversité des espèces à l'aide de l'indice de diversité (D) de Simpson
L'indice de diversité de Simpson est un autre outil utilisé pour décrire la diversité des espèces.
L'indice de diversité de Simpson représente la probabilité que deux individus pris au hasard dans un grand ensemble appartiennent à la même espèce. Il indique le nombre de différents types d'espèces dans une communauté ainsi que le degré de dispersion de la population de chaque espèce.
L'indice de diversité de Simpson peut être calculé à l'aide de l'équation suivante :
| \(D = \sum \frac{n_i(n_i-1))}{N(N-1)}\) | Où :n est le nombre de chaque espèceN est le nombre total d'individus |
Essayons de calculer l'indice de diversité de Simpson des deux communautés forestières de l'exemple précédent. Note que plus la valeur de D est faible, plus la communauté est diversifiée.
| Communauté 1 | Communauté 2 |
| \(D = \frac{(25 (25-1) +25 (25-1) + 25 (25-1) + 25 (25-1))}{100 (100-1)}\)Par conséquent, D = 0,24 | \(D = \frac{60 (60-1) + 10 (10-1) + 10 (10-1) + 20 (20-1))}{ 100 (100-1)}\)Par conséquent, D = 0,41 |
Encore une fois, comme nous l'avons intuitionné, la communauté 1 est plus diversifiée que la communauté 2.
Les deux indices peuvent être utilisés pour calculer la diversité des espèces, mais ils sont légèrement différents : l'indice de diversité de Shannon mesure la diversité des espèces en partant du principe que toutes les espèces sont représentées dans l'échantillon et qu'elles sont échantillonnées au hasard, tandis que l'indice de diversité de Simpson donne plus de poids aux espèces dominantes ou communes.
Limites et défis du calcul de la diversité des espèces
Il peut être difficile de déterminer le nombre et l'abondance relative des espèces dans une communauté pour plusieurs raisons :
De nombreuses espèces sont assez rares, ce qui rend difficile la constitution d'un échantillon suffisamment important pour les représenter.
Certaines espèces sont difficiles à identifier en se basant uniquement sur la morphologie ; les scientifiques peuvent comparer leur séquence d'ADN à d'autres séquences d'ADN dans une base de données, mais il s'agit d'une procédure plus coûteuse.
Les espèces plus mobiles ou moins visibles - par exemple, les espèces nocturnes, les créatures des profondeurs et les micro-organismes - peuvent également être difficiles à recenser.
Exemples de diversité des espèces
Les glaciers de l'Antarctique ont un environnement rude et inhospitalier, ce qui fait que la diversité des espèces y est faible. Les îles de la Petite Sonde, en Indonésie, sont relativement récentes, de sorte que peu d'espèces les ont colonisées, ce qui les rend également pauvres en espèces.
Mais, comme pour les autres zones pauvres en espèces, les quelques espèces qui peuvent y vivre peuvent proliférer parce qu'il n'y a pas beaucoup d'autres espèces avec lesquelles rivaliser pour les ressources telles que la nourriture.
En revanche, les zones proches de l'équateur, comme la forêt amazonienne, ont tendance à présenter une plus grande diversité d'espèces. Il existe de nombreuses explications à ce phénomène. L'une d'entre elles est que les habitats et les niches écologiques sont plus diversifiés à proximité de l'équateur. Une autre explication est que la quantité d'énergie est plus élevée à l'équateur ; c'est ce qu'on appelle le gradient latitudinal de diversité (Fig. 2).
Le gradient dediversité latitudinal fait référence à un schéma observé dans le monde naturel selon lequel la richesse des espèces augmente en direction de l'équateur. Cette tendance se vérifie aussi bien dans l'hémisphère nord que dans l'hémisphère sud, ainsi que pour les espèces marines et terrestres. La latitude caractérise l'apport d'énergie solaire, l'équateur recevant l'apport le plus important.
La plus grande diversité d'espèces
Une grande diversité d'espèces peut être trouvée dans une variété d'écosystèmes à travers le monde. En voici quelques exemples :
Lesforêts tropicales humides: Ces forêts abritent une grande variété d'espèces végétales et animales, dont un grand nombre d'espèces endémiques qui ne se trouvent nulle part ailleurs sur Terre. Par exemple, on estime que la forêt amazonienne contient environ 10 % des espèces connues dans le monde.
Récifs coralliens: Les récifs coralliens sont des écosystèmes marins incroyablement diversifiés, avec une vaste gamme de poissons, d'invertébrés et d'autres organismes vivant dans et autour du récif. La Grande Barrière de Corail en Australie abrite plus de 1 500 espèces de poissons et 600 espèces de coraux.
Lesprairies: Les prairies sont souvent négligées pour leur diversité, mais elles abritent un large éventail d'espèces végétales et animales. La savane africaine, par exemple, abrite de grands herbivores comme les éléphants et les girafes, ainsi que des prédateurs comme les lions et les hyènes.
Leszones humides: Les zones humides sont des habitats importants pour une variété d'espèces, notamment les oiseaux, les poissons, les amphibiens et les reptiles. Les Everglades de Floride, par exemple, abritent plus de 400 espèces d'oiseaux et sont considérées comme l'une des zones les plus riches en biodiversité d'Amérique du Nord.
Lesforêts côtières: Les forêts côtières sont riches en biodiversité, avec une grande variété d'espèces végétales et animales adaptées aux conditions uniques de la côte. La forêt pluviale du nord-ouest du Pacifique en Amérique du Nord abrite un large éventail d'espèces, notamment des ours, des loups et des pygargues à tête blanche.
En quoi la diversité des espèces diffère-t-elle de la diversité génétique et de la diversité des écosystèmes ?
La diversité des espèces est l'un des trois niveaux de la biodiversité, c'est-à-dire la variété totale de la vie sur Terre. Les deux autres niveaux de diversité sont la diversité génétique et la diversité des écosystèmes.
Ladiversité génétique est le nombre de caractères héréditaires différents d'une espèce. Elle peut être observée au sein d'une même espèce : par exemple, les populations humaines présentent différents traits héréditaires (couleur des yeux, taille, teint et même maladies) qui reflètent leur diversité génétique.
D'autre part, la diversité des écosystèmes fait référence au nombre d'écosystèmes différents dans une zone donnée. Par exemple, un écosystème marin contient d'autres sous-groupes, notamment les récifs coralliens, les systèmes de mangrove, les estuaires d'eau salée et le fond de l'océan.
Diversité et stabilité des espèces
Il existe de multiples relations entre la diversité des espèces et la stabilité.
Si nous parlons de stabilité au niveau de l'écosystème, alors la diversité des espèces peut stabiliser les processus de l'écosystème à condition que les espèces aient des réponses différentes aux changements de l'environnement, de sorte que lorsqu'une espèce augmente en nombre, elle peut compenser la diminution d'une autre.
Une plus grande diversité des espèces et des gènes peut également se traduire par une plus grande chance pour les individus d'avoir des traits qui leur permettraient de s'adapter aux changements de l'environnement.
En revanche, si nous parlons de stabilité au niveau de l'espèce, une plus grande diversité des espèces peut en fait conduire à une moins grande stabilité au niveau de l'espèce. En effet, le nombre d'individus que l'on peut entasser dans une communauté a une limite. Par conséquent, lorsque le nombre d'espèces dans la communauté augmente, la taille moyenne de la population des espèces dans la communauté diminue. Avec la diminution de la taille de la population, le risque d'extinction locale est plus élevé.
Pourquoi la diversité des espèces est-elle importante ?
La diversité des espèces est importante pour des raisons biologiques, économiques et culturelles.
Lesécosystèmes sains comptent une gamme variée d'espèces, chacune jouant un rôle dans le fonctionnement de l'écosystème. Les espèces interagissent de manière à affecter la survie et la reproduction de chacune d'entre elles.
Par exemple, la plupart des plantes à fleurs sont pollinisées par des animaux tels que les oiseaux et les insectes. Cette interaction aide les plantes à fleurs à se reproduire et à se diversifier. D'autre part, les pollinisateurs mangent le pollen ou le nectar. Si les pollinisateurs tels que les abeilles disparaissaient dans une région, cela menacerait la survie des plantes à fleurs qui en dépendent et créerait un déséquilibre dans l'écosystème.
La diversité des espèces est également importante pour des raisons économiques et culturelles. La nourriture que nous mangeons, les vêtements que nous portons et même les maisons dans lesquelles nous vivons - une grande partie de ce que nous utilisons et consommons dans notre vie quotidienne provient de la nature. Même de nombreux médicaments proviennent de composés produits naturellement par divers organismes.
Par exemple, la plupart des antibiotiques sont produits par des champignons et des bactéries. Les humains de différents milieux sociaux et culturels utilisent également diverses espèces de plantes pour leurs propriétés médicinales.
Malheureusement, en raison de leur valeur, la diversité des espèces est menacée par la perte d'habitat et la surexploitation (notamment la chasse, la pêche et l'extraction) par les humains. C'est pourquoi il est essentiel que les ressources naturelles soient gérées et protégées par les individus comme par les institutions.
Diversité des espèces - Principaux enseignements
- La diversité des espèces est le nombre et l'abondance relative des différentes espèces qui occupent une zone spécifique.
- La diversité des espèces a deux composantes principales : la richesse des espèces (le nombre d'espèces différentes qui vivent dans une zone) et la régularité des espèces (la représentation de chaque espèce par rapport au nombre total d'individus dans une zone).
Nous pouvons calculer la diversité des espèces à l'aide de la diversité de Shannon (H) et de l'indice de diversité de Simpson (D).
La diversité des espèces est l'un des trois niveaux de la biodiversité, c'est-à-dire la variété totale de la vie sur Terre. Les deux autres niveaux sont : la diversité génétique (nombre de caractères différents hérités d'une espèce) et la diversité des écosystèmes (nombre d'écosystèmes différents dans une zone donnée).
La diversité des espèces est importante pour des raisons biologiques, économiques et culturelles.
Références
- Mittelbach, Gary G., et al. "Evolution and the Latitudinal Diversity Gradient : Speciation, Extinction and Biogeography." Ecology Letters, vol. 10, Blackwell Publishing, 2007, https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2007.01020.x.
- Kaufman, Dawn M. "Le gradient latitudinal de diversité : Synthèse du modèle et du processus". Centre national pour l'analyse et la synthèse écologiques, www.nceas.ucsb.edu/projects/2084/proposal.pdf. Consulté le 24 août 2022.
- Ha, Melissa, et Rachel Schleiger. "9.2 : La diversité des espèces - Biology LibreTexts." Biology LibreTexts, bio.libretexts.org, 25 juillet 2020, bio.libretexts.org/Bookshelves/Ecology/Environmental_Science_(Ha_and_Schleiger)/03%3A_Conservation/3.01%3A_The_Value_of_Biodiversity/3.1.02%3A_Species_Diversity.
- "Qu'est-ce que la biodiversité ? | eAtlas". Qu'est-ce que la biodiversité ? | eAtlas, eatlas.org.au, eatlas.org.au/content/what-biodiversity. Consulté le 24 août 2022.
- Zedalis, Julianne, et al. Manuel de biologie pour les cours de niveau avancé (Advanced Placement Biology for AP Courses). Agence de l'éducation du Texas.
- Reece, Jane B., et al. Campbell Biology. Onzième édition, Pearson Higher Education, 2016.
- "Biodiversité et stabilité des écosystèmes | Apprendre la science chez Scitable". Biodiversité et stabilité des écosystèmes | Apprendre la science chez Scitable, www.nature.com, www.nature.com/scitable/knowledge/library/biodiversity-and-ecosystem-stability-17059965. Consulté le 24 août 2022.
- Singh, Purnima. "Calculateur de l'indice de diversité de Simpson". Calculatrice de l'indice de diversité de Simpson, www.omnicalculator.com, 6 avr. 2022, www.omnicalculator.com/statistics/simpsons-diversity-index.
- "Fiche élève 1A : comment calculer la biodiversité". Département d'entomologie et de nématologie - Université de Floride, Institut des sciences alimentaires et agricoles, entnemdept.ufl.edu/hodges/protectus/lp_webfolder/9_12_grade/student_handout_1a.pdf. Consulté le 24 août 2022.
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