Файл: Christian Lévêque, Jean-Claude Mounolou Biodiversité Dynamique biologique et conservation 2008.pdf

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La diversité biologique : un état des lieux

2.1.1 Les niveaux d’organisation du monde vivant

Une des caractéristiques du monde vivant est sa structuration complexe
et hiérarchisée: les atomes s’organisent en cristaux (monde inanimé)
ou en molécules, et ces molécules s’organisent à leur tour en cellules
capables de se reproduire (monde vivant). Les cellules peuvent s’agréger
et coopérer pour constituer des organismes multicellulaires. Les indivi-
dus, unis ou pluricellulaires, s’organisent en populations et en commu-
nautés multispécifiques. Si l’on prend en compte le milieu dans lequel
vivent les organismes, on accède alors à des ensembles de plus en plus
complexes appelés écosystèmes, paysages et biosphère. Dans cette échelle
hiérarchique les éléments d’un niveau d’organisation constituent les
unités élémentaires qui vont entrer dans la constitution du niveau
d’organisation supérieur. À chaque étape, émergent des structures et
des propriétés nouvelles qui sont le résultat des interactions entre les
éléments du niveau inférieur.

L’unité élémentaire du monde vivant est l’individu, porteur d’un

patrimoine génétique propre. L’ensemble de ses gènes constitue son
génotype. Une bactérie contient environ 1 000 gènes, certains champi-
gnons de l’ordre de 10 000. Il y en a un peu plus de 20 000 à 25 000
chez l’homme.

L’espèce est l’ensemble des individus susceptibles d’échanges

génétiques fertiles et féconds (voir paragraphe 2.1.3) Une espèce est
souvent répartie en populations plus ou moins isolées qui peuvent, ou
non, échanger des individus et donc des informations génétiques. La
population correspond à l’ensemble des individus d’une même espèce
biologique habitant un même milieu. C’est à ce niveau d’organisation
que s’effectue la sélection naturelle. Des populations fragmentées inter-
actives sont des métapopulations.

La taxinomie est la discipline scientifique qui consiste à nommer,
décrire et classer les êtres vivants. Cette science, très formalisée,
obéit aux instructions de codes internationaux de nomenclature.
La systématique quant à elle a pour objectifs l’étude de la diver-
sité des organismes et la compréhension des relations entre les
organismes vivants et fossiles, c’est-à-dire leurs degrés de parenté.
Ce que l’on appelle actuellement biosystématique, est une approche
moderne de la systématique qui fait appel à des informations de
différentes origines: morphologie, génétique, biologie, comporte-
ment, écologie, etc.

2.1  

La classification du vivant et ses principes

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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.

Les ensembles d’espèces délimités le plus souvent sur des bases taxi-

nomiques constituent les peuplements ou les communautés. La biocénose
est l’ensemble des populations d’espèces animales et végétales qui vivent
dans un milieu donné.

Le terme écosystème a été introduit par Tansley en 1935 pour nommer

un système écologique qui combine l’ensemble des organismes vivants
et leur environnement physico-chimique. La Convention sur la diversité
biologique définit l’écosystème comme un «complexe dynamique formé
de communautés de plantes, d’animaux et de micro-organismes, et de
leur environnement non vivant qui, par leur interaction, forment une
unité fonctionnelle». Cette définition légale n’est pas différente sur le
fond de ce que l’on trouve dans les traités d’écologie.

La biosphère (sensu stricto) est l’ensemble des organismes vivants qui

peuplent la surface de la Terre. Néanmoins on définit aussi la biosphère
(sensu lato) comme la pellicule superficielle de la planète qui renferme
les êtres vivants, et dans laquelle la vie est possible en permanence. Cet
espace comprend ainsi la lithosphère (écorce terrestre), l’hydrosphère
(ensemble des océans et des eaux continentales), et l’atmosphère
(enveloppe gazeuse de la Terre).

2.1.2 Les hiérarchies taxinomiques: 

la recherche d’un ordre évolutif et fonctionnel 
dans la diversité des espèces

La classification consiste à reconnaître et à définir des groupes ou
taxons 

–

 c’est-à-dire un ensemble d’organismes possédant en commun

au moins un caractère particulier 

–

 et à les classer dans des ensembles

hiérarchisés. D’abord basée à la Renaissance sur l’idée d’une classifi-
cation descendante (division a priori de grandes classes en sous-classe),
la taxinomie a évolué vers une classification ascendante qui consiste à
regrouper des taxa apparentés en taxa d’ordre supérieur. La classifica-
tion du monde vivant postule que les espèces appartenant aux mêmes
taxa partagent un certain nombre de caractéristiques morphologiques,
biologiques et écologiques communes qui diffèrent de celles d’autres
taxa.

Les naturalistes du monde entier utilisent un même système de nomen-

clature générale proposé par Linné pour nommer et classer les espèces.
Dans cette classification biologique, à chaque rang de la hiérarchie
correspond un nom de taxon. À la base, le système binominal est consti-
tué d’un nom de genre suivi d’un nom d’espèce. Chacune des catégories
supra-spécifiques (genre, famille, ordre, division, classe, phylum, etc.)

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La diversité biologique : un état des lieux

sert à rendre compte des degrés de parenté entre les taxons de rang
inférieur (voir tableau 2.1).

On a utilisé divers critères pour hiérarchiser les taxons. La hiérarchie

phénétique est fondée sur la similitude des formes ou des caractères
morphologiques entre les espèces. La taxonomie numérique fait l’hypo-
thèse que les organismes qui partagent des caractéristiques communes
(traits homologues) ont une histoire évolutive similaire, sans préjuger
pour autant de leur généalogie. Cependant, les convergences morpho-
logiques au cours de l’évolution ont pu conduire à des regroupements
discutables. Ainsi, les Dipneustes (poissons à poumons fonctionnels tels
que le Protopterus) sont plus proches morphologiquement du saumon
que de la vache, mais ils ont avec la vache un ancêtre commun plus
récent qu’avec le saumon. Comment faut-il donc classer les Dipneustes?

La hiérarchie phylogénétique est fondée quant à elle sur la parenté

évolutive de groupes issus d’ancêtres communs. La classification cladis-
tique (parfois appelée classification hennigienne) part du principe qu’au
cours de l’évolution une espèce ancestrale donne naissance à deux
espèces filles. Un groupe d’espèce est dit monophylétique lorsqu’il
dérive d’un seul ancêtre commun, alors qu’un groupe polyphylétique
comprend des espèces qui présentent des ressemblances, mais ne
descendent pas toutes en ligne directe d’un ancêtre commun. Chez les

T

ABLEAU 

2.1    C

LASSIFICATION

BIOLOGIQUE

HIÉRARCHIQUE

DE

TROIS

ESPÈCES

ANIMALES

.

Niveau

Espèce 1

Espèce 2

Espèce 3

Domaine

Eucaryotes

Eucaryotes

Eucaryotes

Règne

Animal

Animal

Animal

Embranchement

Arthropodes

Arthropodes

Chordés

Classe

Insectes

Crustacés

Mammifères

Ordre

Diptères

Décapodes

Primates

Famille

Nématocères

Caridés

Hominidés

Genre

Aedes

Homarus

Homo

Espèce

aegypti

americanus

sapiens

2.1  

La classification du vivant et ses principes

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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.

Vertébrés actuels, le groupe des «poissons» est un ensemble polyphy-
létique. Par exemple les Actinoptérygiens (comme la truite) sont plus
proches des Tétrapodes que des Chondrichtyens (raies, requins).

Les méthodes de la phylogénie moléculaire reposent sur l’hypothèse

que les espèces les plus apparentées présenteront des séquences de
gènes qui se ressemblent plus qu’elles ne ressemblent aux séquences
du même gène des autres espèces. Le degré de différence entre les
séquences de gènes dans des organismes différents peut être utilisé
comme une mesure de la distance évolutive entre ces organismes. La
recherche de relations de parenté entre organismes se fait ici sur les gènes
et non plus sur les traits morphologiques. On peut donc comparer des
organismes aussi différents que les bactéries et l’homme. Mais il ne
faut jamais oublier que les phylogénies ainsi établies ne sont que des
reconstructions hypothétiques du passé.

Grâce au développement des outils de la biologie moléculaire, la

classification phylogénétique prend actuellement le pas sur la classifi-
cation phénétique. Les premières phylogénies moléculaires apparaissent
dans les années 1970 quand Carl Woese entreprend de reconstruire la
phylogénie des bactéries en utilisant l’ARN ribosomique: ARNr 16S
chez les bactéries, puis l’ARNr 18S chez les Eucaryotes. Auparavant,
on avait commencé à développer le séquençage des protéines par électro-
phorèse pour déterminer la séquence des acides aminés. Une technique
qui a été largement utilisée mais qui est supplantée par le séquençage
des acides nucléiques, ADN et ARN.

Au gré des nouvelles recherches et découvertes, la classification peut

être modifiée afin de mieux refléter les différentes lignées évolutives.
Des changements sont parfois fréquents, aussi bien pour les espèces
actuelles que pour les espèces fossiles. La taxinomie est donc une science
en perpétuelle évolution. Par exemple, les Eucaryotes constituent un
groupe très hétérogène dans lequel on distinguait quatre grands ensem-
bles: les animaux, les plantes, les champignons et un groupe mal défini,
les protistes. Les phylogénies moléculaires basées sur l’ARNr 18S ont
permis de mieux comprendre les relations de parenté entre ces diffé-
rentes lignées. Plusieurs «super-groupes» ont été reconnus, suggérant
que la pluricellularité est apparue plusieurs fois et indépendamment au
cours de l’évolution. Les plantes terrestres, les champignons, les algues
brunes et les animaux ont chacun une origine évolutive distincte. Les
champignons paraissent évolutivement plus proches des animaux que des
plantes. Nous sommes donc (toutes proportions gardées…) plus proches
d’une truffe que d’une pâquerette! Les algues ne constituent pas un
groupe monophylétique. Certaines se rapprochent de plantes terrestres,

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La diversité biologique : un état des lieux

d’autres sont plus proches des protistes. En outre la majorité des lignées
eucaryotes n’a pas de représentants pluricellulaires, ce qui sous-entend
que l’évolution n’irait pas nécessairement dans le sens de la pluri-
cellularité.

Chez les Métazoaires (figure 2.1), à la vision classique d’un arbre

phylogénique à complexité croissante (figure 2.1A) est venue se substi-
tuer une vision dans laquelle tous les groupes «intermédiaires» ont
disparu (figure 2.1B). Les Arthropodes seraient proches des Nématodes,

Où placer les virus?

Il existe des êtres étranges, les virus. Ils sont constitués d’un peu
de matériel génétique, ADN ou ARN, enfermé dans une enveloppe
de protéines. Il n’existe pas de gènes universels communs aux orga-
nismes cellulaires et aux virus. Ils ne possèdent pas de ribosomes,
et donc pas d’ARNr et ne peuvent donc être inclus dans l’arbre
universel du vivant. Ils exploitent les systèmes moléculaires de leurs
hôtes pour exprimer leur information génétique et se multiplier.

Le biologiste André Lwoff en a donné une définition en 1957 qui
sert encore de référence: ce sont des organismes de petite taille
qui n’ont qu’un type d’acide nucléique (ADN ou ARN) en guise
de génome, qui ne possèdent aucune des enzymes nécessaires
pour produire de l’énergie, qui sont incapables de se multiplier par
division, et qui sont des parasites intracellulaires obligatoires…
Malgré tout cela, il existe une très grande diversité de virus qui
constituent une énigme pour les scientifiques.

Après les avoir considérés comme la forme la plus élémentaire de
vie, on les a même classés à une époque parmi les substances
chimiques. Savoir si un virus est vivant, c’est un peu se poser la
question: qu’est-ce que la vie? Ce qui est certain est que les virus
échangent de l’information génétique avec les organismes vivants.
Le génome d’un virus peut ajouter des gènes viraux au génome de
l’hôte, et devenir en quelque sorte une partie de ce génome. Qu’ils
soient ou non vivants, les virus sont donc à la frontière qui sépare
le monde vivant de celui de la biochimie. Certains scientifiques
les considèrent actuellement comme des parasites qui utilisent les
matériaux et l’énergie d’une cellule hôte pour synthétiser les acides
nucléiques et les protéines qui leur permettent de se multiplier et
de se propager.