La biodiversité et son évolution — Enseignement Scientifique Terminale

📘 Des outils pour estimer la biodiversité

Il est impossible de recenser toutes les espèces d’un milieu. L’échantillonnage et la méthode de capture-marquage-recapture (CMR) permettent d’estimer la richesse spécifique et l’abondance. Un intervalle de confiance (IC à 95 %) quantifie la précision de l’estimation.


📐 L’échantillonnage

Schéma de l'échantillonnage : dans un milieu de vie (forêt, océan...) contenant de nombreuses espèces (représentées par des symboles colorés), on prélève un échantillon de taille restreinte qui représente statistiquement l'ensemble. On y mesure la richesse spécifique (nombre d'espèces) et l'abondance relative (proportion de chaque espèce).
Échantillonnage : prélever un sous-ensemble représentatif pour estimer la richesse spécifique et l’abondance
Schéma des étapes d'identification d'un spécimen : (1) prélèvement d'un individu du milieu, (2) étude des caractères morphologiques (taille, couleur, forme), (3) analyse de l'ADN (séquençage, code-barres ADN), (4) identification de l'espèce par comparaison avec une base de données de référence. Les fragments d'ADN environnemental (eau, excréments) peuvent aussi être analysés.
Identification des spécimens : morphologie + ADN (séquençage, ADN environnemental)

• ~1,8 million d’espèces identifiées ; les scientifiques estiment ~8 millions au total sur Terre.
Richesse spécifique : nombre d’espèces dans un milieu.
Abondance : nombre d’individus d’une espèce (abondance relative = % par rapport à toutes les espèces).


📐 La méthode de capture-marquage-recapture (CMR)

Schéma de la méthode de capture-marquage-recapture : (1) capture d'un premier échantillon (n₁ individus), marquage (baguage, tatouage, puce...) et relâchage dans le milieu ; (2) après un délai suffisant pour le brassage, capture d'un second échantillon (n₂ individus) dont m individus marqués sont comptés ; (3) calcul de l'abondance N = n₁ × n₂ / m.
CMR : capture → marquage → relâchage → recapture → estimation N = (n₁ × n₂) / m

N = (n₁ × n₂) / m
N = effectif total estimé ; n₁ = individus marqués ; n₂ = taille de la recapture ; m = individus marqués dans la recapture

👉 Application — Mouettes en Camargue : n₁ = 1 000 marquées, n₂ = 1 200 recapturées, m = 239 marquées recapturées.
N = (1 200 × 1 000) / 239 ≈ 5 021 mouettes

Conditions d’application :
• Population fermée (pas d’entrée/sortie entre les deux captures).
• Délai suffisant pour le brassage mais pas trop long (éviter naissances/décès).
• Marquage n’affecte pas le comportement ni la survie.


📐 L’intervalle de confiance (IC)

IC = [f − 1/√n ; f + 1/√n]
f = m/n (proportion d’individus marqués dans l’échantillon de recapture) ; n = taille de la recapture

👉 Application — Mouettes : f = 239/1 200 ≈ 0,2 ; IC = [0,2 − 1/√1200 ; 0,2 + 1/√1200] = [0,17 ; 0,23]
→ N estimé entre 4 165 et 6 176 mouettes (probabilité 95 %).


💡 À retenir

• Richesse spécifique = nombre d’espèces ; abondance = nombre d’individus d’une espèce.
• CMR : N = (n₁ × n₂) / m. Conditions : population fermée, délai adapté.
• IC à 95 % = [f − 1/√n ; f + 1/√n] → quantifie la précision de l’estimation.
• Plus l’échantillon est grand, plus l’IC est étroit (meilleure précision).

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