Enseignement scientifique Terminale
Durée 1h – 10 points – Thème « Une histoire du vivant »
Sujet n°ENSSCI3203 et n°ENSSCI3222
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Située en Indonésie, à la jonction entre l’océan Indien et l’océan Pacifique, l’île de Bornéo détient 6 % de la biodiversité mondiale, mais ne représente que 1 % des terres émergées. Une des espèces emblématiques de ses écosystèmes est l’Orang- outan de Bornéo (Pongo pygmaeus). Cette espèce est cependant menacée par la perte de son habitat naturel et fait l’objet de projets de sauvegarde.
Orang-outan
Île de Bornéo (Asie du Sud-Est)
Source : Wikipedia, consulté le 26/09/2024
On s’intéresse à l’évolution de la diversité génétique des populations d’Orangs- outans comme conséquence des changements de la géographie de leur habitat et des activités humaines.
Partie 1 – Analyse des divergences génétiques des populations d’Orangs- outans de Bornéo
Document 1 – Carte de l’île de Bornéo et localisation de quelques populations d’Orangs-outans
Quatre des populations de l’île de Bornéo :
SAR : population du centre de réhabilitation de la vie sauvage de Semenggoh
NK : population du parc national de Danau Sentarum
SK : population du parc national de Gunung Palung
SAB : population du centre de réhabilitation pour Orangs-outans de Sepilok.
Les larges fleuves sont infranchissables par cette espèce qui ne sait pas nager, ils constituent donc une barrière naturelle.
Source : d’après Speciation and Intrasubspecific Variation of Bornean Orangutans, Pongo pygmaeus pymaeus, Warren et al. Molecular Biology and Evolution (2001)
1- À partir du document 1, identifier les obstacles naturels pouvant limiter la rencontre entre les populations d’Orangs-outans sur l’île de Bornéo.
D’après le document 1 : « Les larges fleuves sont infranchissables par cette espèce qui ne sait pas nager, ils constituent donc une barrière naturelle. »
Le Massif montagneux du Banjaran Crocker dont l’altitude dépasse 500 m constitue également obstacles naturels pouvant limiter la rencontre entre les populations d’Orangs-outans sur l’île de Bornéo.
Document 2 – Tableau présentant les pourcentages de divergence entre certaines séquences génétiques chez les populations d’Orangs-outans
| SK | NK | SAR | SAB | SU | |
| SK | 2,6 | 6,3 | 5,3 | 5,1 | 19,2 |
| NK | – | 3,4 | 2,6 | 5,9 | 17,5 |
| SAR | – | – | 1,5 | 4,6 | 16,5 |
| SAB | – | – | – | 2,6 | 19,9 |
| SU | – | – | – | – | 7,8 |
Les valeurs obtenues sont les résultats de la comparaison de séquences d’ADN entre individus :
- de la même population (cases grisées en diagonale)
- de populations différentes (toutes les autres cases).
Plus le pourcentage de divergence des séquences génétiques entre deux populations est important, plus la distance génétique entre ces populations est grande.
SU correspond à une population d’Orangs-outans localisée sur une autre île indonésienne.
Source : d’après Speciation and Intrasubspecific Variation of Bornean Orangutans, Pongo pygmaeus pymaeus, Warren et al. Molecular Biology and Evolution (2001)
2- Identifier, en argumentant, quelles populations d’Orangs-outans ont le moins de divergences génétiques, puis celles qui en ont le plus.
Plus le pourcentage de divergence des séquences génétiques entre deux populations est important, plus la distance génétique entre ces populations est grande.
D’après le document 2 : les différentes populations ayant la plus petite divergence des séquences génétiques entre les populations prises deux à deux sont SAR et NK.
D’après le document 2 : les différentes populations ayant la plus grande divergence des séquences génétiques entre les populations prises deux à deux sont SU et SAB.
| SK | NK | SAR | SAB | SU | |
| SK | 2,6 | 6,3 | 5,3 | 5,1 | 19,2 |
| NK | – | 3,4 | 2.6 | 5,9 | 17,5 |
| SAR | – | – | 1,5 | 4.6 | 16.5 |
| SAB | – | – | – | 2,6 | 19.9 |
| SU | – | – | – | – | 7.8 |
3- Mettre en relation les informations précédentes pour montrer que l’isolement des populations d’Orangs-outans pourrait être à l’origine de l’accumulation de différences génétiques.
D’après le document 1 : « Les larges fleuves sont infranchissables par cette espèce qui ne sait pas nager, ils constituent donc une barrière naturelle. »
Ainsi, les seules différentes populations pouvant se rencontrer sur l’ile sont SAR et NK.
On pourrait émettre l’hypothèse que la fragmentation des habitats par des obstacles naturels pourrait être à l’origine de l’accumulation de différences génétiques entre populations.
Partie 2 – Impact des activités humaines sur l’habitat des Orangs-outans
Certaines zones de l’île sont actuellement défrichées par l’être humain pour faire place à des exploitations agricoles comme les palmeraies. Les conséquences possibles sur la diversité génétique des Orangs-outans de Bornéo sont alors étudiées.
Document 3 – Représentation simplifiée de l’évolution de la forêt tropicale dans une zone de la région de Kalimantan du sud entre 1973 et 2010
Chaque carré a une aire de 100 km².
Les carrés sombres correspondent à des zones recouvertes par de la forêt et les carrés blancs à des zones défrichées.
Source : d’après Four Decades of Forest Persistance, Gaveau et.al, Plos One, 2014
4- À l’aide du quadrillage fourni sur le document 3 :
- calculer l’aire 𝐴1973 de la surface de forêt disponible en 1970 dans la région de Kalimantan étudiée ;
- calculer l’aire 𝐴2010 de la surface de forêt disponible en 2010 dans la région de Kalimantan étudiée ;
- montrer que le pourcentage de diminution de l’aire de la surface disponible entre 1973 et 2010 est de 70 %.
En 1973 (1970 est une erreur du sujet qui a fait un copier-coller d’une ancienne version) il y a $10 \times 10$ cases de foret. Chaque carré a une aire de $100\ km^2$
$\mathcal{A}_{1973}=10 \times 10 \times 100=10\ 000\ km^2$ de forêt disponible
En 2010 il y a $5+7+8+10=30$ cases de foret. Chaque carré a une aire de $100\ km^2$
$\mathcal{A}_{2010}=30 \times 100=3\ 000\ km^2$ de forêt disponible
Pourcentage de diminution de l’aire de la surface disponible entre 1970 et 2010
$P=\dfrac{\mathcal{A}{2010}-\mathcal{A}{1973}}{\mathcal{A}_{1973}}$
$P=\dfrac{3\ 000-10\ 000}{10\ 000}$
$P=-0,7=-70%$
On constate une diminution de 70% de la surface disponible pour les orangs-outans entre 1973 et 2010.
5- Déduire de ces résultats l’impact des activités humaines sur la fragmentation des habitats d’Orangs-outans dans la zone étudiée.
La diminution de 70 % de la surface disponible entre 1973 et 2010 montre un impact très fort des activités humaines sur la fragmentation des habitats des orangs-outans à Kalimantan. Ces activités réduisent non seulement la taille des forêts, mais les morcellent, isolant les populations d’orangs-outans, ce qui limite leurs déplacements, leur accès à la nourriture et réduit leurs brassages menaçants ainsi leur survie.
Partie 3 – Synthèse
6- À l’aide des informations extraites des documents et de vos connaissances, rédiger un paragraphe argumenté présentant le rôle conjoint de la géographie et de l’action humaine sur le risque d’appauvrissement génétique des populations d’Orangs-outans de l’île de Bornéo.
La géographie de l’île de Bornéo (présence de fleuves infranchissables pour les orangs-outans) ne permet pas une rencontre des différentes populations d’orangs-outans.
De plus l’action humaine de déforestation augmente ce phénomène en réduisant l’espace disponible et en fragmentant les lieux ou les orangs-outans vivent.
Les différentes populations ne se rencontrant pas, leurs gènes ne se mélangent pas.
La géographie et de l’action humaine de déforestation jouent donc un rôle conjoint sur le risque d’appauvrissement génétique des populations d’orangs-outans de l’île de Bornéo.
7- Proposer des mesures qui permettraient de protéger les populations d’Orangs- outans et également de conserver leur diversité génétique.
Mesures proposées qui permettraient prioritairement de protéger les populations d’orangs-outans et également de conserver leur diversité génétique :
- Préservation des habitats naturels (protection des populations)
- Permettre les rencontres entre les différentes populations (ponts traversant les rivières, introductions de groupes dans des zones proches d’autres groupes…) permettant de conserver leur diversité génétique