Évaluer la biodiversité à différentes échelles spatiales et temporelles représente un enjeu majeur pour comprendre sa dynamique et les conséquences des actions humaines. Des modèles mathématiques probabilistes et des outils statistiques permettent d’étudier les mécanismes évolutifs des populations au cours du temps.
La biodiversité se mesure de plusieurs manières par :
- La richesse spécifique. Elle permet d’estimer le nombre d’espèces dans différents milieux. Elle est étudiée par la technique d’échantillonnage.
- L’abondance. Elle permet d’estimer le nombre d’individus d’une population, d’une espèce ou d’un plus grand taxon. C’est un critère qui peut déterminer si une espèce est en voie d’extinction ou en prolifération.
La méthode de « capture-marquage-recapture » permet d’estimer un effectif à partir d’un échantillon. Elle repose sur des calculs effectués sur un échantillon par marquage d’individus après une première capture. Ils sont replacés dans la population d’origine. En faisant un échantillonnage, une nouvelle capture permet de capturer de nouveaux individus dont certains sont marqués. L’estimation est accompagnée d’un intervalle de confiance qui tient compte des fluctuations des échantillons.
Au cours de l’évolution, il y a un changement de la composition génétique des populations d’une espèce de génération en génération. Le modèle mathématique de Hardy-Weinberg utilise la théorie des probabilités pour décrire le phénomène aléatoire de transmission des allèles dans une population. Plusieurs conditions sont nécessaires pour cette étude statistique :
- effectifs de grande taille : loi des grands nombres
- absence de forces évolutives (migration, mutation et sélection naturelle)
Dans ces conditions, le modèle prédit que les fréquences alléliques et génétiques d’une population restent stables d’une génération à l’autre. C’est l’équilibre de Hardy-Weinberg.
La biodiversité est impactée par les activités humaines (pollution, destruction des écosystèmes, combustions et leurs impacts climatiques, surexploitation d’espèces…). Elles peuvent conduire à l’extinction d’espèces. La connaissance et la gestion d’un écosystème permettent de préserver la biodiversité.
