Reconnaissance oiseaux

ESP – Evolution des espèces

Spéciation végétale

Objectif de la phylogénie : déterminer les liens de parenté (relations généalogiques) entre les unités évolutives (lignées, taxons) selon le principe énoncé par Darwin de « descendance avec modification » Transmission

Les ressemblances et différences entre espèces sont considérées comme la conséquence de leur histoire évolutive. Reconstituer l’histoire des changements évolutifs devrait nous renseigner sur l’histoire des organismes et de leur filiation (relations généalogiques).

Phylogénie et systématique ont le même objet d’intérêt (espèces) et le même objectif : ordonner les organismes vivants.

Systématique moderne : outil fondamental pour la classification et la compréhension de la diversité biologique et de son évolution. La classification n’est pas qu’importante pour donner un nom aux espèces mais donne des informations sur l’histoire et l’évolution des différents mécaniques en biologie.

Systématique :

⇨ Nomme, décrit et identifie les organismes (selon les règles de la taxonomie) Classer les organismes en groupes ou taxons dans un système cohérent et hiérarchisé : règne, classe, ordre, famille, genre, espèce

L’espèce correspond à un rang clé de la compréhension de la biodiversité.

L’objectif principal de la systématique est de produire des « classes naturelles » qui reflètent les liens de parenté entre organismes.

Première phylogénie proposée par Haeckel (1866)

La détermination de ces liens de parenté s’appuie sur la comparaison de ces caractères. Selon les principes des similitudes, « plus les organismes se ressemblent, plus ils sont proches parents et inversement ». Mais les ressemblances peuvent être trompeuses car toutes les similitudes ne nous renseignent pas sur la proche parenté entre organismes. Exemple : les cactus, euphorbes et hoodia se ressemblent mais font partie de familles botaniques différentes.

I. Concept de la systématique phylogénétique - Histoire des espèces et phylogénie

A. Raisonnement cladistique - Toutes les espèces sont plus ou moins apparentés (à des degrés différents) - L’évènement élémentaire de leur évolution est la spéciation clagogénétique (ou dichotomique)

- Le concept d’apparentement entre espèce est relatif : une espèce A sera plus proche d’une espèce B que de

C, si A et B partagent un ancêtre commun qui ne soit pas en même temps celui de C. A-B et C sont des groupes frères.

A la suite d’un évènement cladogénétique, de nouveaux changements peuvent intervenir chez chacune des espèces- filles. - Anagenèse : transformation d’une espèce sans division de la lignée, sans spéciation

- Cladogenèse : nouvelle spéciation divergente

En phylogénie, les organismes sont reliés entre eux par l’âge de leur séparation (critère historique) et par leurs ressemblances/différences (critère de similitude ou phénétique)

Le challenge de la phylogénie est de reconstruire la chronologie des évènements de spéciations avec les critères de similarités observées parmi les organismes.

B. Les caractères et l’homologie Un caractère (ou descripteurs) est un attribut d’un organisme défini par un ensemble de caractères (morphologiques, anatomiques, biochimiques, moléculaires, ...)

Caractères homologues, même origine embryonnaire, mais pas forcément la même fonction = adaptations évolutives Exemple : membres inférieurs, feuilles/aiguilles/épines, écailles de reptiles et plumes d’oiseaux

Caractères analogues, même apparence et/ou même fonction mais d’origine différente Exemple : ailes d’insectes et d’oiseaux, épines/feuilles/tiges transformées

Caractères et état de caractères : chaque caractère utilisé doit être décrit et ses états différents bien définis. Un caractère peut présenter un ou plusieurs états. Exemple : type de pollen des plantes (1, 2, 3 ou plus d’apertures), couleurs des fleurs, ...

⇨ Importance des caractères moléculaires, comme les séquences protéiques et d’ADN Deux approches pour comparer les organismes :

- Méthode phénétique : toutes les similitudes sans distinction, lors de la comparaison des organismes - Méthode cladistique : distinction entre différents types de similitudes : homologies et homoplasies ⇨ Construction de tableaux de données

• Homologie : similarité hérité d’un ancêtre commun, elles sont les seules considérées en cladistique Pour chaque caractère homologue 2 type d’états de caractère :

- Etat plésiomorphe (ancestral) : 2 espèces qui partagent des états ancestraux présenteront des

symplésiomorphes - Etat apomorphe (dérivé) : 2 espèces qui partagent des états dérivés présenteront des synapomorphies ⇨ Un changement de caractère unique à une espèce est une autapomorphie

Lequel entre ces deux ressemblances (symplésiomorphie ou synapomorphie) nous permet de donner plus précisément le plus proche lien de parenté ? C’est la synapomorphie. Caractère hérité d’un ancêtre commun plus ancien et non d’un ancêtre commun plus récent.

• Homoplasie : similitude acquise de façon indépendante par des organismes, et non par la suite d’un héritage venant d’un ancêtre commun

⇨ Des ressemblances basées sur des similitudes d’homoplasie sont trompeuses.

Ces similitudes sont trompeuses sur les liens de parenté entre organismes, il s’agit des phénomènes de convergences, parallélismes et réversions.

Les notions de plésiomorphie et d’apomorphies sont relatives. Si 2 espèces héritent d’un changement de caractère au cours de leur histoire, le partage de cet état (synapomorphie) indiquera leur plus proche parent. En revanche, le partage d’états ancestraux (symplésiomorphies) n’indique pas un plus grand apparentement.

Seuls les synapomorphies permettent d’estimer les relations de plus proches parentés entre organismes, mais pas les symplésiomorphies = principe de base de la systématique phylogénétique

C. Groupes établis à partir de similitudes Un groupe monophylétique : contient tous les descendants d’un même ancêtre. Ce groupe forme un clade, il est établi à partir de synapomorphies, c’est un groupe « naturel » (reflet des relations généalogiques) Exemple : mammifères

Groupe paraphylétique : inclut plusieurs (pas tous) les organismes dérivés d’un ancêtre commun, ce groupe est établi par des symplésiomorphies, organismes qui présentent des caractères dérivés sont exclus de ce groupe. Ce sont des groupes presque entièrement naturel. Exemple : groupe des reptiles qui est un groupe paraphylétique mais les plus proche parent sont les oiseaux, or les oiseaux sont exclus du groupe des reptiles

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