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Sommaire
- Problématique
- La comparaison de caractères homologues permet d’établir des relations de parenté
- Les relations de parenté se représentent sous forme d’arbre phylogénétique
- Bilan
Problématique
Pb : Quels critères permettent d’établir non seulement une parenté entre les êtres vivants mais également un degré de parenté entre eux ?
La comparaison de caractères homologues permet d’établir des relations de parenté
Des caractères morphologiques et anatomiques
La comparaison de caractères morphologiques, anatomiques mais aussi embryonnaires réalisées chez les êtres vivants et les fossiles permet d’établir la notion de structures homologues. Ce sont des structures qui dérivent d’une même structure ancestrale et qui occupe une position identique à l’intérieur d’un plan d’organisation commun à plusieurs individus (exemple : le membre intérieur des vertébrés tétrapodes).
Au cours de l’évolution, ces structures ont subi des modifications appelées innovations évolutives et qui permettent de définir des états nouveaux appelés états dérivés par rapport à l’état premier des caractères dit ancestrale. Par exemple, le caractère « présence d’un amnios » est un caractère dérivé par rapport au caractère ancestral « absence d’amnios ». En effet, cette structure embryonnaire n’existe chez le vertébré que pour les reptiles, les oiseaux et les mammifères apparus sur terre après les poissons et les amphibiens. Ainsi le partage d’états dérivés de certains caractères témoigne d’une plus étroite parenté que le partage d’états ancestraux de ces mêmes ancêtres.
Les liens de parenté révélés par les homologies moléculaires.
La recherche d’homologies au niveau moléculaire est fondée sur le même principe que celui utilisé pour l’étude des caractères macroscopiques. Les états dérivés de ces caractères moléculaires correspondent donc aux différentes séquences résultantes des mutations qui ont affecté au cours du temps la séquence initiale ancestrale. Le nombre de différences observées entre deux séquences est d’autant plus grand que l’ancêtre commun aux deux espèces est éloigné. Ainsi la parenté entre individus sera d’autant plus proche que les séquences de deux molécules homologues présenteront de faibles différences. Selon le type de molécules étudiées, la proximité de parenté peut varier.
Les relations de parenté se représentent sous forme d’arbre phylogénétique
Principe de construction d’un arbre phylogénique
Un arbre phylogénique se construit à partir de l’ensemble des données morphologiques, anatomiques et embryonnaires en ne prenant en compte que les états dérivés des caractères envisagés. L’arbre représente alors les degrés de parenté plus ou moins étroits entre les espèces. Ceux-ci dépendent de l’éloignement de leur plus récent ancêtre commun : plus cet ancêtre est proche, plus leur parenté est étroite. Des arbres phylogénétiques sont donc des sortes d’arbres généalogiques où les liens de parenté entre organismes sont d’autant plus forts que le nombre de caractères présents à l’état dérivé qu’ils partagent est important. Ainsi le groupe frère des oiseaux est celui des crocodiles car c’est avec eux qu’ils partagent le plus de caractères dérivés communs.
Les nœuds, des ancêtres communs hypothétiques
Un nœud représente l’ancêtre commun des branches qui en découlent. Ces ancêtres sont hypothétiques (virtuels). En aucun cas, ils ne correspondent à des espèces fossilisées précises. Ils sont définis par l’ensemble des caractères partagés par les espèces qui leurs sont postérieures et possèdent une innovation évolutive qui a ensuite été transmise à l’ensemble de ses descendants. On appelle clade ou groupe monophylétique, un ensemble d’êtres vivants et leur ancêtre commun.
Les branches, des liens évolutifs
Les branches représentent les liens évolutifs qui aboutissent à des espèces connues actuelles aux fossiles. Ce mode de représentation fait donc bien apparaître que les espèces actuelles ne dérivant pas d’espèces fossiles connues. Une classification dite phylogénique ne contient que des groupes monophylétiques. Certains taxons (groupe d’êtres vivants au sens large) anciennement définis ne sont pas monophylétiques (Exemple : les poissons qui n’ont pas un seul ancêtre commun).
Les arbres fondés sur les données moléculaires
Les représentations qui prennent en compte les données moléculaires peuvent aboutir à des proximités différentes de celles qui sont obtenues avec les critères anatomiques ou embryologiques. Ces représentations établissent la distance entre les taxons en s’appuyant sur une sorte « d’horloge moléculaire » de l’évolution. (cf TP) Ainsi le nombre de différences observées entre deux séquences (ADN ou protéines) est globalement considéré comme proportionnel au temps écoulé depuis la divergence de l’espèce
Bilan
Sans perdre de vu que le concept de l’évolution n’est qu’une théorie, les données d’observation à différentes échelles convergent cependant pour étayer cette théorie et permettent d’établir des liens de parenté entre les différentes espèces de vertébrés.
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