Chapitre 1 : Relations de parenté entre les êtres vivants Partie 3
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Partie 3 : Parenté entre les êtres vivants – Phylogenèse - Evolution Chapitre 1 : Relations de parenté entre les êtres vivants La Vie existe sur Terre depuis 3.6 à 3.8 Ga. Il existe au sein du monde vivant une très grande diversité (biodiversité). L’Homme a cherché à classer les espèces vivantes sur la base de ressemblances partagées. I. La biodiversité masque l’unité du vivant Au XVIIIème siècle, Charles Linné a établi une classification des végétaux, puis au XIXème siècle, Cuvier a classé les animaux … L’unité de base de la classification est l’espèce. On définit une espèce comme un groupe d’êtres vivants qui se ressemblent morphologiquement, et qui sont capables de se reproduire entre eux (critères de ressemblance et d’interfécondité). Les espèces sont regroupées en genres, eux-mêmes regroupés en familles, elles-mêmes regroupées en ordres, classes, embranchement, règne ... Chacun de ces groupes forme un taxon (groupe d'organismes constituant une unité dans la classification). Malgré la diversité des formes de vie observées, il existe une évidente unité du monde vivant à toutes les échelles, les êtres vivants partageant des propriétés communes : structure cellulaire, ADN, réplication, transcription, traduction, code génétique … (on remarque notamment l’unité physiologique, cellulaire, moléculaire). Au XIXème siècle, on cherche à expliquer cette unité. ( Buffon, Lamarck, Darwin, … ) L’état actuel du monde vivant résulte de l’évolution. Au XXème siècle on découvre les mécanismes qui sous tendent cette évolution.(NéoDarwinisme… ) Comment établir des liens de parentés entre les espèces actuelles ou fossiles ? II. Des relations de parenté basées sur des caractères homologues dérivés Pour établir des relations de parenté, il faut comparer des caractères. A- Le choix des caractères Les caractères sont de différentes natures : morphologiques, anatomiques, embryologiques, cellulaires ou moléculaires, comportementaux … Pour pouvoir être comparés, ces caractères doivent être homologues, homologues c’est à dire avoir la même origine. Pour une structure anatomique, les caractères homologues occupent la même position anatomique (même place dans l’organisme) et dérivent des mêmes structures embryonnaires (ex : les membres antérieurs des vertébrés tétrapodes sont homologues). Pour une structure moléculaire, c’est une similitude de séquences (polypeptidiques ou nucléotidiques) qui permet de parler de molécules homologues. B- L’évolution des caractères Il importe pour chaque caractère homologue comparé, de déterminer quel est son état ancestral et son état dérivé. dérivé Par exemple, l’étude des phanères montre que l’écaille est un état ancestral de ce caractère puisqu’il se rencontre dans plusieurs groupes (reptiles : lézards et serpents ; oiseaux), alors que la plume (chez les oiseaux) ou le poil (chez les mammifères) sont des états dérivés de ce caractère. Seul le partage d’états dérivés des caractères témoigne d’une étroite parenté. III. L’établissement de phylogénies (chez les vertébrés) La phylogenèse consiste à rechercher des parentés entre les êtres vivants. Elle aboutit à l'établissement de phylogénies, phylogénies qui sont des reconstitutions de l'histoire évolutive de différentes lignées depuis leur divergence à partir d'un ancêtre commun hypothétique. A- La notion d’ancêtre commun L’ancêtre commun d’un groupe ne correspond pas à une espèce fossile. Il est hypothétique, on construit son « portrait robot » en additionnant les états dérivés des caractères partagés par l’ensemble de ses descendants. Dans la réalité, ces différents caractères ne sont sans doute pas apparus ensemble chez une seule espèce, mais chez plusieurs espèces successives. Les fossiles ne constituent pas des ancêtres communs mais des lignées évolutives éteintes. B- La comparaison de caractères ou de molécules homologues Elle permet de construire des arbres phylogénétiques : • Les branches de l’arbre associent des espèces apparentées. • Sur les branches, on place la transformation de certains caractères homologues , on parle d’innovations (ex : apparition des plumes, ou d’une queue courte). • Les nœuds correspondent aux caractères des ancêtres communs hypothétiques. Les arbres construits à partir des molécules homologues sont à utiliser avec plus de prudence que les autres, car ils sont établis par la comparaison d'un seul caractère (= séquence d'une molécule donnée). C- Une critique de la classification traditionnelle Dans la classification traditionnelle, on distingue 5 classes de Vertébrés. L’établissement d'arbres phylogénétiques permet de constater que ces classes ne forment pas toutes des groupes monophylétiques. Un groupe monophylétique se définit par le partage d’un caractère homologue à l’état dérivé ; il comprend un ancêtre et tous ses descendants. Les Reptiles ne constituent pas un groupe monophylétique, car ils partagent un ancêtre commun avec les oiseaux. Les Poissons ne forment pas non plus un groupe monophylétique. La classification traditionnelle ne tient donc pas compte de la phylogénie !
