EVOLUTION, PHYLOGENIE et REPRODUCTION CHAPITRE I

EVI 781
M. Alain
SARRIEAU
EVOLUTION, PHYLOGENIE
et REPRODUCTION
CHAPITRE I
HISTOIRE DES THEORIES DE L'EVOLUTION ET DE LA
SYSTEMATIQUE :
Aristote est le premier naturaliste connu. Il a écrit plusieurs ouvrages sur les
espèces, la fonction des organes, ... C'est aussi le premier à établir une classification des
espèces qu'il classe en 2 grands ensembles :
Les Vertébrés : Tous les Mammifères sauf les Cétacés, Reptiles et Amphibiens, les
Oiseaux et les Poissons (dont les Cétacés considérés comme des poissons)
Les Invertébrés : Tous ceux connus actuellement
« Si dans un animal, chaque partie est indispensable au tout, le tout est plus que la
somme des parties » Aristote.
On ne peut comprendre la fonction d'un organe seulement en l'étudiant tout seul. Il faut
aussi l'étudier dans son contexte. Aristote n'avait pas une vision réductionniste comme
c'est le cas dans les différentes domaines d'études de la biologie.
Elle est aussi en accord avec le principe d'émergence.
L'évolution est la « façon » dont le monde vivant est apparu sur Terre et comment il s'est
transformé pour obtenir toutes les espèces actuelles.
Le concept d'émergence :
On part d'un exemple, l'oxygène et l'hydrogène. Ensemble ils forment une molécule
H2O qui la propriété d'être aqueuse et qui ne provient pas de la propriété de l'oxygène ni
de l'hydrogène. On a une nouvelle propriété issue de la combinaison des 3 atomes.
Le cœur et le rein peuvent ensemble faire émerger et réguler la pression artérielle.
Les cellules gliales et les neurones séparément n'expliquent pas les mécanismes de
mémoires.
Cette notion semble nous amener vers un monde vivant encore plus complexe, ce qui est
faux. De nombreux organismes semblent être complexes alors qu'ils possèdent des
structures dites « archaïques ». Les transformations d'un être vivant n'implique pas
nécessairement une complexification de son matériel génétique.
Une naissance et l'émergence d'une espèce n'est pas pareil. La naissance est précise
dans le temps (date d'anniversaire). L'émergence est à cheval sur une fourchette de
milliers d'années. (l'Homo sapiens est apparu, a émergé vers 180 000 à 200 000 ans)
Le concept d'émergence montre une transformation progressive et non pas la
formation d'un coup des espèces comme le disent les Créationnistes (leur théorie n'est
pas une théorie scientifique).
Aristote a également fait de la biologie anatomique. Il a constaté qu'il existait des
concordances entre le nageoire antérieure des poissons et l'aile des oiseaux et entre la
nageoire postérieure et les pattes.
C'est l'homologie. Geoffroy St Hilaire redéveloppe cette idée vers 1800 et Richard
Owen en donne une définition
dans le milieu du 19ème
siècle.
Homologie :
2 Structures sont
homologues quand elles sont
présentes chez des animaux
d'espèces différentes mais
qu'elles conservent la même
organisation anatomique et
conservent les mêmes
connexions avec les structures avoisinantes. Elles peuvent présenter un aspect ou des
fonctions différentes. On parle d'homologie de position (ou primaire)
Différence de taille, de fonction (nage, vol, marche)
On retrouve cependant les mêmes ceintures.
( voir page 5 poly évolution et phylogénie)
Structures communes aux Tétrapodes.
Homologie secondaire :
Ressemblance entre 2 structures appartenant à 2 ou plusieurs animaux différents. Ces
structures pourraient provenir d'un ancêtre commun.
Si c'est le cas on parle d'homologie de filiation sinon d'homoptasie.
Une structure sur 2 espèces distinctes. Elle peuvent donc apparaître ailleurs de manière
aléatoire.
Pour Aristote les espèces animales ont une « force vitale » qui les pousse vers un
but final. C'est une vague idée de l'évolution. C'est la théorie finaliste.
L'espèce humaine est selon lui une espèce à part, cette idée et nombre d'autre vont
perdurer jusqu'au Moyen Âge.
Pierre Belon réalise des dissections et étudie les squelettes. Il constate qu'il y a des
analogies entre certains os.
Analogie ≠ Homologie
Une analogie désigne une ressemblance fonctionnelle entre 2 structures d'un individu ne
possédant pas le même plan d'organisation.
Exemple : l'aile du papillon et celle des oiseaux
Un analogie est une ressemblance fonctionnelle entre 2 espèces n'ayant aucun lien de
parenté.
Moyen Âge:
Apparition de nouvelles classifications (près d'une centaine), la plupart farfelues
mais qui remettent en question les idées d'Aristote.
Siècle des Lumières :
La transformation du Jardin du Roi en Muséum d'histoires Naturelles de Paris
(Buffon, Lamarck, Jussieu, ...)
Il y a 2 précurseurs à toutes ses grandes têtes :
Maupertuis : La Vénus Physique, dissertation physique à l'occasion du nègre blanc. Il
émet une hypothèse sur ce petit garçon qui aurait subi des transformations par rapports à
ses descendants. Ces transformations se mettraient en place lors de la fécondation et
seraient issues de l'influence de l'environnement, de l'alimentation. Elles sont issues de 2
sources : l'acquis et l'innée.
B. De Maillet : Telliamed. Il expose 3 idées :

La Terre se serait formée à une époque bien plus antérieure à celle dite dans la bible.

Les êtres vivants seraient nés dans le milieu aquatique.

Au cours de la vie de la Terre, celle-ci a subi des périodes d'assèchements qui
auraient permis l'émergence de la vie terrestre. Cette idée mais actuellement très peu
probable.
De nouvelles classifications sont faites notamment par des botanistes (Jussieu, Limnée,...)
et non par des zoologistes car la botanique avec beaucoup de succès (médecine).
Jussieu invente le principe de subordination : les classifications sont hiérarchisées mais
basées seulement des ressemblances ou dissemblances.
Classification Linnéenne utilisée jusqu'en 1950
Classification taxonomique (groupe, classe, taxon, ...)
1950 Entomologiste Allemand Henning développe une classification dite cladistique ou
cladisme basée sur une relation de parenté (phylogénétique) l'évolution est visible. Il
classe les espèces en recherchant leurs ascendants. Il utilise des caractères physiques et
des caractères moléculaires.
(voir page 5 figure 2 poly évolution et phylogénie )
Ils ont un ancêtre commun car ils possèdent tous une colonne vertébrale. Mammifères et
Oiseaux présence d'un poumon, caractère dérivé du caractère primitif branchie.
Phylogénie moléculaire (utilisation actuelle pour les classifications)
Une classification n'est qu'une proposition, ce n'est jamais définitif. Il existe d'autres
méthodes tel que phénétique, la méthode de compatibilité et méthode probabiliste.
Phénétique : on trace des phénogrammes (arbres) en utilisant des indices de similitudes
(généralement moléculaire) On réalise des séquençages.
Il n'y a pas nécessairement de lien de parenté si il y a des similitudes. 2 gènes
peuvent être différents mais codent pour la même molécule. Peut-on réellement définir
une espèce à partir de quelques séquences sachant qu'il y en a des milliers ?
Méthode de comptabilité : utilisation du maximum de caractéristiques.
Méthode probabiliste : on tient compte des gènes et des protéines, voir comment ils
évoluent au cours du temps (méthode peu fiable). Pas plus de 5% des gènes codent pour
les aspects morphologiques.
Généralement les différentes méthodes arrivent à des résultats quasi similaires.
(voir figure 3 page 6 poly évolution et phylogénie)
Le critère morphologique est trompeur car la vache est plus proche du dipneuste du
fait de phénomènes de divergences très rapides chez la vache. Les dipneustes sont
qualifiés de « fossiles vivants ».
On s'aperçoit que lorsque l'on a suffisamment de données sur des espèces, la cladistique
donne des résultats plus fiables que la phénétique.
Limnée n'émet aucune hypothèse, la cladistique comporte un certain nombre
d'hypothèse, montre l'histoire évolutive (ancêtre commun) mais exclu certain groupe dès
que l'on est incapable de leur trouver un ancêtre commun. Les poissons s'appellent
maintenant des CRANIATES APODES et d'ailleurs on ne devrait pas les appeler
poissons.