phylogenie : etude des relations de parentes entre les etres vivants

P
HYLOGENIE
: ETUDE DES
RELATIONS DE PARENTES ENTRE
LES ETRES VIVANTS
Tous les êtres vivants possèdent une origine commune. Tous sont constitués d'une ou plusieurs
cellules de structure similaire. Ils ont aussi en commun la molécule d'ADN et le code génétique.
Les diérences entre les êtres vivants actuels résultent d'évolutions diérentes à partir de cette
forme ancestrale commune.
I.
Établissement de liens de parenté entre
les êtres vivants
Plus les êtres vivants possèdent de similitudes, plus leur lien de parenté est étroit.
Ces similitudes sont évaluées par la comparaison des êtres vivants à plusieurs niveaux :
 Données macroscopiques
o Morpho-anatomique
o Embryologique
 Données microscopiques
o Moléculaire
À ces diérents niveaux, on considérera que deux êtres vivants sont d'autant plus proches qu'ils
possèdent beaucoup de caractères en commun.
1. Caractères macroscopiques
La notion de caractère doit être bien comprise. On ne peut comparer que des caractères
homologues pour étudier la proximité entre êtres vivants.

a)
Caractères homologues
Ils possèdent un plan d'organisation commun. Ce plan d'organisation commun permet de penser
que la structure de ce caractère est héritée d'un ancêtre commun, premier être vivant à avoir
possédé ce caractère. Les caractères homologues ne sont pas forcément morphologiquement
ressemblants et peuvent exercer des fonctions diérentes.
 Exemples :
o Caractère morphologique : Les membres des vertébrés possèdent le même plan
d'organisation. Ils sont constitués de trois segments dont le premier est constitué
d'un os unique. On les appelle membres chiridiens. Par exemple, chez les oiseaux
avec les ailes et chez les dauphins avec les nageoires, ils exercent des fonctions
diérentes telles que le vol ou la nage.
o Caractère embryologique : Parmi les vertébrés, le développement embryonnaire
ne se déroule pas pour tous dans les mêmes conditions. Par exemple, la présence
ou l'absence d'un amnios (enveloppe délimitant une poche de liquide dans laquelle
se développe l'embryon) permet de dé1nir deux groupes de vertébrés. Les
vertébrés amniotes possèdent tous un ancêtre commun que ne possèdent pas les
vertébrés non amniotes.
b)
Caractères analogues
Ils se ressemblent morphologiquement mais n'ont pas la même origine ni le même plan
d'organisation. L'analogie morphologique est liée au fait que ces caractères exercent les mêmes
fonctions.
 Exemple : Ailes des oiseaux et ailes des insectes.
 État ancestral d'un caractère : état primitif d'un caractère, tel qu'il existait avant d'évoluer.
 État dérivé d'un caractère : il résulte de l'évolution du caractère ancestral.
 Exemple : le caractère "présence d'amnios" est l'état dérivé du caractère ancestral
"absence d'amnios".
Le partage d'un même caractère homologue à l'état dérivé permet de constituer un groupe de
parenté.
2. Caractères moléculaires
Dans la phylogénie, l'apport de la biologie moléculaire est énorme. Étant plus précise que les
analyses macroscopiques, elle a permis de corriger de nombreuses erreurs de classi1cation.

Il est possible de déterminer avec précision les séquences des nucléotides des gènes, ainsi que les
séquences d'acides aminés des protéines.
La comparaison de séquences de gènes ou de protéines possédant les mêmes fonctions permet
d'établir des liens de parentés. On quali1e les protéines en question de molécules homologues,
car elles possèdent de grandes similitudes de séquences.
L'étude des diérences entre molécules homologues, qui sont dues à des mutations chez les
ancêtres communs, permet de déterminer la proximité entre deux espèces.
Plus il y a de di$érences entre les séquences d'acides aminés de deux protéines homologues,
plus le dernier ancêtre commun des deux espèces étudiées est éloigné dans le temps. C'est le
principe de l'horloge moléculaire.
II.
Arbre phylogénétique : construction
L'arbre phylogénétique est une représentation schématique qui permet de visualiser les liens de
parenté entre les êtres vivants.
Les 4èches rouges représentent des innovations évolutives ayant provoqué la séparation avec
l'ancêtre commun.

1. Dénitions
Taxon : Groupe d'espèces possédant en commun un ensemble de caractères dérivés.
Dernier ancêtre commun : plus cet ancêtre est récent, plus le degré de parenté est étroit.
L'ancêtre commun aux taxons A et B (carré) est plus récent que l'ancêtre commun aux taxons A, B
et C (rond). Les liens entre A et B sont donc plus étroits qu'entre les espèces A et C.
Il est à noter qu'un ancêtre commun est hypothétique. Il ne possède pas d'identité
véritable. Il ne peut pas être assimilé à une espèce fossile précise.
Groupe monophylétique : rassemble tous les descendants autour de leur ancêtre commun.
Groupe paraphylétique : exclut certains descendants de l'ancêtre commun.
Groupe frères : deux taxons constituant un groupe monophylétique sont des groupes frères. Le
groupe frère d'un groupe donné est celui avec lequel il possède un ou plusieurs caractères dérivés
de façon exclusive. Ainsi les taxons A et B sont des groupes frères.