chapitre 26 La phylogenèse et l’arbre de la vie 619
La phylogenèse
et l’arbre de la vie
26
ConCepts Clés
26.1 La phylogenèse révèle les liens évolutifs
26.2 La phylogenèse repose sur des données
morphologiques et moléculaires
26.3 Les arbres phylogénétiques sont construits
à partir de caractères communs
26.4 Le génome recèle l’histoire évolutive de tout
organisme
26.5 Les horloges moléculaires rendent compte
du temps de l’évolution
26.6 De nouvelles données enrichissent
continuellement notre compréhension
de l’arbre de la vie
IntroduCtIon
L’étude de l’arbre de la vie
Observez attentivement l’animal de la figure 26.1. À son
apparence, on pourrait penser qu’il s’agit d’un serpent, mais
ce n’est pas le cas. En fait, c’est un lézard apode (c’est-à-dire
sans pattes) d’Australie, appelé Pygopus lepidopodus. Pourquoi n’entre-t-il pas dans la catégorie des serpents ? Et, de
façon plus générale, comment les biologistes distinguent-ils
et catégorisent-ils les millions d’espèces vivant sur la Terre ?
Une perspective évolutive des relations entre les différentes
espèces permet de répondre à ces questions : nous pouvons
décider dans quel « casier » placer une espèce en comparant ses
traits à ceux de potentiels parents proches. Par exemple, Pygopus lepidopodus n’a pas les paupières soudées, une mâchoire
très mobile ou une petite queue postérieure à l’anus, trois traits
communs à tous les serpents. Combinés à d’autres caractéristiques, ces trois attributs suggèrent qu’en dépit de sa ressemblance avec les serpents Pygopus lepidopodus n’en est pas un. Il
suffit en outre d’examiner les caractères distinctifs des lézards
pour constater que Pygopus n’est pas un cas isolé. En fait, l’apodie est le résultat d’une évolution indépendante au sein de
divers groupes de lézards. Au fil des générations, ces lézards
apodes, qui sont des animaux fouisseurs ou vivant dans les
pâturages, ont comme les serpents perdu leurs pattes, par un
phénomène d’adaptation à leur environnement.
Les serpents et les lézards font partie du continuum du
vivant, qui s’étend des tout premiers organismes jusqu’à la
formidable variété d’espèces vivant aujourd’hui. Dans cette
première partie du chapitre, nous étudierons cette diversité et
les hypothèses qui tentent d’en expliquer l’évolution. Pour ce
faire, nous mettrons de côté le processus de l’évolution (les
mécanismes évolutifs décrits dans la quatrième partie) pour
nous concentrer sur ses modèles (les observations sur les produits de l’évolution dans le temps).
Nous entamerons l’étude de la diversité du vivant en examinant comment les biologistes s’y prennent pour établir la
phylogenèse (du grec phulon, « race », et genesis, « origine »),
c’est-à-dire l’histoire de l’évolution d’une espèce ou d’un
groupe d’espèces apparentées. La phylogenèse des lézards et
des serpents, par exemple, indique que Pygopus lepidopodus et
les serpents descendent tous de lézards à pattes, mais qu’ils
proviennent de lignées différentes. Leur état actuel est donc
le fruit d’une évolution indépendante.
Pour reconstruire la phylogenèse, les biologistes ont recours
à la systématique, une discipline dont l’objectif est de classifier les organismes et d’établir leurs liens évolutifs. En s’appuyant sur un large éventail de données, allant des fossiles
aux molécules et aux gènes, la systématique parvient à établir
des liens évolutifs entre les organismes (figure 26.2). À partir
m Figure 26.1 Quel est cet animal ?
m Figure 26.2 Liens inattendus. Quel est le lien évolutif entre les
humains, les champignons et les tulipes ? La phylogenèse réalisée à partir
de séquences d’ADN révèle que, malgré les apparences, les Animaux (dont
les humains) et les Eumycètes (comme les champignons) sont plus apparentés
les uns aux autres qu’aux Végétaux.
La phylogenèse
et l’arbre de la vie
26
ConCepts Clés
26.1 La phylogenèse révèle les liens évolutifs
26.2 La phylogenèse repose sur des données
morphologiques et moléculaires
26.3 Les arbres phylogénétiques sont construits
à partir de caractères communs
26.4 Le génome recèle l’histoire évolutive de tout
organisme
26.5 Les horloges moléculaires rendent compte
du temps de l’évolution
26.6 De nouvelles données enrichissent
continuellement notre compréhension
de l’arbre de la vie
IntroduCtIon
L’étude de l’arbre de la vie
Observez attentivement l’animal de la figure 26.1. À son
apparence, on pourrait penser qu’il s’agit d’un serpent, mais
ce n’est pas le cas. En fait, c’est un lézard apode (c’est-à-dire
sans pattes) d’Australie, appelé Pygopus lepidopodus. Pourquoi n’entre-t-il pas dans la catégorie des serpents ? Et, de
façon plus générale, comment les biologistes distinguent-ils
et catégorisent-ils les millions d’espèces vivant sur la Terre ?
Une perspective évolutive des relations entre les différentes
espèces permet de répondre à ces questions : nous pouvons
décider dans quel « casier » placer une espèce en comparant ses
traits à ceux de potentiels parents proches. Par exemple, Pygopus lepidopodus n’a pas les paupières soudées, une mâchoire
très mobile ou une petite queue postérieure à l’anus, trois traits
communs à tous les serpents. Combinés à d’autres caractéristiques, ces trois attributs suggèrent qu’en dépit de sa ressemblance avec les serpents Pygopus lepidopodus n’en est pas un. Il
suffit en outre d’examiner les caractères distinctifs des lézards
pour constater que Pygopus n’est pas un cas isolé. En fait, l’apodie est le résultat d’une évolution indépendante au sein de
divers groupes de lézards. Au fil des générations, ces lézards
apodes, qui sont des animaux fouisseurs ou vivant dans les
pâturages, ont comme les serpents perdu leurs pattes, par un
phénomène d’adaptation à leur environnement.
Les serpents et les lézards font partie du continuum du
vivant, qui s’étend des tout premiers organismes jusqu’à la
formidable variété d’espèces vivant aujourd’hui. Dans cette
première partie du chapitre, nous étudierons cette diversité et
les hypothèses qui tentent d’en expliquer l’évolution. Pour ce
faire, nous mettrons de côté le processus de l’évolution (les
mécanismes évolutifs décrits dans la quatrième partie) pour
nous concentrer sur ses modèles (les observations sur les produits de l’évolution dans le temps).
Nous entamerons l’étude de la diversité du vivant en examinant comment les biologistes s’y prennent pour établir la
phylogenèse (du grec phulon, « race », et genesis, « origine »),
c’est-à-dire l’histoire de l’évolution d’une espèce ou d’un
groupe d’espèces apparentées. La phylogenèse des lézards et
des serpents, par exemple, indique que Pygopus lepidopodus et
les serpents descendent tous de lézards à pattes, mais qu’ils
proviennent de lignées différentes. Leur état actuel est donc
le fruit d’une évolution indépendante.
Pour reconstruire la phylogenèse, les biologistes ont recours
à la systématique, une discipline dont l’objectif est de classifier les organismes et d’établir leurs liens évolutifs. En s’appuyant sur un large éventail de données, allant des fossiles
aux molécules et aux gènes, la systématique parvient à établir
des liens évolutifs entre les organismes (figure 26.2). À partir
m Figure 26.1 Quel est cet animal ?
m Figure 26.2 Liens inattendus. Quel est le lien évolutif entre les
humains, les champignons et les tulipes ? La phylogenèse réalisée à partir
de séquences d’ADN révèle que, malgré les apparences, les Animaux (dont
les humains) et les Eumycètes (comme les champignons) sont plus apparentés
les uns aux autres qu’aux Végétaux.