626 cinquième partie La diversité biologique à travers l’évolution
retour sur le ConCept 26.2
1. Indiquez si chacune des paires de structures suivantes
représente une analogie ou une homologie, puis
expliquez votre raisonnement : a) les piquants d’un
hérisson et les épines d’un cactus ; b) la patte d’un
chat et la main d’un humain ; c) l’aile d’un hibou
et l’aile d’un frelon.
2.
et sI ?
Supposons que l’espèce 1 et l’espèce 2
aient une apparence semblable, mais des séquences
de gènes très divergentes, et que l’espèce 2 et
l’espèce 3 aient une apparence fortement dissemblable, mais des séquences de gènes presque identiques. Quelles sont les espèces les plus susceptibles
d’être étroitement apparentées : les espèces 1 et 2
ou les espèces 2 et 3 ? Expliquez votre réponse.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
26.3
Les arbres phylogénétiques sont construits
à partir de caractères communs
La première étape, dans la reconstruction des phylogenèses,
consiste à distinguer les caractéristiques homologues des caractéristiques analogues (puisque seule l’homologie reflète l’histoire évolutive). Il faut ensuite choisir une méthode permettant
de déduire la phylogenèse à partir de ces traits homologues.
L’une de ces méthodes est la cladistique.
La cladistique
La cladistique est une méthode relevant de la systématique
dont le principal critère de classification est l’ancêtre commun.
Selon cette méthode, les biologistes tentent de réunir les espèces
en clades, déterminant des groupes monophylétiques (du
grec monos, « seul » et phulon, « tribu »), dont chacun comprend
une espèce ancestrale et tous ses descendants (figure 26.10a).
À l’instar des taxons, les clades sont groupés dans des clades
plus importants. Dans la figure 26.4, par exemple, le clade de
la famille des Félidés relève d’un clade plus important (les
Carnivores), incluant aussi la famille des Canidés. Toutefois, un
taxon n’est équivalent à un clade que s’il est monophylétique
(figure 26.10a). Si des données manquent au sujet de certains
membres d’un clade, on est en présence d’un groupe paraphylétique, lequel renferme l’espèce ancestrale et une partie seulement de ses descendants (figure 26.10b). On peut
également être en présence d’un groupe polyphylétique,
qui contient plusieurs taxons issus d’ancêtres dif férents
(figure 26.10c). Voyons maintenant comment on détermine les clades à partir de caractères dérivés communs.
Les caractères communs, ancestraux et dérivés
En raison des modification intervenues au cours de la phylogenèse, les organismes ont des caractéristiques communes
avec leurs ancêtres, mais ils s’en distinguent à d’autres égards.
Par exemple, tous les Mammifères possèdent une colonne
vertébrale, mais la présence de la colonne vertébrale ne distingue pas les Mammifères des autres Vertébrés parce que tous les
vertébrés ont une colonne vertébrale. Cette structure précède
dans le temps l’apparition de l’embranchement mammalien
dans l’arbre généalogique des Vertébrés. Aussi, pour les Mammifères, la colonne vertébrale est un caractère ancestral
commun, c’est-à-dire un caractère qui provient d’un ancêtre
du taxon. En revanche, la pilosité est un attribut que partagent
tous les Mammifères, mais qu’on ne trouve pas chez leurs ancêtres. La présence de poils chez les Mammifères est donc considérée comme un caractère dérivé commun, une innovation
apparue au cours de l’évolution et exclusive à un clade.
Remarquez que les notions « ancestral » ou « dérivé » sont
relatives, quand vient le temps d’examiner un caractère donné.
1
2
1
2
(a) Groupe monophylétique (clade)
(b) Groupe paraphylétique
(c) Groupe polyphylétique
Le groupe I, qui compte trois espèces (A, B, C) et
leur ancêtre commun , est un clade, ou groupe
monophylétique. Un groupe monophylétique se
compose d’une espèce ancestrale et de toutes
les espèces qui en sont issues.
Le groupe III est de type polyphylétique, ce qui
signifie que certains de ses membres n’ont pas le
même ancêtre. Ci-dessus, les espèces A, B et C
ont le même ancêtre , mais l’espèce D a un
ancêtre différent:
.
A
C
Groupe I
D
E
F
G
B
A
C
Groupe II
D
E
F
G
B
A
C
Groupe III
D
E
F
G
B
Le groupe II est de type paraphylétique, c’està-dire qu’il comprend une espèce ancestrale
et certains de ses descendants (les espèces D, E
et F), mais pas tous (l’espèce G est manquante).
1
2
2
1
. Figure 26.10 Les groupes monophylétique, paraphylétique et polyphylétique.
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1. Indiquez si chacune des paires de structures suivantes
représente une analogie ou une homologie, puis
expliquez votre raisonnement : a) les piquants d’un
hérisson et les épines d’un cactus ; b) la patte d’un
chat et la main d’un humain ; c) l’aile d’un hibou
et l’aile d’un frelon.
2.
et sI ?
Supposons que l’espèce 1 et l’espèce 2
aient une apparence semblable, mais des séquences
de gènes très divergentes, et que l’espèce 2 et
l’espèce 3 aient une apparence fortement dissemblable, mais des séquences de gènes presque identiques. Quelles sont les espèces les plus susceptibles
d’être étroitement apparentées : les espèces 1 et 2
ou les espèces 2 et 3 ? Expliquez votre réponse.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
26.3
Les arbres phylogénétiques sont construits
à partir de caractères communs
La première étape, dans la reconstruction des phylogenèses,
consiste à distinguer les caractéristiques homologues des caractéristiques analogues (puisque seule l’homologie reflète l’histoire évolutive). Il faut ensuite choisir une méthode permettant
de déduire la phylogenèse à partir de ces traits homologues.
L’une de ces méthodes est la cladistique.
La cladistique
La cladistique est une méthode relevant de la systématique
dont le principal critère de classification est l’ancêtre commun.
Selon cette méthode, les biologistes tentent de réunir les espèces
en clades, déterminant des groupes monophylétiques (du
grec monos, « seul » et phulon, « tribu »), dont chacun comprend
une espèce ancestrale et tous ses descendants (figure 26.10a).
À l’instar des taxons, les clades sont groupés dans des clades
plus importants. Dans la figure 26.4, par exemple, le clade de
la famille des Félidés relève d’un clade plus important (les
Carnivores), incluant aussi la famille des Canidés. Toutefois, un
taxon n’est équivalent à un clade que s’il est monophylétique
(figure 26.10a). Si des données manquent au sujet de certains
membres d’un clade, on est en présence d’un groupe paraphylétique, lequel renferme l’espèce ancestrale et une partie seulement de ses descendants (figure 26.10b). On peut
également être en présence d’un groupe polyphylétique,
qui contient plusieurs taxons issus d’ancêtres dif férents
(figure 26.10c). Voyons maintenant comment on détermine les clades à partir de caractères dérivés communs.
Les caractères communs, ancestraux et dérivés
En raison des modification intervenues au cours de la phylogenèse, les organismes ont des caractéristiques communes
avec leurs ancêtres, mais ils s’en distinguent à d’autres égards.
Par exemple, tous les Mammifères possèdent une colonne
vertébrale, mais la présence de la colonne vertébrale ne distingue pas les Mammifères des autres Vertébrés parce que tous les
vertébrés ont une colonne vertébrale. Cette structure précède
dans le temps l’apparition de l’embranchement mammalien
dans l’arbre généalogique des Vertébrés. Aussi, pour les Mammifères, la colonne vertébrale est un caractère ancestral
commun, c’est-à-dire un caractère qui provient d’un ancêtre
du taxon. En revanche, la pilosité est un attribut que partagent
tous les Mammifères, mais qu’on ne trouve pas chez leurs ancêtres. La présence de poils chez les Mammifères est donc considérée comme un caractère dérivé commun, une innovation
apparue au cours de l’évolution et exclusive à un clade.
Remarquez que les notions « ancestral » ou « dérivé » sont
relatives, quand vient le temps d’examiner un caractère donné.
1
2
1
2
(a) Groupe monophylétique (clade)
(b) Groupe paraphylétique
(c) Groupe polyphylétique
Le groupe I, qui compte trois espèces (A, B, C) et
leur ancêtre commun , est un clade, ou groupe
monophylétique. Un groupe monophylétique se
compose d’une espèce ancestrale et de toutes
les espèces qui en sont issues.
Le groupe III est de type polyphylétique, ce qui
signifie que certains de ses membres n’ont pas le
même ancêtre. Ci-dessus, les espèces A, B et C
ont le même ancêtre , mais l’espèce D a un
ancêtre différent:
.
A
C
Groupe I
D
E
F
G
B
A
C
Groupe II
D
E
F
G
B
A
C
Groupe III
D
E
F
G
B
Le groupe II est de type paraphylétique, c’està-dire qu’il comprend une espèce ancestrale
et certains de ses descendants (les espèces D, E
et F), mais pas tous (l’espèce G est manquante).
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. Figure 26.10 Les groupes monophylétique, paraphylétique et polyphylétique.