chapitre 26 La phylogenèse et l’arbre de la vie 629
changements d’ADN ont eu lieu à des rythmes équivalents le
long de toutes les ramifications de l’arbre à partir de l’ancêtre
commun. L’arbre 2 est également possible, mais il faudrait
présumer que le rythme de l’évolution a ralenti considérablement dans la lignée des champignons et a accéléré grandement dans celle des tulipes. En supposant que les rythmes
équivalents sont plus courants que les rythmes inégaux,
l’arbre 1 est plus probable. Nous verrons bientôt qu’un grand
nombre de gènes ont effectivement fait leur apparition à des
rythmes à peu près égaux dans différentes lignées. Notons,
cependant, que si des données venaient prouver que les
gènes sont apparus à des rythmes inégaux, alors l’arbre 2
serait plus probable que l’arbre 1 ! La probabilité d’un arbre
dépend donc des hypothèses de départ.
Les scientifiques ont mis au point de nombreux logiciels
servant à bâtir des arbres simples et probables. Quand on
dispose d’une grande quantité de données précises, les
méthodes utilisées par ces logiciels permettent habituellement
d’obtenir des arbres semblables. La figure 26.15 montre la
construction de l’arbre moléculaire le plus simple pour établir des liens entre trois espèces. Les logiciels se fondent eux
aussi sur le principe de parcimonie pour esquisser des phylogenèses : ils examinent un grand nombre d’arbres possibles et
retiennent celui ou ceux qui comportent le moins de changements évolutifs.
m Figure 26.13 La longueur des branches peut servir de repère
temporel. Cet arbre a été construit à partir des mêmes données moléculaires
que l’arbre de la figure 26.12. Ici, cependant, les points de bifurcation
correspondent à des époques déterminées selon les archives géologiques.
La longueur des branches est donc proportionnelle à l’écart temporel.
Chaque lignée présente la même longueur, de la base de l’arbre jusqu’au
bout de la branche, ce qui indique que la divergence de toutes les lignées
par rapport à l’ancêtre commun est de même durée.
542
251
Millions d’années
PALÉOZOÏQUE
MÉSOZOÏQUE
CÉNOZOÏQUE
65,5
Époque
actuelle
Drosophile
Amphioxus
Poisson-zèbre
Grenouille
Poule
Humain
Souris
m Figure 26.14 Des arbres plus ou moins probables. À partir
des différences, exprimées en pourcentage, entre les gènes des humains,
des champignons et des tulipes (a), on peut construire deux arbres
phylogénétiques présentant des ramifications dont la longueur totale
est iden tique (b). La somme des pourcentages à partir d’un point
de bifurcation est égale aux différences de pourcentage indiquées en (a).
Par exemple, dans l’arbre 1, la divergence humain-tulipe est de
15 % + 5 % + 20 % = 40 %. Dans l’arbre 2, cette divergence est égale
aussi à 40 % (15 % + 25 %). Si les gènes ont évolué au même rythme
dans les différentes ramifications, l’arbre 1 est plus probable que l’arbre 2.
0
0
0
30 %
40 %
40 %
Humain
Humain
15 %
15 %
20 %
5 %
5 %
10 %
15 %
25 %
Champignon
Arbre 1: le plus probable
Tulipe
(a) Différences (en pourcentage) entre les séquences
(b) Comparaison d’arbres possibles
Arbre 2: le moins probable
Champignon
Tulipe
changements d’ADN ont eu lieu à des rythmes équivalents le
long de toutes les ramifications de l’arbre à partir de l’ancêtre
commun. L’arbre 2 est également possible, mais il faudrait
présumer que le rythme de l’évolution a ralenti considérablement dans la lignée des champignons et a accéléré grandement dans celle des tulipes. En supposant que les rythmes
équivalents sont plus courants que les rythmes inégaux,
l’arbre 1 est plus probable. Nous verrons bientôt qu’un grand
nombre de gènes ont effectivement fait leur apparition à des
rythmes à peu près égaux dans différentes lignées. Notons,
cependant, que si des données venaient prouver que les
gènes sont apparus à des rythmes inégaux, alors l’arbre 2
serait plus probable que l’arbre 1 ! La probabilité d’un arbre
dépend donc des hypothèses de départ.
Les scientifiques ont mis au point de nombreux logiciels
servant à bâtir des arbres simples et probables. Quand on
dispose d’une grande quantité de données précises, les
méthodes utilisées par ces logiciels permettent habituellement
d’obtenir des arbres semblables. La figure 26.15 montre la
construction de l’arbre moléculaire le plus simple pour établir des liens entre trois espèces. Les logiciels se fondent eux
aussi sur le principe de parcimonie pour esquisser des phylogenèses : ils examinent un grand nombre d’arbres possibles et
retiennent celui ou ceux qui comportent le moins de changements évolutifs.
m Figure 26.13 La longueur des branches peut servir de repère
temporel. Cet arbre a été construit à partir des mêmes données moléculaires
que l’arbre de la figure 26.12. Ici, cependant, les points de bifurcation
correspondent à des époques déterminées selon les archives géologiques.
La longueur des branches est donc proportionnelle à l’écart temporel.
Chaque lignée présente la même longueur, de la base de l’arbre jusqu’au
bout de la branche, ce qui indique que la divergence de toutes les lignées
par rapport à l’ancêtre commun est de même durée.
542
251
Millions d’années
PALÉOZOÏQUE
MÉSOZOÏQUE
CÉNOZOÏQUE
65,5
Époque
actuelle
Drosophile
Amphioxus
Poisson-zèbre
Grenouille
Poule
Humain
Souris
m Figure 26.14 Des arbres plus ou moins probables. À partir
des différences, exprimées en pourcentage, entre les gènes des humains,
des champignons et des tulipes (a), on peut construire deux arbres
phylogénétiques présentant des ramifications dont la longueur totale
est iden tique (b). La somme des pourcentages à partir d’un point
de bifurcation est égale aux différences de pourcentage indiquées en (a).
Par exemple, dans l’arbre 1, la divergence humain-tulipe est de
15 % + 5 % + 20 % = 40 %. Dans l’arbre 2, cette divergence est égale
aussi à 40 % (15 % + 25 %). Si les gènes ont évolué au même rythme
dans les différentes ramifications, l’arbre 1 est plus probable que l’arbre 2.
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40 %
40 %
Humain
Humain
15 %
15 %
20 %
5 %
5 %
10 %
15 %
25 %
Champignon
Arbre 1: le plus probable
Tulipe
(a) Différences (en pourcentage) entre les séquences
(b) Comparaison d’arbres possibles
Arbre 2: le moins probable
Champignon
Tulipe