Comment construire concrètement un arbre.

Methode 1 (phénétique)

Établir des « distances » (problème 1)
(lemme caché = horloge moléculaire)
(prendre un exemple = la classe ;
couleurs de yeux, des cheveux, groupes sanguins, tour de tête, couleur de la peau, tour de poitrine) Calculer un « index » à partir de ce "pot pourri". Grouper les plus proches
Exemple prendre des points au tableau ; regrouper deux points

Méthode 2 (cladistique)

Calcul à partir du nombre de changements nécessaires pour obtenir un arbre donné.

Caractères partagés ; dans un phylum, tous les représentants possèdent ce caractère (exemple : la colonne vertébrale ; quatre membres ; des mamelles)

Caractères dérivés et ancestraux ; chez l’ancêtre le caractère possède un état A ; une mutation le fait passer à l’état A’, caractère dérivé. Par exemple la patte antérieure devient une aile chez les oiseaux.

Caractères homologues ; ce sont des caractères qui se ressemblent parce qu’ils ont la même origine. (=donc homologie dérivée)

Caractères analogues ; ce sont des caractères qui se ressemblent « par hasard », ou le plus souvent parce qu’ils correspondent à une même nécessité ; exemple de l’aile de chauve-souris (ou de mouche !)
Document convergence)

Le protocole du TP :

Les logiciels utilisés

Ce TP nous apprend que :

[Le texte et les illustrations ci-dessous viennent du site de l’INRP, pages phylogène]

 Un clade, ou groupe monophylétique, regroupe tous les taxons qui partagent une même innovation évolutive et leur ancêtre commun exclusif. Par exemple ici, le clade des Amniotes regroupe tous les organismes qui possèdent un amnios, et leur ancêtre commun exclusif.

 Les clades suivants peuvent par exemple être définis
 :

• Tétrapodes, caractérisés
  par l’existence de membres pairs terminés par des doigts
• Amniotes, caractérisés par l’existence
  d’un amnios lors du développement embryonnaire
• Primates, caractérisés par l’existence
  d’un pouce opposable, d’ongles

 Chaque branche de cet arbre doit être justifiée par une nouveauté évolutive (apparition, disparition ou transformation d’un caractère). Cette innovation évolutive est apparue chez un organisme qui l’a transmise à tous ses descendants ; cet organisme est donc un ancêtre commun hypothétique exclusif à tous les organismes possédant cette innovation évolutive. Les noeuds de l’arbre représentent des populations d’ancêtres communs à partir desquels une divergence va s’observer entre ceux qui vont avoir acquis une nouveauté évolutive et ceux qui ne l’acquerront pas.

 On cherche à construire l’arbre le plus parcimonieux = celui qui nécessite le moins de caractères nouveaux (on cherche à éviter qu’ils apparaissent deux fois, dans des clades indépendants)

 Toutefois, il est parfois impossible d’éviter cette “double apparition”. C’est par exemple ce qui se passe pour les ailes qui sont appérues deux fois chez les vertébrés actuels : une fois chez les oiseaux, une fois chez les chiroptères (chauves-souris). Le mot "ailes" qui est un mot de l’anatomie devrait donc être utilisé avec beaucoup de prudence en biologie évolutive.

Cette approche — cladistique — est aujourd’hui celle qui semble la plus pertinente, mais elle conduit à de grosses surprises :

 les "poissons" n’existent pas.

 les reptiles n’existent pas

 les oiseaux sont des dinosaures (pllus précisément des Théropodes).

Un petit texte pour réfléchir :

L’évolution procède rarement en faisant passer une population d’un stade au stade suivant. Un tel processus, savamment appelé anagenèse, ferait de l’échelle, de la chaîne ou de toute autre métaphore de la linéarité, un parfait symbole du changement. En vérité l’évolution procède en déclenchant de façon complexe et subtile des successions de branchements, d’épisodes de spéciation (techniquement appelés cladogenèse). Une tendance n’est pas une progression le long d’une trajectoire, mais une succession complexe de bifurcations conduisant d’une spéciation à une autre. Le buisson évolutif des chevaux possède de nombreuses ramifications terminales dont chacune ramène à Hyracotherium [= nouvelle dénomination de Eohippus] à travers un labyrinthe de branchements. Aucun de ces chemins n’est rectiligne, et aucun ne représente la voie royale. Suivre l’iconographie conventionnelle et tracer une ligne droite entre Hyracotherium et Eohippus équivaut ainsi à faire passer un bulldozer sur un terrain d’une fascinante complexité.

 
Ce texte se réfère à l’histoire évolutive des équidés.

Vous pouvez trouver d’excellentes illustrations sur ce site ainsi qu’un arbre complet ici.