Lire et exploiter un arbre phylogénétique
Démarche proposée par Monique Dupuis, IGEN
- Un arbre phylogénétique doit être accompagné des données qui ont permis de le construire
- Lire un arbre phylogénétique c'est ....
- La place des fossiles dans un arbre phylogénétique
Un arbre phylogénétique doit être accompagné des données qui ont permis de le construire
Un arbre phylogénétique est établi selon une méthode cladistique, à partir de données précises ; il doit donc être accompagné de la matrice taxons/caractères (avec indication des états dérivés de chaque caractère) qui a été exploitée pour le construire, et/ou de légendes sur l'arbre situant les innovations évolutives justifiant chaque entre noeud.
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Remarque : pour un même échantillonnage de taxons, on peut obtenir des arbres différents selon les données utilisées.
Lire un arbre phylogénétique, c'est :
- préciser les parentés en les justifiant
- donner les caractéristiques des derniers ancêtres communs
- définir des groupes monophylétiques (ou clades)
- savoir dire si un arbre est valable ou non
1 - Préciser les parentés en les justifiant
Un arbre phylogénétique est établi en appliquant le principe de la cladistique qui permet des regroupements (donc des parentés) sur le partage d'états dérivés des caractères.
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Quels sont, d'après cet arbre, les plus proches parents du gorille ?
La salamandre est-elle plus apparentée au thon ou au tarsier ?
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2 - Donner les caractéristiques des derniers ancêtres communs
Le dernier ancêtre commun se situe toujours à un noeud. Ses caractéristiques sont les innovations génétiques apparues chez ses ancêtres.
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Le dernier ancêtre commun se situe toujours à un noeud. Ses caractéristiques sont les innovations génétiques apparues chez ses ancêtres. Situer le dernier ancêtre commun au saki et à la salamandre et en préciser les caractéristiques :
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3 - Définir des groupes monophylétiques
Un groupe monophylétique, ou clade, réunit tous les organismes, actuels et fossiles, qui partagent une même innovation évolutive et l'ancêtre commun chez qui cette innovation est apparue.
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Le clade des Tétrapodes réunit tous les organismes actuels et fossiles qui possèdent des doigts. |
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Le clade des Amniotes réunit tous les organismes actuels et fossiles qui possèdent un amnios. |
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Le clade des Primates réunit tous les organismes actuels et fossiles qui possèdent des ongles (à la place des griffes) et un pouce opposable. |
4 - Savoir dire si un arbre est valable ou non
Deux arbres, établis à partir de la même matrice, peuvent être justes tout en présentant un aspect différent (on peut effectuer une libre rotation des branches à chaque noeud, sans changer la signification de l'arbre).
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| Ces deux arbres sont parfaitement équivalents ... | |
Chaque entre noeud doit être justifié par une innovation évolutive au moins.
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L'entre noeud en rouge sur cet arbre est abusif : il n'est justifié par aucune innovation évolutive que partageraient exclusivement l'homme et le gorille. L'arbre ci-contre est l'arbre "corrigé". |
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Toutes les informations apportées par la matrice taxons/caractères doivent être exploitées.
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Une information apportée par la matrice fournie n'a pas été prise en compte : le fait que le saki, l'homme, le tarsier et le gorille partagent une innovation évolutive (les ongles) que ne partage pas avec eux l'otarie. La prise en compte de cette information permet de préciser une parenté plus grande entre ces 4 animaux, et d'obtenir l'arbre ci-contre. |
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La place des fossiles dans un arbre phylogénétique
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Les fossiles (ici l'Archeopteryx) se placent comme les organismes actuels dans un arbre phylogénétique (un arbre phylogénétique est un arbre de parentés). |
| Si l'on veut donner un cadre temporel plus précis, il faut prendre en compte des informations complémentaires : la période à laquelle vivait ce fossile ; on gradue alors l'axe des temps et on descend le fossile et les noeuds qui sont "en-dessous" de lui dans l'arbre (qui représentent des ancêtres de ce fossile et sont donc plus anciens que lui ...). |  |