Phylogenèse

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Blue-circle-target.png Historique: Le terme « phylogénie » fut inventé par Ernst Haeckel en 1866 pour définir l'enchaînement des espèces animales et végétales au cours du temps. Jusqu'alors le concept était exprimé par le terme « généalogie ». Ce n'est que dans la dernière édition de l'0rigine des espèces (1872) que Charles Darwin introduisit le mot phylogeny avec la définition suivante : les lignes généalogiques de tous les êtres organisés. Le mot est resté. Nous définirons la phylogénie comme « le cours historique de la descendance des êtres organisés ».(La Reconstruction phylogénétique. Concepts et Méthodes » (Masson, 1993))

Blue-circle-target.png Théorie:

  • Connaître la relation entre des espèces animales ou végétales existantes ou disparues et les facteurs de la variation de la biodiversité au cours des temps géologiques est l’une des préoccupations majeures des chercheurs dans les sciences de la Vie et de la Terre. En 1881,Charles Darwin propose une théorie révolutionnaire : la théorie de l’Evolution. Selon cette théorie, il y a une parenté entre tous les êtres vivants et toutes les espèces proviennent les unes des autres.(manuel scolaire SVT 3ème sc exp)
  • La phylogénie ou arbre phylogénétique est une représentation qui montre les liens de parenté (ou relations phylogénétiques) entre les différents groupes et espèces des êtres vivants et leur évolution au cours du temps.En plus des arguments paléontologiques, les données fournies par l'anatomie comparée,l'embryologie et la biologie moléculaire permettent d'établir des relations phylogénétiques entre les espèces.(manuel scolaire SVT 4ème sc exp)


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Puce-didaquest.png Exemples, applications, utilisations

  • HYPOTHÈSE DE BASE: Tous les êtres vivants descendent d’un ancêtre commun.

Sur une période d’au moins 3.8 milliards d’années le premier être vivant sur terre n’a cessé de se séparer en espèces différentes.

  • Les êtres vivants évoluent à partir d’un ancêtre commun par une suite de mutations suivies de spéciations.

Tout au long de l’évolution, les gènes accumulent des mutations. Lorsqu’elles sont neutres ou bénéfiques à l’organisme elles sont transmises d’une génération à l’autre.

  • Toutes les espèces vivantes présentent des caractères communs. Elles les ont hérités d’une espèce ancestrale commune, puis se sont différenciées au cours des temps géologiques en développant de nouvelles fonctions. Les espèces vivantes et Fossiles sont donc apparentées.
  • La réalité de l'évolution des êtres vivants ne se discute plus guère. Il n'en va pas de même de ses modalités. La difficulté principale réside évidemment dans l'immense durée du phénomène étudié. Deux théories possibles pour expliquer les modalités:

Au 19eme siècle, Lamarck puis Darwin imposèrent le concept de l’évolotion. – Lamarck et le modèle transformiste :Pour Lamarck, la vie a commencé avec des êtres vivants simples, qui ont subi, par la suite, des transformations adaptatives. Ces caractères acquis deviennent héréditaires. Pour Lamarck, la girafe, aurait allongé son cou au cours des générations à force de l’étirer pour brouter les hautes feuilles dans les arbres dans les régions arides.Ce caractère ainsi acquis devient héréditaire. – Darwin et le modèle évolutif : Pour Darwin, la survie de la variété de girafe à cou long s’explique par le fait qu’elle s’adapte mieux que les girafes à cou court aux conditions difficiles du milieu. Les girafes ayant le cou court sont vouées à la disparition. C’est de l’observation des ressemblances ainsi que des différences entre diverses espèces de Pinsons des îles Galápagos en 1831, que le célèbre biologiste Charles Darwin écrit : «on est vraiment tenté de penser qu’une espèce originelle a subi diverses modifications…»(manuel scolaire 3ème sc exp)

  • La paléontologie, la stratigraphie et l’utilisation de la technique de la datation par la radioactivité ont révélé que les premiers poissons sont apparus au Dévonien inférieur, il y a 450 millions d’années alors que les premiers amphibiens sont apparus au dévonien supérieur, il y a 350 millions d’années. Ces

sciences ont ainsi permis d’etablir un ordre d’apparition des grands groupes d’etres vivants :

                                           > oiseau                   

Poissons----->Amphibiens----->Reptiles----->

                                           >  Mammifères


  • La phylogénie ou arbre phylogénétique est une représentation qui montre les liens de parente (ou relations phylogénétiques) entre les différents groupes et espèces des êtres vivants et leur évolution au cours du temps.

En plus des arguments paléontologiques, les données fournies par l'anatomie comparée, l'embryologie et la Biologie moléculaire permettent d'établir des relations phylogénétiques entre les espèces. 1- Les arguments de l'anatomie comparée : a- les membres des vertébrés tétrapodes actuels, ont le même plan d'organisation : on parle d’organes homologues. Cependant, ils présentent des adaptations particulières liées a leur mode de vie. Cette similitude d'organisation suggère une origine commune des vertébrés. b- L’anatomie comparée de l’appareil circulatoire des vertébrés : poissons, batraciens, reptiles, oiseaux et mammifères montre qu’il y a une complexification croissante dans l’organisation de l’appareil circulatoire des poissons aux mammifères. . Le cœur des poissons comprend deux loges, une oreillette et un ventricule. L’oreillette est précédée d’un sinus veineux et le ventricule est suivi d’un bulbe artériel. . Chez les batraciens l’appareil circulatoire comprend deux oreillettes et un ventricule ou se fait un mélange du sang artériel et du sang veineux. . Chez les reptiles, le cœur comporte deux oreillettes et un ventricule. Toutefois ce ventricule présente une cloison musculaire incomplète qui constitue une véritable séparation physiologique lors de la contraction du cœur : tout se passe comme s’il y avait deux ventricules distincts. . Chez les oiseaux et les mammifères le cœur possède deux oreillettes et deux ventricules.L’oreillette et le ventricule gauches ne contiennent que du sang artériel. L’oreillette et le ventricule droits ne contiennent que du sang veineux.

  • L’anatomie comparée montre qu’il y a une filiation entre les différents groupes de vertébrés a partir d’un ancêtre commun probablement d’origine aquatique avec une complexification des organes homologues des poissons aux mammifères.

2- Les arguments de l'embryologie comparée : Les embryons de tous les vertébrés se ressemblent. Ils possèdent tous à un stade précoce, des fentes branchiales. Celles-ci persistent et se développent chez les poissons dont l'adulte mène une vie aquatique avec une respiration branchiale. Elles régressent chez l'animal à respiration pulmonaire. Des ressemblances entre embryons de vertébrés terrestres et embryons de poissons apparaissent également au cours du développement embryonnaire pour d'autres organes: coeur, encéphale, appareil digestif, rein, Les similitudes que manifestent les embryons des vertébrés au cours de leur développement plaident en faveur de leur parenté, c'est-à-dire d'une origine commune à tous les vertébrés.La ressemblance des embryons des divers vertébrés terrestres à l'embryon de poissons constitue un argument qui confirme leur origine aquatique, comme en témoigne l'anatomie comparée. L'embryologie permet de comprendre les tendances évolutives qui ont affecté les différents groupes au cours des temps géologiques. Le groupe de poissons dont l'embryon présente le moins de transformations par rapport à l'adulte est le groupe le plus primitif.L'embryologie donne ainsi une signification évolutive à la classification des êtres vivants. 3- Les arguments de la biologie moléculaire : L'étude de séquences de protéines apporte des informations intéressantes sur les relations phylogénétiques entre les espèces.Sachant que la synthèse des protéines est contrôlée par les gènes, les similitudes moléculaires constatées chez les vertébrés montrent l'existence d'un gène ancestral et d'un lien de parenté. Les différences entre les séquences en acides aminés de la même molécule (insuline,hémoglobine, cytochrome…), chez des espèces vivantes actuellement, sont dues à des mutations. Ces mutations se produisent à un rythme donné, pour une protéine donnée et s'accumulent donc au cours du temps. Le nombre de différences, en acides aminés, entre des protéines homologues chez deux espèces, fournit alors de précieux renseignements sur leur degré de parenté. Ainsi on admet que plus le nombre d'acides aminés différents est élevé, plus l'ancêtre commun des deux espèces est éloigné dans le temps et inversement.Le dénombrement des différences entre acides aminés constitue donc une méthode de mesure du degré de parenté entre les êtres vivants.


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