Classification phylogénétique de la Lignée verte

Une nouvelle publication est disponible sur le site de Tela Botanica. Réalisé par Mathieu Reymond en 2007, dans le cadre de sa thèse, ce document présente les principaux groupes de la
phylogénie de la Lignée verte.

Introduction

Classification classique du vivant

Face à la diversité du monde vivant (environ 1 800 000 espèces décrites, soit 10 ou 100 fois moins que le nombre d’espèces prédites), les biologistes ont de tout temps essayé de regrouper des êtres vivants entre eux afin de comprendre avec différentes méthodes quelles étaient les grandes divisions du vivant. Ainsi, le naturaliste Carl von Linné (1707-1778) proposait une classification fixiste où le vivant était classé selon un ordre divin autour de sept niveaux hiérarchiques à savoir : règne, embranchement, classe, ordre, famille, genre et espèce. Ces classifications se basaient sur le choix de caractères morphologiques dits « pertinents » qui permettaient de subdiviser le vivant en fonction de la présence ou de l’absence de ces caractères. Cette approche a donc permis de classer harmonieusement les organismes vivants à partir d’un ensemble de dichotomies basées sur la présence ou l’absence d’un caractère et donc de définir une hiérarchie stricte de rangs taxinomiques du règne à l’espèce. Par exemple, les thallophytes (lichens, algues, champignons) étaient caractérisés par l’absence de structures différenciées et étaient opposés aux cormophytes qui eux possédaient des structures différenciées telles que des racines ou des feuilles. Cette méthode dite divisive a été à la base de la majorité des classifications du vivant proposées de l’époque des premiers naturalistes à nos jours.

Depuis Charles Darwin (1809-1882) et la publication de « L’origine des espèces » en 1859, il a été établi que les êtres vivants évoluaient au cours du temps, c’est-à-dire que les espèces se transforment et transmettent leurs caractères de génération en génération. Ce mécanisme étant à la base de la diversité des êtres vivants, il en résulte que la classification du vivant doit refléter l’évolution des espèces et non l’ordre divin.

Ainsi, la classification classique de part ses bases fixistes présente le désavantage majeur de ne pouvoir refléter l’évolution des espèces. De plus les caractères dits « pertinents » choisis ne reflétaient pas toujours des évènements évolutifs clefs.

Classification phylogénétique du vivant

La classification phylogénétique contrairement à la classification classique, a pour but de classer le vivant à partir des liens de parenté entre les différents organismes vivants et donc de déterminer leur histoire évolutive. Le principe de base de cette classification mis en place sur la base de la théorie darwinienne par Willi Hennig (1913-1976) est de placer les êtres vivants à l’intérieur de groupes dits monophylétiques* qui comprennent tous les descendants d’un ancêtre commun et cet ancêtre. Ainsi, les organismes vivants ne sont pas classés selon la présence ou l’absence d’un caractère mais selon l’appartenance à un lignage évolutif. Par exemple, toutes les plantes à fleurs partagent un ancêtre commun unique, elles appartiennent donc au groupe monophylétique des Angiospermes. Au contraire, les ptéridophytes (fougères, lycopodes, prèles,…) ne forment pas un groupe monophylétique car bien que ces plantes aient un ancêtre commun, cet ancêtre est partagé par deux autres groupes que sont les Gymnospermes et les Angiospermes. Les ptéridophytes forment donc un groupe dit paraphylétique*. Chaque groupe monophylétique est associé à différents caractères dérivés (synapomorphies) partagés par tous les individus de chaque groupe. Par exemple, le carpelle qui est la structure qui protège les ovules chez les plantes à fleurs est une synapomorphie associée au groupe monophylétique des Angiospermes.

Actuellement, hormis l’étude de caractères morphologiques, la réalisation d’arbres phylogénétique repose entre autre sur l’étude de molécules informatives telles que les acides nucléiques (ADN ou ARN) et les protéines. En effet, les différences de séquences entre des molécules homologues issues de différentes espèces, reflètent les modifications que ces molécules ont subit au cours du temps et donc l’histoire de ces molécules. Ainsi, plus les molécules étudiées ont des séquences semblables et plus le lien de parenté entre les individus portant ces molécules est fort. En pratique, on détermine tout d’abord la séquence de molécules homologues chez différentes espèces (par exemple l’ARN ribosomique 18S chez différentes plantes à fleurs). Les séquences de chaque molécule sont ensuite alignées et les similarités et les différences entre ces séquences sont identifiées grâce à des algorithmes mathématiques. Chaque molécule est alors regroupée avec la molécule qui lui est la plus proche au sein d’un arbre phylogénétique (Voir ci dessous). On peut ensuite en identifiant l’être vivant associé à chaque molécule, établir l’arbre phylogénétique du vivant.

La classification phylogénétique permet donc par une approche sans a priori de mettre en évidence les liens de parenté entre les êtres vivants et donc de donner une base évolutive à la classification du vivant.
• Les séquences d’ARN des espèces B et C sont identiques contrairement à la séquence du même ARN chez l’espèce A.
• L’espèce B est donc plus proche de l’espèce C comparativement à l’espèce A

Établissement d’une phylogénie à partir de caractères moléculaires

Nous nous intéresserons dans ce document à présenter les principaux groupes de la phylogénie de la Lignée verte. Chaque groupe monophylétique (indiqué en gras) est présenté avec ses synapomorphies. Cette classification ne prend pas en compte les données fossiles.

Mathieu REYMOND (ENS Lyon), Françoise Jauzein (INRP Lyon)
Version 1 (2 juillet 2007)

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2 commentaires

  1. Belle présentation claire et pédagogique pour un article issu d’une thèse (quel est le titre de la thèse?). Il aurait été intéressant de mettre en valeur ce qui est nouveau (j’ai eu un peu de mal moi même), ce qui apparait et qui disparait (où sont passées les algues brunes?). Une petite coquille : Pteris aquilina doit s’écrire Pteridium aquilinum. 2 photos ne correspondent pas bien aux légendes : Abies est apparemment un Picea (branches en queue d’épagneul). Equisetum arvense est en fait une espèce du groupe hiemale (peut être japonicum, cultivé dans les jardins)
    En tous cas, j’ai été vivement intéressé par cet article

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