La classification des tres vivants une classification phylogntique

La classification des êtres vivants, une classification phylogénétique Actualisation des programmes de SVT - Octobre 2005 1

Sommaire : - un peu d’histoire - les principes de la classification phylogénétique - quelques conséquences 2

Linné (1707 -1778) 3

Linnaea borealis 4

mais. . . Linné est un fixiste 5

De Buffon aux néodarwiniens Buffon Darwin Mayr 6

Vers une classification phylogénétique 1950 : Willi Hennig invente le cladisme innovation 7

De Linné aux évolutionnistes, un double héritage générateur de confusions : Identifier n’est pas classer ! 8

Un exemple de clé de détermination Source : ONF 9

amniotes amnios Un exemple d’arbre phylogénétique 10

Cas hybride, désormais à proscrire. . . 11

Les principes d ’une classification phylogénétique 12

Méthodes phénétiques Source : http: //www. hominides. com/ Arbre phylogénétique établi sur la base du % d’identité entre les séquences d ’hémoglobine 13

Méthodes cladistiques Groupe monophylétique amniotes Ancêtre commun exclusif Caractère partagé amnios 14

Les caractères partagés (ou attributs). . . … doivent être homologues Bordas Term S 15

Les caractères partagés (ou attributs). . . …résultent d’une innovation évolutive Sources : « Phylogène » , INRP état ancestral état dérivé (ou évolué) acquisition de l’amnios Sources : « Phylogène » , INRP 16

La construction d’une phylogénie, étape par étape 17

Un outil : « Phylogène » www. inrp. fr/Acces/biotic/evolut/phylogene/accueil. htm 18

1. Une matrice « taxons-caractères » Source : « Phylogène » , INRP 19

2. Renseigner la matrice Source : « Phylogène » , INRP 20

3. Regrouper Lamproie Vertébrés colonne vertébrale Gnathostomes Requin carapace mâchoires Thon Ostéichtyens squelette osseux Cœlacanthe Sarcoptérygiens membres à une pièce basale Grenouille pattes Tétrapodes fenêtre Amniotes amnios mandibulaire Crocodile Chat Mammifères Archosauriens Tortue Chéloniens Vipère Squamates mâchoire à large ouverture Primates Homme Chimpanzé ongles Mésange Oiseaux poils, placenta plumes 21

4. Des groupes à l’arbre ongles poils, placenta plumes fenêtre mandibulaire machoîre à large ouverture amnios pattes membres à une seul pièce basale squelette osseux machoîre colonne vertébrale 22

Quelques conséquences Vrai ou faux ? 23

Tout est chamboulé ? 24

Bivalves Ils restent. . . Mousses Arthropodes Cnidaires Echinodermes Vertébrés Plantes à fleurs Oiseaux Mollusques Algues vertes Angiospermes Mammifères Gastéropodes Batraciens Rongeurs Crustacés Carnivores Fougères Insectes Myriapodes Céphalopodes Conifères etc. 25

On peut dire. . . • Il existe des plantes sans fleurs Pourquoi pas ! • Beaucoup d’animaux n’ont pas de Bien sûr ! vertèbres • Les fougères font partie des plantes sans Non fleurs Non • La coccinelle est un invertébré Pas de groupes définis négativement. Ils n’existent donc plus: plantes sans fleurs - invertébrés - agnathes. . . 26

On peut dire : • Dans la mer, il y a des poissons et des Difficile à nier ! algues • Les végétaux chlorophylliens font de la C’est peu discutable ! photosynthèse • Le fucus et l’ulve font partie du groupe Non, des algues malheureusement • La sardine est classée parmi les Non plus. . . poissons • Les oiseaux sont des dinosaures Oui ! 27

Où sont les « poissons » ? Groupe polyphylétique pas d’ancêtre commun exclusif membres à une seule pièce basale squelette osseux machoîre colonne vertébrale 28

Où sont les « poissons » ? nageoires à une seule pièce basale ont acquis un squelette osseux Actinistiens nageoire caudale à trois lobes Actinoptérygiens = les « vrais » poissons nageoires rayonnées Chondrichtyens squelette cartilagineux calcifié Sources : « Phylogène » , INRP ne sont pas des sous-ensembles ! 29

Les oiseaux sont des dinosaures ! Nombreuses découvertes de fossiles, comme par exemple le Microraptor : dinosaure possédant quatre ailes avec des plumes ! Photos visibles sur le site http: //dinonews. net/index/microraptor. php ou dans « Les Dossiers de La Recherche » n° 19 Mai-Juillet 2005 30

Une phylogénie en voie de reconstitution Des dinosaures à l’archeopteryx Oiseaux Théropodes velociraptor autres oiseaux archaeopteryx allosaurus coelophysis Dinosaures diplodocus autres ornithischiens archosaures un orteil inversé, moins de 6 vertèbres caudales os carpien semi-lunaire main à trois doigts trois orteils fonctionnels bassin triradié bassin à cavité acétabulaire perforée D ’après « Les Dossiers de La Recherche » n° 19 mai-juillet 2005 31

Une phylogénie en voie de reconstitution De l’archéoptéryx aux oiseaux modernes paléognathes oiseaux modernes hesperornis ichthyornis patagopteryx mononykus archéoptéryx sternum à bréchet moins de onze vertèbres dorsales vertèbres caudales soudées D ’après « Les Dossiers de La Recherche » n° 19 mai-juillet 2005 32

Où sont les « reptiles » ? Groupe polyphylétique plumes bassin à cavité acétabulaire perforée fenêtre mandibulaire … sauf si l’on y inclut les oiseaux fosses temporales quille sous les vertèbres cervicales 33

Où sont les « reptiles » ? = sauropsidés quille sous les vertèbres cervicales 34

Où sont les « reptiles » ? Oiseaux plumes Crocodiliens Squamates Chéloniens fosse temporale inférieure triangulaire mâchoire à large ouverture carapace 35

Où sont les « reptiles » ? Oiseaux Crocodiliens Squamates Chéloniens plumes bassin à cavité acétabulaire perforée Dinosaures fenêtre mandibulaire Archosaures 36

Les « végétaux » végétaux non végétaux chlorophylliens = champignons animaux végétaux Une représentation historique 37

Où sont les champignons ? opisthocontes champignons animaux arn, protéines, métabolisme collagène spermatozoïdes à flagelle propulseur, glycogène 38

Où sont les « végétaux chlorophylliens » ? lignée animaux verte champignons endosymbiose chloroplastique lignée brune au moins 13 groupes d ’unicellulaires autre endosymbiose chloroplastique Chez les eucaryotes, la possession de chlorophylle n’est pas eucaryotes un caractère dérivé unique : nombreuses endosymbioses 39 indépendantes.

La lignée verte spermaphytes Angiospermes trachéophytes Conifères embryophytes Filicophytes Bryophytes (fougères) (mousses) chlorobiontes (plantes vertes) Ulvophytes Rhodophytes (algues vertes) (algues rouges) fleur graine vaisseaux sporophyte + gamétophyte avec éléments conducteurs chlorophylles a et b chloroplaste (endosymbiose) 40

En conclusion. . . Pour une cohérence verticale, des activités pédagogiques à bien cibler : 41

• Déterminer, nommer des échantillons Source : ONF 42

• Regrouper, classer : construire une classification Lamproie Requin Thon Cœlacanthe Grenouille Tortue Vipère Chat Homme Chimpanzé Crocodile Mésange 43

• Utiliser une classification : replacer une espèce dans une classification Lamproie Vertébrés colonne vertébrale Gnathostomes Requin carapace mâchoires Thon Ostéichtyens squelette osseux Cœlacanthe Sarcoptérygiens membres à une pièce basale pattes Grenouille Tétrapodes Amniotes amnios Crocodile Chat Mammifères Archosauriens Tortue Chéloniens Vipère Squamates mâchoire à large ouverture Primates Homme Chimpanzé ongles Mésange Oiseaux poils, placenta plumes 44

• Établir ou comprendre une phylogénie ongles poils, placenta plumes fenêtre mandibulaire machoîre à large ouverture amnios pattes membres à une seul pièce basale squelette osseux machoîre colonne vertébrale 45

En conclusion. . . Pour une cohérence verticale, des activités pédagogiques à bien cibler : • Déterminer, nommer des échantillons : tous niveaux • Regrouper, classer : construire une classification : 6ème • Utiliser une classification : replacer une espèce dans une classification : 6ème, 5ème (+ fossiles) • Établir ou comprendre une phylogénie : 3ème, Terminale S, 1ère L+ES). 46