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Lab3 - Phylogénie des Vertébrés vertébrés Domaine du vivant.

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1 Lab3 - Phylogénie des Vertébrés vertébrés Domaine du vivant

2 Objectifs Comprendre la terminologie associée avec lanalyse cladistique Faire des observations détaillées de caractères morphologiques chez diverses espèces deuchordés Exprimer linformation phylogénétique relative à lévolution des vertébrés dans un cladogramme Identifier des homoplasies et postuler si elles sont le résultat de convergences ou dinversions Postuler une hypothèse concernant lévolution de lendothermie chez les vertébrés

3 Cladogramme Cladogramme: Diagramme en branches présentant les liens de parentés entre différents groupes basé sur la distribution de caractères dits dérivés 6(1) 1(1) 3(1) 2(1) 7(1) 4(1)* SGABCD E F ancêtre commun à toutes les espèces du cladogramme ancêtre commun à B-F embranchement temps présent Passé descendants 5(1)

4 Terminologie (suite) Groupe monophylétique: groupe comprenant lancêtre commun de ce groupe plus TOUS ses descendants (également appelé « clade »). SGABCDEFG monophylétique paraphylétique

5 Terminologie (suite) Caractère: nimporte quelle caractéristique morphologique, biochimique ou comportementale (…) pouvant être observée. Caractères homologues: deux caractères sont homologues si leur origine remonte à un ancêtre commun distant. Seul ce type de caractère est informatif dans lanalyse cladistique. États dun caractère (ou stades évolutifs): Ancestral ou plésiomorphe Dérivé ou apomorphe transformation

6 Terminologie (suite) Homoplasie: similarité phénotypique qui apparaît chez plusieurs espèces et qui nest pas héritée dun ancêtre commun. Convergence: ressemblance apparue indépendamment dans différents taxons et non héritée dun ancêtre commun (ex: ailes chez oiseaux et insectes). Inversion: lorsque un caractère dérivé retourne à un état plus ancestral chez certaines espèces (ex. perte des membre chez les serpents) Principe de parsimonie: la solution qui fait intervenir le moins dévénements indépendant )= nombre minimum de transformations sur le cladogramme) a plus de chance dêtre la bonne

7 Lab 4 – Procédure Trois phases: 1- Entreprenez une série dobservations morphologiques de 12 caractères sur 9 animaux. 2- Notez vos observation dans un tableau (matrice) et utilisez la lamproie comme groupe-frère pour polariser les caractères 3- Effectuez une analyse cladistique de vos données sous la forme dun cladogramme

8 Exemple danalyse phylogénétique Des observations concernant 9 caractères ont été faites sur 8 espèces de poissons - dont une a été choisie comme groupe-frère (GF).

9 Matrice dobservation Groupes ou espèces caractères

10 Polarisation en utilisant la comparaison hors-groupe: 4 règles simples 1.État du Groupe frère 0 (ancestral) 2.État identique à celui du GF 0 3.État différent de celui du groupe frère 1 (dérivé) 4.État(s) différent(s) de celui du GF ET de létat 1 2, 3,4….

11 Recodage de la matrice = polarisation des caractères

12 Coder les données de la matrice par des couleurs aide à la lecture de linformation

13 Construction du cladogramme 3 règles de base: 1.Votre cladogramme doit présenter la distribution des caractères dérivés 2.Les espèces qui possèdent le même caractère dérivé doivent être regroupées (groupes monophylétiques) 3.Quand plusieurs solution soffrent à vous, vous devez choisir celle qui fait intervenir le moins de transformations possible (parcimonie)

14 Étape 1: Aucune de résolution Cladogramme initial. Aucune résolution SG A B CDEFG Lordre des espèce possédant un ancêtre direct commun peut être modifié C D B G F E A Cladogramme 1

15 Etape 2 Affinez votre cladogramme progressivement en ajoutant des transformations de caractères. Commencez avec les caractères binaires qui définissent de grands groupes monophylétiques (=beaucoup de 1, pas de 2)

16 Ajout du premier caractère sur le cladogramme: SG A B CDEF G 1(1) # du caractère état du caractère Syntaxe: X(Y) X= # du caractère ; Y= état du caractère niveau de transformation Cladogramme 2

17 Etape 3 Utilisez le même raisonnement pour les caractères 3, 2 et 5

18 Le cladogramme de létape précédente doit Être réarrangé pour ajouter le caractère 3: Réarrangement Ajout du caractère #3 Cladogramme 2 Cladogramme 2b Cladogramme 3

19 1(1) 3(1) 5(1) 2(1) 1(1) 3(1) SG E A B C D F G SG E C D F A B G Réarrangement de C, D et F puis ajout de #2 et #5 Cladogramme 3 Cladogramme 4

20 Les caractères 7,8 et 2 donnent des informations contradictoires 7 et 8: regroupent D et C 4: regroupe C et G

21 Caractères Espèces (4)(7)(8) GF000 A000 B000 C111 D011 E000 F000 G100 5(1) 1(1) 3(1) 2(1) SG E F C D A B G 5(1) 1(1) 3(1) 2(1) SG E F C D A B G 7(1) 8(1) 5(1) 1(1) 3(1) 2(1) SG E F C D A B G 7(1) 8(1) WRONG cladogramme 4cladogramme 5 Linformation contenue sur le cladogramme de létape précédente permet de placer 7 et 8 sans ambiguïté

22 Le caractère 4 ne définit pas un groupe monophylétique: cest une homoplasie Résulte-t-il dun phénomène de convergence ou dinversion? 5(1) 1(1) 3(1) 2(1) SG E F C D A B G 7(1) 8(1) Caractères Espèces (4) GF0 A0 B0 C1 D0 E0 F0 G1 Cladogramme 5

23 Scenario I: Inversion C et G ont hérité de 4(1) de leur ancêtre commun: inversion au niveau de D, A et B Implique 2 inversions: 1 au niveau de D et 1 au niveau de lancêtre de [A et B] SG E F C D A B G 4(1) 4(0)* 5(1) 2(1) 1(1) 3(1) SYNTAXE:*** 7(1) 8(1)

24 Scenario II: Convergence 4(1) est apparu indépendamment chez C et G Implique: 1 événement de convergence 5(1) 1(1) 3(1) 2(1) SG E F C D A B G 7(1) 8(1) 4(1)*

25 Dans ce cas, la convergence est plus parcimonieuse Le cladogramme suivant en résulte: SG EF CD AB G 1(1) 3(1) 2(1) 5(1) 7(1) 8(1) 4(1) * Cladogramme 6

26 Caractères avec plusieurs états dérivés

27 Trois séquences de transformations pour ce caractère sont possibles: 1. bouche dorsale(0) bouche ventrale (1) bouche terminale (2) 2. bouche dorsale (0) >>terminal (2) >>ventrale (1) 3.Bouche terminale (2) ventrale (1) bouche dorsale (0)

28 Nous utilisons linformation qui est déjà disponible sur le cladogramme ainsi que le principe de parcimonie. Les espèces possédant 6(1) appartiennent à un groupe monophylétique [CDABG] SG EF CD AB G 1(1) 3(1) 2(1) 5(1) 7(1) 8(1) 4(1)* 6(1)

29 [EF] nest pas un groupe monophylétique, mais la transformation 6(0) 6(2) est facile à placer sur le cladogramme en utilisant le principe de parcimonie. 6(2) SG EF CD AB G 1(1) 3(1) 2(1) 5(1) 7(1) 8(1) 4(1)* 6(1)

30 La bonne séquence est: bouche dorsale ventrale terminale 6(0) 6(2) 6(1) 1(1) 3(1) 2(1) 5(1) 7(1) 8(1) 9(2) 9(1) 6(2) 6(1) SG E F CDABG 4(1)* cladogramme 7 (final)

31 Nous obtenons le cladogramme suivant (final) sur lequel tous les états dérivés sont indiqués. 1(1) 3(1) 2(1) 5(1) 7(1) 8(1) 9(2) 9(1) 6(2) 6(1) SG E F CDABG 4(1)* Cladogramme final

32 Préparation Avant le lab Lisez attentivement le manuel et le Prelab Connaissez les caractères Le jour du lab Arrivez à 14h20 (12h50 le vendredi) Apportez votre SARRAU

33 Activités du lab3 1- Entrez vos observation dans la matrice Excel. 2- Soumettez votre matrice codée à votre démonstrateur/trice (de votre compte uottawa) 3- Votre matrice corrigée vous sera rendue par courriel IMPRIMEZ LA MATRICE CORRIGEE ET JOIGNEZ- LA A VOTRE RAPPORT 4- Rendez votre rapport une semaine après le jour de votre laboratoire

34 RAPPORT LAB4 1.Page de titre 2.matrice dassignation des espèces et caractères (distribuée au début du lab) 3.Impression de la matrice corrigée (celle renvoyée par votre TA) 4.Cladogrammes: Cladogramme initial sans résolution Un cladogramme par étape – les caractères doivent être ajoutés progressivement à chaque étape précédente. Commentaire pour chaque étape incluant le nom complet du caractère et une explication si une homoplasie est ajoutée Cladogramme final, grand, propre et annoté 5.Conclusion: Répondez aux questions suivantes : Quelles sont les espèces sur votre cladogramme qui sont endothermes? Considérant la position de ces espèces, que pouvez-vous conclure sur lendothermie en tant que caractères (homologue, homoplasie : convergence ou inversion)?

35 Lisez le fichier dinstruction sur le site Web des laboratoires Noubliez pas votre sarrau Pas de sarrau = -10% + vous risquez de ne pas pouvoir faire votre lab le jour même. Nattendez pas la dernière minute pour faire votre rapport on vous ne pourrez pas obtenir de laide de vos TAs (heures de bureau).


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