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

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

Linné (1707-1778)

Linnaea borealis

mais... Linné est un fixiste

De Buffon aux néodarwiniens Mayr

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

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

Un exemple de clé de détermination Source : ONF

Un exemple d’arbre phylogénétique amniotes Un exemple d’arbre phylogénétique amnios

Cas hybride, désormais à proscrire ...

Les principes d ’une classification phylogénétique

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

Méthodes cladistiques Groupe monophylétique amnios amniotes Ancêtre commun exclusif Caractère partagé

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

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

La construction d’une phylogénie, étape par étape

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

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

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

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

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

Quelques conséquences Vrai ou faux ?

Tout est chamboulé ?

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

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

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

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

ne sont pas des sous-ensembles ! 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 !

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Déterminer, nommer des échantillons Source : ONF Déterminer, nommer des échantillons

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

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

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

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).