La biodiversité

Les cinq royaumes Figure 1.6 MONERA ou PROCARYOTA PROTISTA PLANTAE FUNGI ANIMALIA

Les extrémophiles B. Eleazari Volcani Mer morte, 30-34% sel 1936: premier extrème halophile isolé Thomas D. Brock Yellowstone, USA 1969, Thermus aquaticus (~70°C) 1970-72: Sulfolobus acidocaldarius (~90°C, pH 1-5)

Activité microbienne enregistré Les extrémophiles Psychrophiles Pyrolobus fumarii Mid-Atlantic Ridge 113ºC Activité microbienne enregistré Au pôle sud, -12 à -17ºC

Les extrémophiles Barophiles Xerophiles Bacillus infernus (2.7 Km)

Concept typologique de l’espèce « La fonction du concept d’espèces est de servir de référence pour la classification correcte des différentes catégories de la même sorte » Enrst Mayr, Histoire de la Biologie, Fayard, 1989

Plusieurs façons de classer ! Recherche de la classification naturelle

Les classifications populaires Les classifications populaires sont étroitement liées au contexte socio-culturel, à l’environnement et aux facteurs historiques. Classifications populaires et scientifiques ne sont pas superposables : à un seul terme populaire peuvent correspondre plusieurs espèces (chêne), voire plusieurs genres ou familles (lauriers) plusieurs termes différents peuvent être regroupés en une seule espèce (la tribu des Hanunoo aux Philippines utilisent 92 termes pour désigner le riz) Le nombre d’espèces prises en compte par les classifications populaires peut être très grand : 642/1300 chez les Amérindiens Tzeltal Tassy, L’ordre et la diversité du vivant, Fayard, 1986

Recherche de LA classification naturelle Carl Linné (1707-1778) Fondateur de la nomenclature binaire (Systema Naturae, 1758) Nom de genre et Nom d’espèce : Felis concolor (couguar) Domaine Eucaryotes Règne Métazoaires Embranchement Vertébrés Classe Mammifères Ordre Carnivores Famille Félidés Genre Felis Espèce concolor Recherche de LA classification naturelle

Classification naturelle = phylogénie

Une longue histoire et de nombreux conflits… « Pour déterminer, par conséquent, si l’on doit classer une forme comme une espèce ou comme une variété, il semble que le seul guide à suivre soit l’opinion des naturalistes ayant un excellent jugement et une grande expérience ; mais, souvent, il devient nécessaire de décider à la majorité des voix, car il n’est guère de variétés bien connues et bien tranchées que des juges très compétents n’aient considérées comme telles, alors que d’autres juges tout aussi compétents les considèrent comme des espèces » Darwin, 1859, L’origine des espèces

Le concept biologique de l’espèce « Une espèce est une communauté reproductive de populations (reproductivement isolées d’autres communautés) qui occupe une niche particulière dans la nature » Mayr, 1989, Histoire de la Biologie, Fayard

La spéciation Spéciation allopatrique

Rien n’est si simple Larus argentatus Larus cachinnans Larus fuscus

L’histoire des spéciations : la phylogénie

Classification naturelle = phylogénie

Taxonomie = définir des groupes monophylétiques Un groupe monophylétique contient l’ancêtre commun et tous ses descendants Gibbon Orang-outan Gorille Homme Chimpanzé

Les groupes polyphylétiques Un groupe polyphylétique ne contient pas l’ancêtre commun Éléphant Souris Vache Dauphin Hippopotame

Les groupes paraphylétiques Un groupe paraphylétique contient l’ancêtre commun et seulement certains de ses descendants Amphibiens Lézards Tortues Crocodiles Oiseaux

Arbre universel du vivant (Haeckel, 1866)

L’échelle des êtres d’Aristote (384-322 av. JC)

Relation d’ancêtres à descendants «Singes» Homme «Reptiles» Amphibiens «Poissons» L’Homme et le Chimpanzé sont des “Singes”

Principe des connexions Comment comparer ? 1- Aile de chauve-souris 2- Bras humain 3- Bras d’alligator 4- Aile de puffin cendré Principe des connexions Geoffroy Saint-Hilaire (1818) Philosophie anatomique

Organes homologues : mêmes connexions Homologie Organes homologues : mêmes connexions Organes analogues : mêmes fonctions Owen (1843) Organes homologues : quand ils ont été hérités d’un ancêtre commun Darwin (1859) Au niveau moléculaire, déterminer l’homologie revient à aligner les séquences Chat ..FAGHIKL.. Mouette ..FAGYIKL..

Principes de l’alignement 5 identités Sequence1 TTATTCGGTT Sequence2 TTACTTACGTT 5 différences 1 gap Introduire des gaps pour maximiser la similarité Sequence1 TTA*TTCGGTT Sequence2 TTACTTACGTT Sequence1 TTA*TT*CGGTT Sequence2 TTACTTACG*TT 2 différences 1 gap 8 identités 3 gaps 9 identités 0 différence

Principes de l’alignement Sequence1 TTA*TTCGGTT Sequence2 TTACTTACGTT Sequence1 TTA*TT*CGGTT Sequence2 TTACTTACG*TT 8 identités 1 gap 2 différences 9 identités 3 gaps 0 différence Définir une pénalité pour les gaps (par ex. -2), une pénalité pour les différences (par ex. -1) et un score pour les identités (par ex. 3) Score = 3*8 -1*2 -2*1 = 20 Score = 3*9 -1*0 -2*3 = 21

Coût = 10 Coût = 10 Coût = 11 Coût = 6 TOPOLOGIE 1 TOPOLOGIE 2 E1 TTACTT E2 TTA*TT E3 TT*CTT E4 TTACTT AC C->* A->* E1 TTACTT E2 TTA*TT E3 TT*CTT E4 TTACTT AC C->* A->* Coût = 10 Coût = 10 E1 TTACTT E2 TT*ATT E3 TT*CTT E4 TTACTT AC C->A A->* E1 TTACTT E2 TT*ATT E3 TT*CTT E4 TTACTT AC A->* C->A Coût = 11 Coût = 6 Coût : GAP = 5 SUBSTITUTION = 1