Diversité, parentés et unité des êtres vivants Diversité : déterminer un être vivant Parentés : classer les êtres vivants Unité : reconnaître le vivant par la cellule DIVERSITE : ranger ou trier ? Ranger = organiser par rapport à un critère continu Trier = organiser par rapport à un critère binaire donc déterminer l’espèce à laquelle appartient l’être vivant par un tri à l’aide d’une clé dichotomique (kia/kinapa), sans le classer dans l’ensemble des êtres vivants PARENTES : classer Classer = regrouper des êtres vivants selon la présence d’attributs reflétant l’évolution donc mettre en œuvre des arbres phylogénétiques.

Parentés des êtres vivants (1) 3 modes de classification : FIXISTE, TRANSFORMISTES 1 et 2 1. Fixiste (von Linné) : échelle des êtres reflétant l’ordre divin HOMME Oiseaux Reptiles Mammifères Poissons Amphibiens Agnathes Invertébrés ] Groupes d’êtres vivants construits ] sur la base de l’absence d’un attribut ] (mâchoire, vertèbres) groupe paraphylétique

Parentés des êtres vivants (2) 2. Transformiste mixte (Lamarck, Darwin, Haeckel) : arbre des êtres reflétant l’évolution biologique par des relations généalogiques et phylogéniques généalogique : qui descend de qui ? phylogénique : qui est le plus proche de qui ? Ces arbres mixtes (systématique éclectique) sont ceux des anciens programmes : ils placent les fossiles aux nœuds des branches (ex : Archaeopteryx au nœud reptiles-oiseaux), ils conservent des groupes sans signification phylogénétique (reptiles, poissons).

Parentés des êtres vivants (2b) Arbre de la systématique éclectique

Parentés des êtres vivants (3) 3. Transformiste phylogénétique (Hennig) : arbre des êtres reflétant uniquement des relations de parentés Ces arbres phylogénétiques sont ceux des nouveaux programmes : ils placent les fossiles aux extrémités des branches comme les êtres vivants, ils placent aux nœuds des branches des ancêtres communs hypothétiques, (partageant avec les branches inférieures les caractères primitifs et en plus l’innovation évolutive = caractères dérivés), ils font disparaître les sauts évolutifs, et donc les groupes artificiels comme les reptiles, séparés en : archosaures (crocodiles + oiseaux + dinosaures + ptérosaures), lépidosaures (lézards + serpents + sphénodon), chéloniens (tortues). (L’écaille épidermique devient un caractère d’amniote et non de reptile)

Parentés des êtres vivants (3b) Arbre phylogénétique SALAMANDRE Cynognathus Hylonomus LEZARD CROCODILE Archaeopteryx PIGEON Ichthyostega HOMME 4 pattes 2 vertèbres cervicales spécialisées Amnios Fenêtre mandibulaire Plume Une seule fenêtre temporale

Parentés des êtres vivants (4) A la base des classifications phylogénétiques : l’homologie des attributs. En comparant les plans d’organisation des êtres vivants, sont définies comme HOMOLOGUES les structures établissant les mêmes connexions et positions par rapport aux structures voisines. ex : pièces osseuses du membre antérieur, mâchoire, etc. Les attributs sont les versions différentes d’organes homologues, ayant une origine commune (embryologique et phylogénétique). Un caractère est le nom donné à une collection d’attributs homologues. Dans une classification phylogénétique, on compare un nombre réduit d’organismes (au moins quatre) pour un nombre réduit de caractères, chaque caractère pouvant exister sous deux formes : état primitif / état dérivé (à la suite d’une innovation évolutive). Seul le partage de l’état dérivé d’un caractère (critère ontogénique et critère extra-groupe) permet de faire des regroupements d’organismes apparentés : ils partagent la même innovation évolutive.

Parentés des êtres vivants (4b) ECAILLE (état primitif) PLUME (état dérivé) Extra-groupe = Groupe d’étude = Tortue Lézard Crocodile Poule Canard Ancêtre commun

Parentés des êtres vivants (4c) La matrice des caractères est un tableau regroupant les caractères du groupe et de l’extra-groupe (Grenouille) : 0 signifie état du caractère dans l’extra-groupe (état primitif) et 1 état dérivé . Grenouille Tortue Crocodile Pigeon AMNIOS 0 1 1 1 GESIER 0 0 1 1 MANDIBULE 0 0 1 1 BEC CORNE 0 1 0 1 AILES 0 0 0 1 Grenouille Tortue Crocodile Pigeon amnios gésier mandibule bec corné ailes Arbre phylogénétique respectant le principe de parcimonie

Parentés des êtres vivants (5) Grenouille Tortue Crocodile Pigeon amnios gésier mandibule bec corné ailes Dans cet arbre,Le pigeon et le crocodile qui partagent les mêmes caractères dérivés (gésier et mandibule) absents chez la tortue, font partie du même groupe monophylétique (CLADE) = les ARCHOSAURES. Tortue, crocodile et pigeon font partie du même clade de rang supérieur = les AMNIOTES.