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Des parentés établies au sein des
vertébrés.
I.
Une origine
commune a tous les êtres vivants. A.
L’unité
du monde vivant §
L’universalité
de la structure cellulaire -
Les cellules
eucaryotes présentent une organisation générale commune : -
Le matériel génétique
est inclus dans un noyau -
Le cytoplasme,
limite par une membrane, est compartimente et nombre de fonctions cellulaires
sont remplies par des organites spécialises. -
Les procaryotes
sont également formes de cellules même si celles-ci ne sont pas compartimentées
comme les cellules eucaryotes. Ils possèdent un chromosome libre dans le
cytoplasme. §
L’universalité
du support de l’information génétique -
La molécule
d’ADN, constituant essentiel des chromosomes, est le support de
l’information génétique chez tous les êtres vivants eucaryotes ou
procaryotes. Sa structure moléculaire est la même chez tous : 4 nucléotides
dont l’assemblage constitue deux chaînes enroulées en « double-hélice. »
Un gène est un segment plus ou moins long d’une molécule d’ADN. §
L’universalité
des modalités d’expression des gènes -
Le système de
correspondance entre la séquence des nucléotides d’un gène et la séquence
des acides amines d’un polypeptide est appelée code génétique. A chaque
codon forme de trois nucléotides correspond un acide amine déterminé. -
Le code génétique
est le même pour tous les êtres vivants : il est universel. B.
L’évolution
est la seule explication scientifique de cette unité §
L’unicité,
la diversité est les changements présentes par les êtres vivants au cours des
temps géologiques ne peuvent s’expliquer que par « l’évolution. »
Celle-ci implique une filiation entre les espèces : les formes actuelles dériveraient
d’ancêtres communs plus ou moins éloignés dans le temps. Une origine
commune a toutes les espèces est hautement probable!
II.
La
recherche de parentes chez les vertèbres. A.
Par l’étude
de caractères morphologiques anatomiques et embryologiques §
Le choix des
caractères -
On peut définir
un caractère comme un attribut observable chez un organisme. -
Pour pouvoir êtres
comparés, ces caractères doivent être homologues, c’est à dire
avoir la même origine. L’homologie est la ressemblance héritée d’un ancêtre
commun : chez cet ancêtre, s’est produite une transformation évolutive
qui a modifie un caractère préexistant. -
Cette
transformation a ensuite été transmise, avec plus ou moins de momifications, a
l’ensemble des descendants. §
Un exemple
d’homologie : le membre antérieur des vertèbres tétrapodes -
Malgré des
formes et des fonctions différentes, le membre antérieur d’un homme, d’une
otarie, d’une chauve-souris, ou d’un oiseau est construit de la même manière
et place de la même façon dans l’organisme. On peut constater que ces êtres
vivants ont toutes la même origine embryologique. -
La conclusion
en terme de parenté est que ces quatre animaux possèdent un ancêtre commun
chez lequel existait un membre antérieur construit sur le même plan. Ce caractère
est un caractère homologue. §
Ne pas
confondre homologie et analogie -
Les pattes antérieures
de la taupe et celles d’un insecte la courtilière, ne sont pas des caractères
homologues deux a deux car ils ne sont pas construits de la même façon.
De telles ressemblances ne sont pas héritées d’un ancêtre commun; ce
sont des simples analogies. Pour qu’un caractère soit homologue, elle doit
avoir le même plan d’organisation, mais pas nécessairement de la même forme.
§
Notions d’état
ancestral ou dérivé d’un caractère -
Au
cours de l’histoire de la vie, les caractères se transforment et évoluent.
La plume est un état dérivé du caractère phanère (formation épidermique) ,
l’écaille un état ancestral. Ce dernier qualificatif signifie d’une part
que l’écaille se rencontre dans d’autre part que la plume résulte de la
transformation de l’écaille épidermique cornée des reptiles au cours de
l’évolution. B.
Parentes établies
par l’étude de caractères moléculaires §
Si on considère
des protéines assurant une même fonction chez différentes espèces, on
constate de grandes similitudes entre leurs séquences d’acides amines :
on les qualifie de molécules homologues, ce qui signifie qu’elles ont été héritées
d’un ancêtre commun. Il existe des différences qui s’expliquent par des
mutations survenues chez un ancêtre et qui ont été transmises depuis. §
Chaque acide
aminé d’un polypeptide ou chaque nucléotide d’un acide nucléique
constitue un « caractère. » C’est le degré de ressemblance entre
deux molécules qui va souligner leur homologie.
III.
L’établissement
de phylogénies A.
La notion
d’ancêtre commun §
Le plus récent
ancêtre commun a l’ensemble des vertèbres devait posséder le plan
d’organisation partagé par tous. On reconstruit cet ancêtre par l’addition
des états dérivés des caractères partages par l’ensemble de ses
descendants. Cet ensemble constitue ce que l’on appelle un groupe
monophylétique.
B.
La
traduction des parentes par un arbre phylogénétique §
Construction et
commentaire d’un arbre Un
arbre phylogénétique est une figure qui illustre une idée simple : le
degré de parente entre des espèces dépend de l’éloignement de leur plus récent
ancêtre commun dans l’histoire de la vie. Chercher un groupe apparente à un
autre, c’est chercher le groupe frère, c’est à dire le groupe avec lequel
il partage un ou plusieurs caractères dérivés exclusifs.
Chaque nœud de l’arbre ne représente pas un ancêtre matérialise qui
demeure inaccessible mais un ancêtre virtuel chez lequel est apparue une
innovation évolutive qui a ensuite été transmise à l’ensemble de ses
descendants. ARBRE
PHYLOGENIQUE :
§
Le problème
des arbres construits à partir de données moléculaires -
Dans ce cas, on
ne considère pas chaque nucléotide ou chaque acide amine comme un caractère.
Les arbres sont alors construits en prenant simplement en compte le degré de
similitude entre molécules homologues chez différentes espèces. -
Plus il y a de
ressemblance entre les molécules homologues de deux groupes, plus proche dans
le temps est l’ancêtre commun a ces deux groupes. -
Bien que les
arbres obtenus à partir de données moléculaires soient très proches des
arbres obtenues par d’autres méthodes, il peut exister quelques différences.
D’ailleurs, selon la molécule utilisée, la parente établie entre différents
groupes ne sera pas rigoureusement la même. |
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