1 la classification des êtres vivants, une classification phylogénétique actualisation des...
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La classification des êtres vivants,
une classification phylogénétique
Actualisation des programmes de SVT - Octobre 2005
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- un peu d’histoire
- les principes de la classification phylogénétique
- quelques conséquences
Sommaire :
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Linné (1707-1778)
4
Linnaea borealis
5
mais...
Linné est un fixiste
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De Buffon aux néodarwiniens
Buffon
DarwinMayr
7
1950 : Willi Hennig invente le cladisme
innovation
Vers une classification phylogénétique
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De Linné aux évolutionnistes, un double héritage générateur de
confusions :
Identifier n’est pas classer !
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Un exemple de clé de
détermination
Source : ONF
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Un exemple d’arbre
phylogénétique
amnios
amniotes
11Cas hybride, désormais à proscrire ...
12
Les principes d ’une classification phylogénétique
13
Méthodes phénétiques
Arbre phylogénétique établi sur la base du % d’identité entre les séquences d ’hémoglobine
Source : http://www.hominides.com/
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Méthodes cladistiques
amnios
amniotes
Caractère partagé
Groupe monophylétique
Ancêtre commun exclusif
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… doivent être homologues
Les caractères partagés (ou attributs) ...
Bordas Term S
Bordas Term S
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acquisition de l’amnios
Sources : « Phylogène », INRP
Les caractères partagés (ou attributs) ...
…résultent d’une innovation évolutive
état ancestral état dérivé (ou évolué)
Sources : « Phylogène », INRP
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La construction d’une phylogénie, étape par étape
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Un outil : « Phylogène »www.inrp.fr/Acces/biotic/evolut/phylogene/accueil.htm
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1. Une matrice « taxons-caractères »
Source : « Phylogène », INRP
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2. Renseigner la matrice
Source : « Phylogène », INRP
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Lamproie
Requin
Thon
Cœlacanthe
Crocodile
Mésange
Grenouille
Tortue
Vipère
Chat
Homme Chimpanzé
3. Regrouper
mâchoires
colonne vertébrale
squelette osseux
membres à une pièce basalepattes
carapace
mâchoire à large ouverture
amniosfenêtre mandibulaire
plumespoils, placenta
ongles
Vertébrés
Gnathostomes
Ostéichtyens
Sarcoptérygiens
TétrapodesAmniotes
Chéloniens
Squamates
Mammifères
Primates
Archosauriens
Oiseaux
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4. Des groupes à l’arbre
machoîresquelette osseux
colonne vertébrale
membres à une seul pièce basalepattes
amnios
poils, placenta
onglesplumes
fenêtre mandibulaire
machoîre à large ouverture
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Quelques conséquences
Vrai ou faux ?
24
Tout est chamboulé ?
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Ils restent ...
Vertébrés
Oiseaux
Batraciens
Mammifères
Insectes
Mollusques
EchinodermesCnidaires
Gastéropodes
Bivalves
Céphalopodes
Arthropodes
Crustacés
Myriapodes
Algues vertes
Mousses
FougèresConifères
Plantes à fleursAngiospermes
Carnivores
Rongeurs
etc.
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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 ...
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Non, malheureusement
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 !
Non plus ...
Oui !
C’est peu discutable !
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Où sont les « poissons » ?
machoîresquelette osseux
colonne vertébrale
membres à une seule pièce basale
Groupe polyphylétique
pas d’ancêtre commun exclusif
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Actinistiensnageoire caudale
à trois lobes
Actinoptérygiens=
les « vrais » poissonsnageoires rayonnées
Chondrichtyenssquelette
cartilagineux calcifié
Où sont les « poissons » ?
ne sont pas des sous-ensembles !
nageoires à une seule pièce basale ont acquis un
squelette osseux
Sources : « Phylogène », INRP
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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
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Une phylogénie en voie de reconstitution
D ’après « Les Dossiers de La Recherche » n°19 mai-juillet 2005
autres oiseaux archaeopteryxvelociraptor
allosauruscoelophysis diplodocus
ornithischiensautres archosaures
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
Des dinosaures à l’archeopteryxDinosauresThéropodesOiseaux
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De l’archéoptéryx aux oiseaux modernes
Une phylogénie en voie de reconstitution
D ’après « Les Dossiers de La Recherche » n°19 mai-juillet 2005
oiseaux modernespaléognathes
ichthyornishesperornis
patagopteryxmononykus
archéoptéryx
vertèbres caudales soudées
moins de onze vertèbres dorsales
sternum à bréchet
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Où sont les « reptiles » ?
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
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Où sont les « reptiles » ?
= sauropsidés
quille sous les vertèbres cervicales
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Où sont les « reptiles » ?
Oiseaux
plumes
Chéloniens
carapace
Crocodiliens
fosse temporale inférieure triangulaire
Squamates
mâchoire à large ouverture
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Où sont les « reptiles » ?
Crocodiliens Squamates Chéloniens
Archosaures
fenêtre mandibulaire
Dinosauresbassin à cavité acétabulaire perforée
plumes
Oiseaux
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Les « végétaux »
végétaux
végétaux chlorophylliens animaux
végétaux non chlorophylliens = champignons
Une représentation historique
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champignons animaux
opisthocontes
arn, protéines, métabolisme collagène
Où sont les champignons ?
spermatozoïdes à flagelle propulseur,glycogène
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Où sont les « végétaux chlorophylliens » ?
eucaryotes
au moins 13 groupes d ’unicellulaires
animauxchampignons
lignée verte
lignée brune
endosymbiose chloroplastique
autre endosymbiose chloroplastique
Chez les eucaryotes, la possession de chlorophylle n’est pas un caractère dérivé unique : nombreuses endosymbioses indépendantes.
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chlorobiontes(plantes vertes)embryophytes
La lignée verte
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
trachéophytesspermaphytes
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En conclusion ...
Pour une cohérence verticale, des activités pédagogiques à bien cibler :
42
• Déterminer, nommer
des échantillons
Source : ONF
43
• Regrouper, classer : construire une classification
Lamproie
Requin
Thon
Cœlacanthe
Crocodile
Mésange
Grenouille
Tortue
Vipère
Chat
Homme Chimpanzé
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Lamproie
Requin
Thon
Cœlacanthe
Crocodile
Mésange
Grenouille
Tortue
Vipère
Chat
Homme Chimpanzé
mâchoires
colonne vertébrale
squelette osseux
membres à une pièce basalepattes
carapace
mâchoire à large ouverture
amnios
plumespoils, placenta
ongles
Vertébrés
Gnathostomes
Ostéichtyens
Sarcoptérygiens
TétrapodesAmniotes
Chéloniens
Squamates
Mammifères
Primates
Archosauriens
Oiseaux
• Utiliser une classification : replacer une espèce dans une classification
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machoîresquelette osseux
colonne vertébrale
membres à une seul pièce basalepattes
amnios
poils, placenta
onglesplumes
fenêtre mandibulaire
machoîre à large ouverture
• Établir ou comprendre une phylogénie
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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).