Evolution des Espèces et Phylogénie

Evolution des Espèces et Phylogénie

Partie 1 Chapitres 1 et 2

Frédéric BiaginiLycée Xavier

Année 2011 - 2012

Révisions de début d’année

Révisions de début d’annéeComposition d’une

cellule animale / cellule végétale

Révisions de début d’annéeComposition d’une

cellule animale / cellule végétaleGène

Révisions de début d’annéeComposition d’une

cellule animale / cellule végétaleGèneAllèle

Révisions de début d’annéeComposition d’une

cellule animale / cellule végétaleGèneAllèleMutations

Révisions de début d’annéeComposition d’une

cellule animale / cellule végétaleGèneAllèleMutationsADN

Révisions de début d’annéeComposition d’une

cellule animale / cellule végétaleGèneAllèleMutationsADNCellule germinale, cellule somatique

Révisions de début d’année

GèneAllèleMutationsADNCellule germinale, cellule somatique

Révisions de début d’année

AllèleMutationsADNCellule germinale, cellule somatique

Révisions de début d’année

MutationsADNCellule germinale, cellule somatique

Révisions de début d’année

ADNCellule germinale, cellule somatique

Révisions de début d’année

Cellule germinale, cellule somatique

Révisions de début d’année

Révisions de début d’année

Révisions de début d’année• Classification du

Vivant

Révisions de début d’année• Classification du

Vivant• Règne

Révisions de début d’année• Classification du

Vivant• Règne• Monde

Révisions de début d’année• Classification du

Vivant• Règne• Monde• Embranchement

Révisions de début d’année• Classification du

Vivant• Règne• Monde• Embranchement• Classe

Révisions de début d’année• Classification du

Vivant• Règne• Monde• Embranchement• Classe• Ordre

Révisions de début d’année• Classification du

Vivant• Règne• Monde• Embranchement• Classe• Ordre• Genre

Révisions de début d’année• Classification du

Vivant• Règne• Monde• Embranchement• Classe• Ordre• Genre

Evolution / différ

enciation due à de

s mutations

chroniques ou ponc

tuelles,

dues à des radiat

ions, des agents ch

imiques, la sélection

naturelle, la press

ion de l’environnem

ent…

Ancêtre commun à tous

et toutes ?

Les définitions de base

Les définitions de basePan d’organisation

Les définitions de basePan d’organisation

Positionnement des organes les uns par rapport aux autres

Les définitions de basePan d’organisation

Positionnement des organes les uns par rapport aux autres

Homologie

Les définitions de basePan d’organisation

Positionnement des organes les uns par rapport aux autres

Homologieressemblance héritée d’un ancêtre commun, chez qui s’est produite unetransformation évolutive qui a modifié un caractère préexistant

Les définitions de basePan d’organisation

Positionnement des organes les uns par rapport aux autres

Homologieressemblance héritée d’un ancêtre commun, chez qui s’est produite unetransformation évolutive qui a modifié un caractère préexistant

Analogie

Les définitions de basePan d’organisation

Positionnement des organes les uns par rapport aux autres

Homologieressemblance héritée d’un ancêtre commun, chez qui s’est produite unetransformation évolutive qui a modifié un caractère préexistant

Analogieressemblance non fondée sur l’hérédité : les caractères ne sont pashomologues car non construits de la même manière : observer le pland’organisation…

Les définitions de basePan d’organisation

Positionnement des organes les uns par rapport aux autres

Homologieressemblance héritée d’un ancêtre commun, chez qui s’est produite unetransformation évolutive qui a modifié un caractère préexistant

Analogieressemblance non fondée sur l’hérédité : les caractères ne sont pashomologues car non construits de la même manière : observer le pland’organisation…

Matrice des taxons / caractères

Les définitions de basePan d’organisation

Positionnement des organes les uns par rapport aux autres

Homologieressemblance héritée d’un ancêtre commun, chez qui s’est produite unetransformation évolutive qui a modifié un caractère préexistant

Analogieressemblance non fondée sur l’hérédité : les caractères ne sont pashomologues car non construits de la même manière : observer le pland’organisation…

Matrice des taxons / caractèresTableau associant organismes à étudier et caractères d’intérêt en précisantleur état (dérivé ou ancestral)

Les définitions de basePan d’organisation

Positionnement des organes les uns par rapport aux autres

Homologieressemblance héritée d’un ancêtre commun, chez qui s’est produite unetransformation évolutive qui a modifié un caractère préexistant

Analogieressemblance non fondée sur l’hérédité : les caractères ne sont pashomologues car non construits de la même manière : observer le pland’organisation…

Matrice des taxons / caractèresTableau associant organismes à étudier et caractères d’intérêt en précisantleur état (dérivé ou ancestral)

Caractère dérivé / ancestral

Les définitions de basePan d’organisation

Positionnement des organes les uns par rapport aux autres

Homologieressemblance héritée d’un ancêtre commun, chez qui s’est produite unetransformation évolutive qui a modifié un caractère préexistant

Analogieressemblance non fondée sur l’hérédité : les caractères ne sont pashomologues car non construits de la même manière : observer le pland’organisation…

Matrice des taxons / caractèresTableau associant organismes à étudier et caractères d’intérêt en précisantleur état (dérivé ou ancestral)

Caractère dérivé / ancestralcaractère se retrouvant dans différentes familles ou espèces apparentées,avant mutation et transmission

Les définitions de basePan d’organisation

Positionnement des organes les uns par rapport aux autres

Homologieressemblance héritée d’un ancêtre commun, chez qui s’est produite unetransformation évolutive qui a modifié un caractère préexistant

Analogieressemblance non fondée sur l’hérédité : les caractères ne sont pashomologues car non construits de la même manière : observer le pland’organisation…

Matrice des taxons / caractèresTableau associant organismes à étudier et caractères d’intérêt en précisantleur état (dérivé ou ancestral)

Caractère dérivé / ancestralcaractère se retrouvant dans différentes familles ou espèces apparentées,avant mutation et transmissioncaractère résultant d’un caractère ancestral, muté et donc dérivé…

Les définitions de basePan d’organisation

Positionnement des organes les uns par rapport aux autres

Homologieressemblance héritée d’un ancêtre commun, chez qui s’est produite unetransformation évolutive qui a modifié un caractère préexistant

Analogieressemblance non fondée sur l’hérédité : les caractères ne sont pashomologues car non construits de la même manière : observer le pland’organisation…

Matrice des taxons / caractèresTableau associant organismes à étudier et caractères d’intérêt en précisantleur état (dérivé ou ancestral)

Caractère dérivé / ancestralcaractère se retrouvant dans différentes familles ou espèces apparentées,avant mutation et transmissioncaractère résultant d’un caractère ancestral, muté et donc dérivé…

Ancêtre commun – Caractère commun

Les définitions de basePan d’organisation

Positionnement des organes les uns par rapport aux autres

Homologieressemblance héritée d’un ancêtre commun, chez qui s’est produite unetransformation évolutive qui a modifié un caractère préexistant

Analogieressemblance non fondée sur l’hérédité : les caractères ne sont pashomologues car non construits de la même manière : observer le pland’organisation…

Matrice des taxons / caractèresTableau associant organismes à étudier et caractères d’intérêt en précisantleur état (dérivé ou ancestral)

Caractère dérivé / ancestralcaractère se retrouvant dans différentes familles ou espèces apparentées,avant mutation et transmissioncaractère résultant d’un caractère ancestral, muté et donc dérivé…

Ancêtre commun – Caractère communOrganisme réel ou supposé avoir existé qui, à la suite d’une cladogenèse, a

Phylogénie appliquée à quelques exemples

Phylogénie appliquée à quelques exemples

Echelle macroscopique : activité 1

Phylogénie appliquée à quelques exemples

Echelle macroscopique : activité 1Comparaison de plans d’organisation de membres antérieurs de quelques vertébrés

Phylogénie appliquée à quelques exemples

Echelle macroscopique : activité 1Comparaison de plans d’organisation de membres antérieurs de quelques vertébrésHumérus, radius – cubitus, carpes, métacarpes et phalanges

Phylogénie appliquée à quelques exemples

Echelle macroscopique : activité 1Comparaison de plans d’organisation de membres antérieurs de quelques vertébrésHumérus, radius – cubitus, carpes, métacarpes et phalanges

Echelle microscopique : activité 2

Phylogénie appliquée à quelques exemples

Echelle macroscopique : activité 1Comparaison de plans d’organisation de membres antérieurs de quelques vertébrésHumérus, radius – cubitus, carpes, métacarpes et phalanges

Echelle microscopique : activité 2Comparaison de structures anatomiques de quelques embryons

Phylogénie appliquée à quelques exemples

Echelle macroscopique : activité 1Comparaison de plans d’organisation de membres antérieurs de quelques vertébrésHumérus, radius – cubitus, carpes, métacarpes et phalanges

Echelle microscopique : activité 2Comparaison de structures anatomiques de quelques embryonsSac vitellin – Amnios - Placenta

Phylogénie appliquée à quelques exemples

Echelle macroscopique : activité 1Comparaison de plans d’organisation de membres antérieurs de quelques vertébrésHumérus, radius – cubitus, carpes, métacarpes et phalanges

Echelle microscopique : activité 2Comparaison de structures anatomiques de quelques embryonsSac vitellin – Amnios - Placenta

Echelle moléculaire

Phylogénie appliquée à quelques exemples

Echelle macroscopique : activité 1Comparaison de plans d’organisation de membres antérieurs de quelques vertébrésHumérus, radius – cubitus, carpes, métacarpes et phalanges

Echelle microscopique : activité 2Comparaison de structures anatomiques de quelques embryonsSac vitellin – Amnios - Placenta

Echelle moléculaireComparaison de séquences de quelques gènes codant pour des protéines communes à l’ensemble des vertébrés

Phylogénie appliquée à quelques exemples

Echelle macroscopique : activité 1Comparaison de plans d’organisation de membres antérieurs de quelques vertébrésHumérus, radius – cubitus, carpes, métacarpes et phalanges

Echelle microscopique : activité 2Comparaison de structures anatomiques de quelques embryonsSac vitellin – Amnios - Placenta

Echelle moléculaireComparaison de séquences de quelques gènes codant pour des protéines communes à l’ensemble des vertébrésGène de la myoglobine ou de l’actine

Phylogénie appliquée à quelques exemples

Echelle macroscopique : activité 1Comparaison de plans d’organisation de membres antérieurs de quelques vertébrésHumérus, radius – cubitus, carpes, métacarpes et phalanges

Echelle microscopique : activité 2Comparaison de structures anatomiques de quelques embryonsSac vitellin – Amnios - Placenta

Echelle moléculaireComparaison de séquences de quelques gènes codant pour des protéines communes à l’ensemble des vertébrésGène de la myoglobine ou de l’actineMolécules homologues (protéines ou ADN)

Etablissement d’arbres phylogénétiques

Etablissement d’arbres phylogénétiques

Phylogénie

Etablissement d’arbres phylogénétiques

Phylogénie figure en forme d'arbre traduisant les relations de parenté entre des organismes ou des molécules

Etablissement d’arbres phylogénétiques

Phylogénie figure en forme d'arbre traduisant les relations de parenté entre des organismes ou des molécules

Dendrogramme

Etablissement d’arbres phylogénétiques

Phylogénie figure en forme d'arbre traduisant les relations de parenté entre des organismes ou des molécules

Dendrogramme Vient de "arbre" et "dessin" en grec.

Etablissement d’arbres phylogénétiques

Phylogénie figure en forme d'arbre traduisant les relations de parenté entre des organismes ou des molécules

Dendrogramme Vient de "arbre" et "dessin" en grec. Schéma exprimant les liens entre des taxons sous la forme d'une succession de branchements.

Etablissement d’arbres phylogénétiques

Phylogénie figure en forme d'arbre traduisant les relations de parenté entre des organismes ou des molécules

Dendrogramme Vient de "arbre" et "dessin" en grec. Schéma exprimant les liens entre des taxons sous la forme d'une succession de branchements.

Les cladogrammes, phénogrammes et phylogrammes sont des dendrogrammes de type particulier, construits selon des règles qui sont propres à chacun d'eux. 

Etablissement d’arbres phylogénétiques

Phylogénie figure en forme d'arbre traduisant les relations de parenté entre des organismes ou des molécules

Dendrogramme Vient de "arbre" et "dessin" en grec. Schéma exprimant les liens entre des taxons sous la forme d'une succession de branchements.

Les cladogrammes, phénogrammes et phylogrammes sont des dendrogrammes de type particulier, construits selon des règles qui sont propres à chacun d'eux. 

Cladogramme

Etablissement d’arbres phylogénétiques

Phylogénie figure en forme d'arbre traduisant les relations de parenté entre des organismes ou des molécules

Dendrogramme Vient de "arbre" et "dessin" en grec. Schéma exprimant les liens entre des taxons sous la forme d'une succession de branchements.

Les cladogrammes, phénogrammes et phylogrammes sont des dendrogrammes de type particulier, construits selon des règles qui sont propres à chacun d'eux. 

Cladogramme arbre traduisant les relations de parenté entre des êtres vivants, établi à partir de la méthode cladistique

Etablissement d’arbres phylogénétiques

Phylogénie figure en forme d'arbre traduisant les relations de parenté entre des organismes ou des molécules

Dendrogramme Vient de "arbre" et "dessin" en grec. Schéma exprimant les liens entre des taxons sous la forme d'une succession de branchements.

Les cladogrammes, phénogrammes et phylogrammes sont des dendrogrammes de type particulier, construits selon des règles qui sont propres à chacun d'eux. 

Cladogramme arbre traduisant les relations de parenté entre des êtres vivants, établi à partir de la méthode cladistique

Parcimonie (principe de)

Etablissement d’arbres phylogénétiques

Phylogénie figure en forme d'arbre traduisant les relations de parenté entre des organismes ou des molécules

Dendrogramme Vient de "arbre" et "dessin" en grec. Schéma exprimant les liens entre des taxons sous la forme d'une succession de branchements.

Les cladogrammes, phénogrammes et phylogrammes sont des dendrogrammes de type particulier, construits selon des règles qui sont propres à chacun d'eux. 

Cladogramme arbre traduisant les relations de parenté entre des êtres vivants, établi à partir de la méthode cladistique

Parcimonie (principe de)Méthode de construction de phylogénies qui, parmi tous les dendrogrammes possibles, retient celui qui fait appel au plus petit nombre nécessaire d'évènements évolutifs, c'est à dire de changements d'états des caractères. Plus généralement, principe d'économie d'hypothèses. 

Groupe monophylétique

Groupe monophylétiqueUn ancêtre commun a un plan d’organisation partagé par tous ses descendants, l’ensemble des descendants constitue un groupe nommé monophylétique

Groupe monophylétiqueUn ancêtre commun a un plan d’organisation partagé par tous ses descendants, l’ensemble des descendants constitue un groupe nommé monophylétique Phénogramme

Groupe monophylétiqueUn ancêtre commun a un plan d’organisation partagé par tous ses descendants, l’ensemble des descendants constitue un groupe nommé monophylétique Phénogramme

arbre traduisant les relations de parenté entre des molécules, établi à partir d'une méthode phénétique

Groupe monophylétiqueUn ancêtre commun a un plan d’organisation partagé par tous ses descendants, l’ensemble des descendants constitue un groupe nommé monophylétique Phénogramme

arbre traduisant les relations de parenté entre des molécules, établi à partir d'une méthode phénétique

Phénétique

Groupe monophylétiqueUn ancêtre commun a un plan d’organisation partagé par tous ses descendants, l’ensemble des descendants constitue un groupe nommé monophylétique Phénogramme

arbre traduisant les relations de parenté entre des molécules, établi à partir d'une méthode phénétique

Phénétique méthode d'établissement des relations de parenté basé sur le nombre de caractères communs partagés par des organismes ou des molécules, indépendamment de toute notion d'homologie (plus ce nombre de caractères communs est important et plus l'ancêtre commun est récent).

Groupe monophylétiqueUn ancêtre commun a un plan d’organisation partagé par tous ses descendants, l’ensemble des descendants constitue un groupe nommé monophylétique Phénogramme

arbre traduisant les relations de parenté entre des molécules, établi à partir d'une méthode phénétique

Phénétique méthode d'établissement des relations de parenté basé sur le nombre de caractères communs partagés par des organismes ou des molécules, indépendamment de toute notion d'homologie (plus ce nombre de caractères communs est important et plus l'ancêtre commun est récent). Les relations de parenté sont donc précisées à partir d'une matrice des distances.

Groupe monophylétiqueUn ancêtre commun a un plan d’organisation partagé par tous ses descendants, l’ensemble des descendants constitue un groupe nommé monophylétique Phénogramme

arbre traduisant les relations de parenté entre des molécules, établi à partir d'une méthode phénétique

Phénétique méthode d'établissement des relations de parenté basé sur le nombre de caractères communs partagés par des organismes ou des molécules, indépendamment de toute notion d'homologie (plus ce nombre de caractères communs est important et plus l'ancêtre commun est récent). Les relations de parenté sont donc précisées à partir d'une matrice des distances.

Les molécules HOMOLOGUES présentent des chaînes d’AA semblables, ou présentant de grandes similitudes.

Groupe monophylétiqueUn ancêtre commun a un plan d’organisation partagé par tous ses descendants, l’ensemble des descendants constitue un groupe nommé monophylétique Phénogramme

arbre traduisant les relations de parenté entre des molécules, établi à partir d'une méthode phénétique

Phénétique méthode d'établissement des relations de parenté basé sur le nombre de caractères communs partagés par des organismes ou des molécules, indépendamment de toute notion d'homologie (plus ce nombre de caractères communs est important et plus l'ancêtre commun est récent). Les relations de parenté sont donc précisées à partir d'une matrice des distances.

Les molécules HOMOLOGUES présentent des chaînes d’AA semblables, ou présentant de grandes similitudes.

Les différences observées sont le fruit de mutations dans certaines cellules germinales d’ancêtres plus ou moins lointains.

Groupe monophylétiqueUn ancêtre commun a un plan d’organisation partagé par tous ses descendants, l’ensemble des descendants constitue un groupe nommé monophylétique Phénogramme

arbre traduisant les relations de parenté entre des molécules, établi à partir d'une méthode phénétique

Phénétique méthode d'établissement des relations de parenté basé sur le nombre de caractères communs partagés par des organismes ou des molécules, indépendamment de toute notion d'homologie (plus ce nombre de caractères communs est important et plus l'ancêtre commun est récent). Les relations de parenté sont donc précisées à partir d'une matrice des distances.

Les molécules HOMOLOGUES présentent des chaînes d’AA semblables, ou présentant de grandes similitudes.

Les différences observées sont le fruit de mutations dans certaines cellules germinales d’ancêtres plus ou moins lointains.

La matrice des distances

Groupe monophylétiqueUn ancêtre commun a un plan d’organisation partagé par tous ses descendants, l’ensemble des descendants constitue un groupe nommé monophylétique Phénogramme

arbre traduisant les relations de parenté entre des molécules, établi à partir d'une méthode phénétique

Phénétique méthode d'établissement des relations de parenté basé sur le nombre de caractères communs partagés par des organismes ou des molécules, indépendamment de toute notion d'homologie (plus ce nombre de caractères communs est important et plus l'ancêtre commun est récent). Les relations de parenté sont donc précisées à partir d'une matrice des distances.

Les molécules HOMOLOGUES présentent des chaînes d’AA semblables, ou présentant de grandes similitudes.

Les différences observées sont le fruit de mutations dans certaines cellules germinales d’ancêtres plus ou moins lointains.

La matrice des distancesCorrespond en fait à un nombre ou un % d’AA différents d’une mol à l’autre.

Groupe monophylétiqueUn ancêtre commun a un plan d’organisation partagé par tous ses descendants, l’ensemble des descendants constitue un groupe nommé monophylétique Phénogramme

arbre traduisant les relations de parenté entre des molécules, établi à partir d'une méthode phénétique

Phénétique méthode d'établissement des relations de parenté basé sur le nombre de caractères communs partagés par des organismes ou des molécules, indépendamment de toute notion d'homologie (plus ce nombre de caractères communs est important et plus l'ancêtre commun est récent). Les relations de parenté sont donc précisées à partir d'une matrice des distances.

Les molécules HOMOLOGUES présentent des chaînes d’AA semblables, ou présentant de grandes similitudes.

Les différences observées sont le fruit de mutations dans certaines cellules germinales d’ancêtres plus ou moins lointains.

La matrice des distancesCorrespond en fait à un nombre ou un % d’AA différents d’une mol à l’autre.Plus proches sont les molécules, plus le degré de parenté est important, plus

Groupe monophylétique

Phénogramme arbre traduisant les relations de parenté entre des molécules, établi à partir d'une méthode phénétique

Phénétique méthode d'établissement des relations de parenté basé sur le nombre de caractères communs partagés par des organismes ou des molécules, indépendamment de toute notion d'homologie (plus ce nombre de caractères communs est important et plus l'ancêtre commun est récent). Les relations de parenté sont donc précisées à partir d'une matrice des distances.

Les molécules HOMOLOGUES présentent des chaînes d’AA semblables, ou présentant de grandes similitudes.

Les différences observées sont le fruit de mutations dans certaines cellules germinales d’ancêtres plus ou moins lointains.

La matrice des distancesCorrespond en fait à un nombre ou un % d’AA différents d’une mol à l’autre.Plus proches sont les molécules, plus le degré de parenté est important, plus

Groupe monophylétique

Phénétique méthode d'établissement des relations de parenté basé sur le nombre de caractères communs partagés par des organismes ou des molécules, indépendamment de toute notion d'homologie (plus ce nombre de caractères communs est important et plus l'ancêtre commun est récent). Les relations de parenté sont donc précisées à partir d'une matrice des distances.

Les molécules HOMOLOGUES présentent des chaînes d’AA semblables, ou présentant de grandes similitudes.

Les différences observées sont le fruit de mutations dans certaines cellules germinales d’ancêtres plus ou moins lointains.

La matrice des distancesCorrespond en fait à un nombre ou un % d’AA différents d’une mol à l’autre.Plus proches sont les molécules, plus le degré de parenté est important, plus

Groupe monophylétique

Les molécules HOMOLOGUES présentent des chaînes d’AA semblables, ou présentant de grandes similitudes.

Les différences observées sont le fruit de mutations dans certaines cellules germinales d’ancêtres plus ou moins lointains.

La matrice des distancesCorrespond en fait à un nombre ou un % d’AA différents d’une mol à l’autre.Plus proches sont les molécules, plus le degré de parenté est important, plus

Groupe monophylétique

La matrice des distancesCorrespond en fait à un nombre ou un % d’AA différents d’une mol à l’autre.Plus proches sont les molécules, plus le degré de parenté est important, plus

Groupe monophylétique

Amniota

Tétrapoda

Vertébrata

Mammalia

amphibia

Pisces

Exemples

Exemples

Exemples

Exemples

Exemples

Exemples

Doc 4 : Un fossile est classé comme

les autres espèces. Il ne sera jamais placé à un

nœud.

Exemples• Les ronds blancs correspondent aux populations de derniers ancêtres communs à deux groupes frères • Les ronds de couleurs correspondent aux innovations évolutives (apparues chez des ancêtres communs)Chaque branche de cet arbre doit être justifiée par une nouveauté évolutive (apparition, disparition ou transformation d'un caractère). Cette innovation évolutive est apparue chez un organisme qui l'a transmise à tous ses descendants ; cet organisme est donc un ancêtre commun hypothétique exclusif à tous les organismes possédant cette innovation évolutive. Les noeuds de l'arbre représentent des populations d'ancêtres communs à partir desquels une divergence va s'observer entre ceux qui vont avoir acquis une nouveauté évolutive et ceux qui ne l'acquerront pas.

Exemple appliqué aux primates

Exemple appliqué aux primates

Exemple appliqué aux primates

ExerciceAnimaux à classer :

LamproieSardineGrenouilleCrocodileDauphinHomme

• Caractères : – Pièce basale– Bipédie– Placenta– Vertèbres– Mâchoires– Amnios

Réaliser une matrice des caractères et un arbre cladistique puis phylogénique.

ExerciceAnimaux à classer :

LamproieSardineGrenouilleCrocodileDauphinHomme

• Caractères : – Pièce basale– Bipédie– Placenta– Vertèbres– Mâchoires– Amnios

Réaliser une matrice des caractères et un arbre cladistique puis phylogénique.