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p. 10 - 25
SBI 3U
1.2 – Taxinomie et
diversité
Taxinomie = science de la classification
Unité de la classification = espèce
• Actuellement ~ 1,5 millions d'espèces connues
• Il y en aurait en tout entre 10 et 40 millions
Dès le XVIIe siècle on a senti le besoin de "classer" les espèces, de
les regrouper en fonction de certains critères
Introduction à la taxinomie
Carl von Linné (1707 – 1778)
Naturaliste suédois qui a établi le système
de classification encore utilisé aujourd'hui.
Dans le système de Linné, les
organismes vivants sont regroupés en
catégories de plus en plus vastes
imbriquées les unes dans les autres.
Linné regroupait les organismes en fonction de leurs ressemblances
anatomiques. Aujourd’hui, on tente de regrouper dans les mêmes
catégories les organismes qui ont une origine évolutive commune.
Chaque catégorie
=
Taxon
La hiérarchie des groupes
Afin de bien marquer les différents
degrés de ressemblance, les
scientifiques ont subdivié chaque
règne en une série de catégories
de plus en plus réduites.
• Plusieurs genres semblables forment une famille
• Plusieurs familles semblables forment un ordre
• Plusieurs ordres semblables forment une classe
• Plusieurs classes semblables forment un embranchement
• Plusieurs embranchements semblables forment un règne
La hiérarchie des groupes
Taxon Exemple Organismes compris dans
le taxon
Règne Animaux Abeille, requin, cheval,
huître, grenouille, chien,
couguar, lynx du Canada,
lynx roux
Embranchement Cordés Requin, cheval, grenouille,
chien, couguar, lynx du
Canada, lynx roux
Classe Mammifères Cheval, chien, couguar,
lynx du Canada, lynx roux
Ordre Carnivores Chien, couguar, lynx du
Canada, lynx roux
Famille Félidés Couguar, lynx du Canada,
lynx roux
Genre Lynx Lynx du Canada, lynx roux
Espèce Lynx canadensis Lynx du Canada
Espèce Lynx rufus Lynx roux
On peut aussi ajouter
des sous-catégories.
Ex. Super-classe,
sous-classe, sous-
embranchement, etc.
Espèce
Règne
Embranchement (ou phylum)
Classe
Ordre
Famille
Genre
Chaque espèce est nommée en utilisant le
nom de son genre et le nom de l’espèce
proprement dite = nomenclature binômiale
Règne Animal
Embranchement des Chordés
Classe des Oiseaux
Ordre des Passériformes
Famille des Turdidés
Genre Turdus
Espèce : Turdus
migratorius
Merle d'Amérique
L'espèce à laquelle
appartient l’organisme
est nommée en
combinant le nom du
genre et le nom de
l'espèce proprement
dite.
Règne Végétaux
Embranchement des Trachéophytes
Classe des Angiospermes
Ordre des Térébinthales
Famille des Acéracés
Genre Acer
Espèce : Acer
saccharum
Érable à sucre
Règne Animal
Embranchement des Chordés
Classe des Mammifères
Ordre des Primates
Famille des Hominidés
Genre Homo
Espèce : Homo
sapiens
La nomenclature binomiale
Dans le système de Linné, chaque espèce est désignée par le nom les
deux derniers taxons : Genre et Espèce
• S'écrit en italique (ou souligné)
• Genre avec Majuscule
• espèce avec minuscule
Canis lupus = loup
Canis latrons = coyote
Canis domesticus = chien
Felis domesticus = chat
Ursus americanus = ours
Ex.
Le fait que le loup, le coyote et le chien portent le nom Canis indique qu’ils appartiennent au même genre et qu’ils se ressemblent beaucoup.
Si l'espèce a déjà été mentionnée dans l'article, on peut écrire
seulement l'initiale du genre.
C. lupus
H. sapiens
U. americanus Ex.
Si on peut identifier le genre, mais pas l'espèce précise, ou si on veut
parler du genre en général, on peut écrire : Genre sp.
Canis sp.
Ursus sp. Ex.
Homo = nom de genre
Signifie « homme »
sapiens = nom d’espèce
Signifie: intelligent, sage, raisonnable
ou encore prudent.
Identifié par Linné (1758)
Homo sapiens
Parmi les Hominidés actuels, il se
distingue d’un point de vue physiologique
par sa bipédie, son cerveau plus
volumineux et son système pileux moins
développé
Il existe plusieurs subdivisions dans un Règne.
Le cheval ressemble plus au chien qu’au requin (le
cheval et le chien sont des mammifères; le requin est
un poisson).
Le cheval ressemble plus au requin qu’à l’huître (le
cheval et le requin sont des vertébrés; l’huître est un
invertébré).
La subdivision des règnes
p. 396
(2, 3, 5, 6)
Devoirs
Les espèces sont différentes entre elles. Cependant, on trouve aussi des différences entre les individus d’une même espèce (p. ex., l’humain).
La diversité vient :
des mutations génétiques;
de la combinaison de chromosomes lors de la méiose;
de la sélection naturelle.
Diversité des organismes vivants
Cette théorie correspond à un tri des individus les plus aptes à survivre
ou à se reproduire, quelle que soit la raison pour laquelle ils possèdent
une telle aptitude. Elle repose sur 3 principes.
La sélection naturelle
1. Principe de variation : les individus diffèrent les uns des autres.
2. Principe d’adaptation : les individus les plus adaptés au milieu
survivent et se reproduisent davantage.
3. Principe d’hérédité : les caractéristiques avantageuses doivent être
héréditaires.
Afin de savoir si certaines espèces ont des liens de parenté, on vérifie :
l’anatomie;
l’embryologie;
la biochimie;
l’ADN.
Le degré de parenté
Par exemple, la plupart des scientifiques pensent que les oiseaux sont descendants des dinosaures.
Les structures biologiques qui ont la même origine évolutive sont dites homologues.
Les organes devenus inutiles ou peu utiles, mais qui sont encore présents sont appelés “organes vestigiaux” (p. ex., les muscles des oreilles, le coccyx, l’appendice, le mécanisme de la “chair de poule”).
Anatomie : la disposition des structures
osseuses
Structures homologues des membres antérieurs
des Mammifères
Différents groupes de vertébrés possèdent des os similaires, ce qui
laisse croire qu’ils ont le même ancêtre.
Baleine Chauve-souris Cheval Humain
Structures homologues des membres antérieurs
des Mammifères
Ainsi, on peut découvrir entre des espèces des relations impossibles à
observer chez des organismes adultes.
Embryologie : la comparaison des êtres vivants aux
premiers stades du développement embryonnaire
Homme
Porc
Oiseau
Poisson
http://www.pbs.org/wgbh/nova/odyssey/clips/
Les protéines qui forment un organisme sont
déterminées par les gènes.
Ainsi, on peut déceler les ressemblances et
les différences génétiques entre des
organismes en comparant la séquence
d’acides aminés.
Plus la séquence est rapprochée, plus les
organismes ont un lien de parenté.
Biochimie : l’étude de la composition des
protéines.
Comparaison d’une protéine présente chez plusieurs vertébrés
On pensait autrefois que le cobaye (à gauche) était un
rongeur, comme la souris (à droite). Les résultats des
études moléculaires ont cependant obligé les
scientifiques à placer le cobaye dans un taxon propre.
La biochimie : un exemple concret
La limule (à droite) est plus étroitement apparenté aux
araignées modernes et à un animal disparu appelé
“trilobite” (à gauche) qu’aux crabes.
La biochimie : un exemple concret
L’analyse de l’ADN est une méthode qui
consiste à séparer les brins, puis à mêler un
brin d’un échantillon avec un brin de l’autre.
L’analyse de l’ADN : le prélèvement des
échantillons d’ADN.
Macaque Être humain Chimpanzé 93% 98%
Chez l’être humain et le macaque, 93% des gènes sont les mêmes. Dans le
cas de l’humain et du chimpanzé, 98% des gènes sont les mêmes.
L’ADN : un exemple concret
Placer les espèces dans divers taxons, c’est émettre une
hypothèse sur l’évolution des organismes en se basant sur :
un ancêtre commun;
le caractère de l’ancêtre et les nouveaux caractères
dérivés de l’évolution.
L’étude de la phylogénie nous permet :
d’étudier la transmission de maladie chez divers espèces;
de répondre à des grandes questions sur l’évolution et
l’extinction de certaines espèces.
On représente l’évolution à l’aide d’un arbre phylogénétique.
La phylogénie
Cet arbre phylogénétique représente les relations entre diverses
espèces de mammifères herbivores
Un arbre phylogénétique
Ces espèces sont différentes, mais elles se ressemblent.
Quels sont leurs liens de parenté?
Raton laveur Ours Petit panda Panda
Cet arbre phylogénétique représente les liens de parenté entre les
pandas, les ours et le raton laveur.
Le cladogramme
C’est un diagramme ramifié semblable à un
arbre phylogénétique.
Cependant, on l’utilise afin de vérifier des
hypothèses opposées.
1
2 3
A B C D
Y
Plus tard, au point 2, une
des espèces s’est
divisée en deux
nouvelles espèces, A et
B. Ces espèces ont en
commun un ensemble
de caractères dérivés.
Plus tard, au point 3, une des
espèces s’est divisée en deux
nouvelles espèces, C et D. Ces
espèces ont en commun un
ensemble de caractères dérivés.
À l’origine, l’espèce ancestrale Y
s’est divisée en deux espèces au
point 1. Chaque espèces fille
présente des caractères dérivés
particuliers qui les distinguent
l’une de l’autre.
Les espèces A, B, C et D descendent toutes d’un même ancêtre, Y. Elles
en ont toutes hérité certains caractères primitifs.
Exemple 1
L M N
X
1
2
La position des espèces et des branches de ce cladogramme
montre que :
• les trois espèces ont le même ancêtre;
• l’espèce L a divergé la première au point 1;
• les espèces M et N ont divergé au point 2;
• les espèces M et N sont les plus étroitement apparentées
Exemple 2
Une comparaison de caractères communs
chez trois organismes vivants
Organismes Caractères comparés
Nombre de
doigts
Nombre d’os de la
mâchoire inférieure
Présence d’une
queue
Grenouille 5 Plus de 1 Non
Cheval 1 1 Oui
Humain 5 1 Non
Caractères analysés Code Organisme
Nombre de doigts Cinq 0 Grenouille, humain
Un 1 Cheval
Nombre d’os de la
mâchoire
inférieure
Plusieurs 0 Grenouille
Un seul 1 Cheval, humain
Présence d’une
queue
Présence 0 Cheval
Absence 1 Grenouille, humain
Ainsi, la grenouille obtient le code 001, le cheval 110 et l’humain 011.
Le cladogramme à l’aide du codage
Le cladogramme suivant tient compte du nombre d’organismes
analysés.
À chaque embranchement, on inscrit le nom d’un organisme et son
code. Ensuite, on note le nombre de modifications nécessaires pour
passer d’un code à l’autre
Grenouille
001
1 2
Cheval
110
Homme
011
1 0
001
000
Cladogramme A
Homme
011
1 1
Grenouille
001
Cheval
110
1 1
010
000
Cladogramme B
Grenouille
001
0 2
Homme
011
Cheval
110
2 1
000
000
Cladogramme C
Résumé....
On retient toujours le ou les cladogrammes qui
présentent le moins de modificatins.
Les cladogrammes A et B comprennent un total de
quatre modifications. Le cladogramme C en
contient cinq.
Donc, on retiendra les cladogrammes A et B
puisqu’ils présentent le moins de modifications.
1a. Corps en forme d’étoile avec plusieurs bras …………....................2
1b. Corps pas en forme d’étoile………………................................… 4
2a. Nombre de bras égal à 5……………..………..................…..…….3
2b. Nombre de bras supérieur à 5…………......................…...……...Soleil
3a. Longueur des bras moins de 3 fois la largeur du disque central .Astérie
3b. Longueur des bras plus de 3 fois la largeur du disque central… Ophiure
4a. Corps recouvert d’épines pointues……………..................…….Oursin
4b. Corps non-recouvert d’épines pointues …................……................5
5a. Corps allongé.........................................................................Holothurie
5b. Corps en forme de disque aplati............................................Clypéastre
Clypéastre Ophiure Holothurie
Astérie Oursin Soleil
p. 15
(1, 2, 3, 4)
p. 18
(1, 3, 6, 7, 8, 10)
p. 21
(8, 9, 11, 12)
p. 25
(1, 3, 5, 6, 7)
Devoirs