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

2

- un peu d’histoire

- les principes de la classification phylogénétique

- quelques conséquences

Sommaire :

3

Linné (1707-1778)

4

Linnaea borealis

5

mais...

Linné est un fixiste

6

De Buffon aux néodarwiniens

Buffon

DarwinMayr

7

1950 : Willi Hennig invente le cladisme

innovation

Vers une classification phylogénétique

8

De Linné aux évolutionnistes, un double héritage générateur de

confusions :

Identifier n’est pas classer !

9

Un exemple de clé de

détermination

Source : ONF

10

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/

14

Méthodes cladistiques

amnios

amniotes

Caractère partagé

Groupe monophylétique

Ancêtre commun exclusif

15

… doivent être homologues

Les caractères partagés (ou attributs) ...

Bordas Term S

Bordas Term S

16

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

17

La construction d’une phylogénie, étape par étape

18

Un outil : « Phylogène »www.inrp.fr/Acces/biotic/evolut/phylogene/accueil.htm

19

1. Une matrice « taxons-caractères »

Source : « Phylogène », INRP

20

2. Renseigner la matrice

Source : « Phylogène », INRP

21

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

22

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

23

Quelques conséquences

Vrai ou faux ?

24

Tout est chamboulé ?

25

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 ...

27

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 !

28

Où sont les « poissons » ?

machoîresquelette osseux

colonne vertébrale

membres à une seule pièce basale

Groupe polyphylétique

pas d’ancêtre commun exclusif

29

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

30

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

31

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

32

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

33

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

34

Où sont les « reptiles » ?

= sauropsidés

quille sous les vertèbres cervicales

35

Où sont les « reptiles » ?

Oiseaux

plumes

Chéloniens

carapace

Crocodiliens

fosse temporale inférieure triangulaire

Squamates

mâchoire à large ouverture

36

Où sont les « reptiles » ?

Crocodiliens Squamates Chéloniens

Archosaures

fenêtre mandibulaire

Dinosauresbassin à cavité acétabulaire perforée

plumes

Oiseaux

37

Les « végétaux »

végétaux

végétaux chlorophylliens animaux

végétaux non chlorophylliens = champignons

Une représentation historique

38

champignons animaux

opisthocontes

arn, protéines, métabolisme collagène

Où sont les champignons ?

spermatozoïdes à flagelle propulseur,glycogène

39

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.

40

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

41

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

44

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

45

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

46

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).