GuerreroJivaro.host.sk : Index > Géologie > Histoire et évolution de la Terre et des êtres vivants > L'évolution de la vie (2/3).
  Résumé : [ cours de terminale scientifique du programme français. évolution de la vie terrestre : établissement de liens de parenté entre espèces, étude des mécanismes de sélection naturelle et d'innovation génétique (mutations, apparition de nouveaux gènes) ]. Créé le 01/05/2002. Dernière modification le 04/05/2002. Version finale 1.00.

L'évolution de la vie (2/3)

2) Recherche des liens de parenté (les liens phylogénétiques).

Par l'étude des caractéristiques morphologiques et anatomiques :

  Quand l'on observe côte à côte les squelettes d'un être humain, d'un oiseau et d'un poisson primitif (un crossoptérygien du Dévonien-Permien), on remarque un plan d'organisation commun dans le membre postérieur :
          - dans le bras : humérus ;
          - dans l'avant bras : cubitus et radius ;
          - à l'extrémité : carpes, métacarpes et phalanges.
 Les seules différences semblent êtres dues à de petits ajustements selon le mode de vie (nage pour le poisson, vol pour l'oiseau, préhension pour l'homme). Les membres des vertébrés tétrapodes (à quatre pattes) sont donc construits selon le même mode d'organisation, ils ont la même structure et remplissent la même fonction (le déplacement). On dit que ce sont des organes homologues.
 On fait abstraction des différences morphologiques, dues à des adaptations particulières liées au milieu de vie, car le fait que le plan d'organisation soit le même suggère qu'il y a origine commune, à rechercher chez les poissons crossoptérygiens dont les nageoires présentaient déjà une ébauche de l'organisation squelettique.

  Les membres antérieurs de la courtilière (un insecte) et de la taupe (mammifère) se ressemblent, mais la taupe et la courtilière sont-ils pour autant apparentés ? Pour le savoir il faut établir une comparaison des organisations morphologiques de chacune des espèces. Mais là s'oppose un mammifère au squelette osseux et un insecte à l'exosquelette de chitine. Dans les deux cas il y a une main courte adaptée à un mode de vie sous-terrain mais comme les plans d'organisation sont totalement différents, il n'y a pas homologie mais analogie. Les organes analogues ne reflètent pas une origine commune mais un mode de vie semblable : il y a convergence de formes due à une adaptation à un même milieu de vie.

  Dans le cas de la lignée des équidés (-o zoom o-), il y a une succession de genres avec au cours du temps une évolution graduelle de différents caractères, il s'agit donc d'un cas de lignée évolutive. Celle-ci se présente comme une ramification buissonante où la succession de formes de plus en plus spécialisées est liée à l'apparition de nouvelles niches écologiques.

Par l'étude des caractéristiques embryonnaires :

  On a longtemps pensé, sur des critères morphologiques, que balane et patelle étaient apparentés. Or l'étude approfondie de leurs larves a conduit à réviser cette hypothèse car les larves étaient très différentes dans l'organisation. Par ailleurs les larves de balane et de crevette sont très semblables. On en est venu à la conclusion que crevette et balane étaient apparentés dans le genre des crustacés alors que la patelle est un mollusque. Si la crevette et la balane ne se ressemble pas à l'état adulte c'est qu'ils ont un milieu de vie opposé : la crevette est mobile alors que la balane vit fixée sur des roches.

  De même si l'on compare des embryons de vertébrés entre eux dans les tous premiers stades de développement, ils sont si semblables qu'on en a du mal à les distinguer. Cette similitude des embryons met en évidence des relations de parenté entre les vertébrés.

Par l'étude des caractères moléculaires :

  Dans le cas des ongulés il est difficile de déterminer une éventuelle parenté en ne se tenant qu'à l'anatomie, il faut donc rechercher d'autres critères pour les classer.

 Mais il se trouve que ces ongulés possèdent une hormone pancréatique, l'insuline, dont le rôle est identique pour les quatre espèces. Seuls trois acides aminés différent d'ailleurs sur un total de 49 et toujours au niveau des 8ème, 9ème et 10ème acides de la chaîne. On en déduit que la molécule d'insuline de chacune de ces espèces est formée à partir d'une molécule ancestrale, ce qui met en évidence d'une parenté entre les espèces qui la possèdent. Ces insulines sont des molécules homologues car ont le même rôle dans les quatre espèces.
 Le plus ces molécules sont proches le plus la parenté est forte entre les deux espèces :

 On remarque que le boeuf se révèle le plus proche du mouton et le porc du cheval. Par contre les espèces les plus éloignées les unes des autres sont le mouton et le porc d'une part, le boeuf et le cheval de l'autre.

  De même on peut étudier la parenté entre primates à travers la comparaison du N.A.D.-déshydrogénase, un enzyme intervenant dans la production d'énergie au sein des mitochondries :

 On a donc comme relations de parenté :
          - du point de vue de l'homme : chimpanzé puis gorille puis orang-outang ;
          - du point de vue du chimpanzé : homme puis gorille puis orang-outang ;
          - du point de vue du gorille : chimpanzé puis homme puis orang-outang ;
          - du point de vue de l'orang-outang : chimpanzé puis homme puis gorille.
 D'où l'arbre phylogénétique suivant :

  Quand on répète l'expérience avec une molécule très répandue, cela rend possible des analyses de parenté entre espèces très éloignées. Si par exemple on effectue des comparaisons sur la molécule de cytochrome C, molécule intervenant dans les mécanismes respiratoires et qui existe dans la grande majorité des espèces tant animales que végétales, on pourra comparer mammifères, poissons et algues unicellulaires eucaryotes (l'euglène) :

 Cette étude nous donne l'arbre suivant :

  Quand on compare des protéines entre elles, on le fait parce qu'elles sont l'expression du génome mais à cause des mutations silencieuses, il vaut mieux remonter au codage même de l'A.R.N. ou l'A.R.N. pour gagner en précision. (-o zoom o-)


  L'ensemble des résultats obtenus par ces diverses études, associés aux résultats de la paléontologie, permet d'établir la phylogénie des espèces et des groupes, donc de leur histoire évolutive. On peut alors établir des arbres phylogénétiques en postulant que les êtres complexes actuels ont évolué à partir des êtres vivants les plus simples (procaryotes en particulier). Mais certains résultats différent totalement de ceux présentés jusqu'à là par la biologie, ce qui mène à une profonde réflexion sur la classification du monde vivant.

Liens intéressants :
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| Quelques aspects de l'histoire de l'évolution de la Terre (page html - 26kb) | Changements géologiques et modification de la biosphère (page html - 78kb) |
| Zoom sur la lignée des équidés et son évolution (page html - 109kb) | Comparaison des séquences d'A.R.N. (page html - 23kb) |
| Réflexion sur la classification du monde vivant (page html - 26kb) | La lignée humaine (4 pages html - 180kb) |