Relations évolutives

Les humains ont classé et organisé les organismes biologiques pendant des milliers d’années. À l’origine, il s’agissait principalement de commander des objets nécessaires à la survie. Au fur et à mesure que l’histoire de l’humanité progressait, les compétences et les détails de ces classifications augmentaient également. Au IVe siècle av. J.-C., Aristote a été le pionnier des classifications formelles, délimitant les plantes et les animaux en différents groupes, puis les divisant davantage en fonction de leurs caractéristiques physiques et de leurs traits tels que les habitats qu’ils occupent. Plus tard, au milieu des années 1700, Linné s'est appuyé sur le système d'Aristote. Il a appelé son plus haut niveau de regroupement les royaumes et, à partir de là, a divisé les groupes à l’aide de synapomorphies, une caractéristique physique déterminante qui divise une branche. Par exemple, si un animal possède une colonne vertébrale ou une structure similaire, il doit être placé dans le chordata de l’embranchement. Si ce n'est pas le cas, il existe de nombreux autres embranchements, dans lesquels les animaux sans colonne vertébrale peuvent être divisés, y compris les arthropodes, un grand groupe comprenant des insectes. Linné a continué à diviser des groupes d’organismes en fonction de leurs synapomorphies aux niveaux ultérieurs à travers la classe, l’ordre, la famille et le genre, jusqu’à ce qu’il atteigne la désignation finale, généralement, l’espèce. Nous nous référons au type de classification de Linné comme cladistique, la classification des organismes basée sur les différences de caractéristiques physiques.

Aujourd’hui, les scientifiques construisent couramment des arbres appelés dendrogrammes pour donner des représentations visuelles de ces divisions et groupes. Cette forme particulière de dendrogramme, le cladogramme, visualise les relations cladistiques entre les espèces de sorte que les pointes de l'arbre représentent l'espèce et que les branches montrent comment elles sont liées les unes aux autres. Par exemple, ici, le chimpanzé et l’ours sont plus étroitement liés l’un à l’autre et partagent plus de caractéristiques communes que l’un ou l’autre avec le poisson-lune. Les endroits où les branches se rencontrent sont appelés nœuds et désignent des ancêtres communs pour les espèces qui suivent. Un deuxième type majeur de dendrogramme est le phylogramme. Ceux-ci sont différents des cladogrammes car la longueur des branches entre les espèces varie, représentant le degré de changement entre elles. Ainsi, plus la branche est longue, plus le temps s’est écoulé depuis que l’espèce a divergé de son dernier ancêtre commun.

Les dendrogrammes ont été construits en analysant simplement la morphologie des organismes. Avec l’avènement de la technologie moderne, la comparaison de l’ADN est également devenue un moyen courant de construire des arbres. L’ADN est composé de nucléotides associés à l’une des quatre bases différentes. Adénine, guanine, cytosine ou thymine. L’ordre de ces bases est le code ADN. Ce code est transmis du parent à la progéniture. Par conséquent, si vous regardez une seule espèce comme les humains, il y a un très haut degré de similitude dans notre code génétique, environ 99,9 %. Nous partageons également une partie de notre code ADN avec d’autres espèces, comme les chimpanzés et les souris, mais le degré de similitude globale entre notre ADN et le leur est très différent. Cela signifie que nous pouvons créer des arbres, qui regroupent les espèces en fonction des similitudes ou de la différence entre leurs codes génétiques. Ce domaine d’analyse, combinant les statistiques, la modélisation mathématique et l’informatique, est appelé bioinformatique. Pour comparer les séquences d’ADN, les chercheurs utilisent souvent un outil bio-informatique appelé Basic Local Alignment Search Tool, ou BLAST, qui a été créé et est maintenu par le National Center for Biotechnology Information.

Dans ce laboratoire, vous créerez d’abord un cladogramme d’animaux à l’aide d’informations morphologiques, puis vous placerez une espèce fossile sur ce cladogramme en fonction de sa morphologie. Vous utiliserez ensuite les séquences d’ADN de plusieurs parents modernes du fossile et la base de données BLAST pour vérifier votre positionnement du fossile sur l’arbre.