Qu'est-ce qu'un arbre phylogénétique ?

Un arbre phylogénétique (généralement appelé un arbre évolutif ou une phylogénie) est un diagramme à branches qui présente les relations évolutives entre différentes espèces biologiques.

Source : khanacademy.org

Puisqu'un arbre phylogénétique est connu comme l'"arbre de vie," il s'agit d'une compréhension améliorée d'une ancienne conception selon laquelle la vie progresse d'un niveau inférieur vers un niveau supérieur à la manière d'une échelle, en y faisant référence comme à la Grande Chaîne de l'Être. Les premières perceptions, esquisses et croquis représentent un arbre phylogénétique ramifié comprenant un tableau paléontologique. Celui-ci indiquait principalement les associations et corrélations géologiques entre les plantes et les animaux.

Un arbre phylogénétique simple contient plusieurs parties dont voici un aperçu :

Taxon

Les taxons sont connus comme les "extrémités" des branches de l'arbre ou de l'étude menée. Vous pouvez trouver les "taxons" à n'importe quel niveau systématique indiquant l'espèce, les ordres ou la population. En outre, les "taxons" sont appelés "UTO", abréviation de "Unités Taxonomiques Opérationnelles".

Branches

Les lignes systématiques et/ou prolongées d'un arbre sont appelées ses branches et représentent l'interconnexion entre un ou plusieurs objets.

Nœud

Les extrémités de ces branches ou le point où toutes ces branches sont réunies sont appelés "nœuds". Il existe deux types de noeuds : les nœuds "internes" et les nœuds "externes". Les nœuds internes sont censés relier les branches, tandis que les nœuds externes sont les angles qui relient les taxons entre eux.

Racines et clades

En outre, quelques arbres ont un nœud basal appelé "racine" de l'arbre. Vient ensuite le "Clade", communément appelé "ancêtre" de toutes les espèces qui se ramifient.

Comme tout modèle systématique, le paradigme de l'arbre phylogénétique présente des aspects positifs et négatifs qui sont mentionnés ci-dessous.

Atouts

• Le modèle démontre l'origine historique de toute unité, individu ou espèce.
• L'arbre phylogénétique ne classe pas les espèces, contrairement au modèle linnéen qui classe artificiellement les organismes en règnes. On sait qu'il s'agit d'une fausse représentation car il montre que différents groupements ayant les mêmes rangs sont équivalents.
• Les arbres phylogénétiques ont tendance à fournir des indices sur les événements historiques des différents organismes.
• Ce modèle aide à l'étude du développement et de la progression de toutes les entités existantes.

Limites

• Un arbre phylogénétique démontre les hypothèses du développement et de la progression de la vie.
• Ils ne sont aussi précis que les données sur lesquelles ils ont été enracinés et démontrés.
• Les données proviennent des recherches et des études qui sont entachées de préjugés jusqu'à un certain point.
• Par conséquent, les arbres phylogénétiques basés sur les données issues de la recherche et des études pourraient toujours être biaisés, manipulés ou inexacts.
• Cette arborescence phylogénétique progressive en forme d'échelle des crâniates a été développée à partir de l'organisme qui ne possédait pas de colonne vertébrale.
• Dès lors, les organismes, objets ou unités présentant des caractéristiques différentes sont placés sur des groupes différents de chaque pointe de branche uniquement sur la base des caractéristiques qu'ils partagent.

Dendrogramme

Un arbre est généralement connu sous le nom de dendrogramme. Il ne s'agit pas nécessairement d'un arbre phylogénétique et il est utilisé pour représenter et démontrer une chose de manière schématique.

Chronogramme

Un chronogramme est un type d'arbre phylogénétique qui représente le temps par la longueur de ses branches.

Phylogramme

Comme son nom l'indique, un phylogramme est un arbre phylogénétique dont la longueur des branches est proportionnelle à la quantité de changement dans le caractère.

Cladogramme

Ce type d'arbre phylogénétique est connu pour ne démontrer qu'un modèle de branchement. Cela signifie que ses branches ne représentent pas le moment du changement de caractère. De plus, ses nœuds internes ne représentent pas ses ancêtres.

Dahlgrenogramme

Ce type d'arbre phylogénétique illustre la coupe transversale.

Réseau phylogénétique

Un réseau phylogénétique ne ressemble pas à un arbre, il s'agit plutôt d'un diagramme ou d'un graphique générique. Il est principalement utilisé pour surmonter les inconvénients ou les limitations fondamentales des arbres.

Source : pnas.org

Diagramme de broche

Un diagramme de broche est également connu sous le nom de diagramme à bulles utilisé pour représenter la diversité taxonomique par rapport au temps géologique. Il reflète la variation de la profusion de plusieurs catégories taxonomiques à travers le temps.

Lire un arbre phylogénétique revient à lire certains arbres de famille. Cependant, nous allons vous expliquer comment lire un arbre phylogénétique étape par étape.

Étape 01 : Voir la racine en tant qu'ancêtre et les extrémités en tant que descendants

La racine de l'arbre désigne l'ancêtre commun à partir duquel toutes les espèces se sont développées. Et la pointe correspond au groupe d'espèces (une partie de l'ancêtre commun).

Étape 02 : Voir les lignées de filles

La deuxième étape consiste à déterminer les lignées filles qui proviennent de l'ancêtre commun. Elle se divise en deux branches ou plus, créant une ligne de distinction entre une ou plusieurs espèces.

Étape 03 : Voir l'ascendance partagée entre les lignées (le cas échéant)

La troisième étape consiste à voir s'il existe des lignées d'ancêtres communs entre un groupe d'espèces. Voir les points B et C dans la figure ci-dessous. Les points B et C ont des histoires uniques, contrairement au point A.

Étape 04 : Lire le diagramme dans son ensemble

Regardez la figure ci-dessous, et vous devriez maintenant être capable de la lire dans son ensemble. La couleur orange montre qu'il existe un ancêtre commun aux points A, B et C. Cependant, la couleur verte montre que B et C ont un ancêtre à la fois différent et commun, et il en va de même pour le point C.

Vous pouvez construire un arbre phylogénétique en suivant les étapes décrites ci-dessous.

Étape 01 : Identifier l'espèce ancestrale

La première étape consiste à identifier l'espèce la plus différente. Notez qu'elle aura le plus de différences mutationnelles par rapport aux autres espèces avec le nombre le plus élevé.

Étape 02 : Identifier la prochaine espèce la plus différente

L'étape suivante consiste à rechercher la prochaine espèce la plus différente qui partage un ancêtre commun avec l'espèce précédente. Nous l'appellerons A.

Étape 03 : Commencer à dessiner un arbre phylogénétique

Commencez à dessiner une ligne commune et étendez ses branches pour montrer un possible ancêtre commun A des branches B et C.

Étape 04 : Commencer à ajouter des organismes

Recherchez les caractéristiques de l'autre organisme et repérez l'organisme le plus ressemblant pour ce gène spécifique.

Étape 05 : Ajouter les organismes restants

Suivez la même méthode et commencez à ajouter les organismes restants en regardant les lignes et les colonnes et en trouvant des organismes génétiquement identiques.

Pour votre compréhension, nous avons ici des exemples d'arbres phylogénétiques humains et d'arbres phylogénétiques animaux.

Arbre phylogénétique humain

Comme vous pouvez le voir sur le schéma, chaque espèce ou individu (dans ce cas) a un ancêtre commun, et c'est votre grand-parent. Il se divise ensuite en deux branches : votre parent et votre tante/oncle. Ensuite, vous, votre frère ou votre sœur et vos cousins avez une histoire unique parce que vous êtes nés de parents différents, mais vous avez le même ancêtre commun que votre grand-parent.

Arbre phylogénétique des animaux

Comme vous pouvez le voir sur le schéma, tous les animaux ont le même ancêtre commun, mais ils sont divisés en raison de leurs différentes caractéristiques. Ces caractéristiques sont les mâchoires, les poumons, les gésiers et les plumes. Ainsi, ces caractéristiques différencient les animaux présentés dans le diagramme qui ont pourtant le même ancêtre.

Dans l'ensemble, l'arbre phylogénétique peut être utilisé pour illustrer la relation entre d'autres objets, essentiellement basée sur les similitudes et les différences de leurs caractéristiques, et qui indique que toutes les espèces, tous les objets, tous les individus et toutes les entités sont issus d'un ancêtre commun. L'arbre peut être dessiné de différentes manières, virtuelles ou même physiques.

Cependant, pour simuler virtuellement le diagramme de l'arbre phylogénétique, le logiciel le plus convivial est EdrawMax ; il vous aide à créer des diagrammes 2D, des organigrammes, des diagrammes de Gantt et toutes sortes d'arbres et de modèles phylogénétiques.