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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 :
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".
Les lignes systématiques et/ou prolongées d'un arbre sont appelées ses branches et représentent l'interconnexion entre un ou plusieurs objets.
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.
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.
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.
Un chronogramme est un type d'arbre phylogénétique qui représente le temps par la longueur de ses branches.
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.
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.
Ce type d'arbre phylogénétique illustre la coupe transversale.
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
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
Commencez à dessiner une ligne commune et étendez ses branches pour montrer un possible ancêtre commun A des branches B et C.
Recherchez les caractéristiques de l'autre organisme et repérez l'organisme le plus ressemblant pour ce gène spécifique.
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.
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.
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.
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