La notion d’ancêtre commun

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La notion d’ancêtre commun

La séquence d’acides aminés des protéines

Si on considère des protéines assurant une même fonction chez différentes espèces (par exemple, la myoglobine), on constate de grandes similitudes entre leurs séquences d’acides aminés : on les qualifie pour cela de molécules homologues, ce qui signifie qu’elles ont été héritées d’un ancêtre commun. Néanmoins, il existe des différences qui s’expliquent par des mutations survenues chez un ancêtre et qui ont été transmises depuis.

Dans l’absolu, et selon la définition des caractères homologues donnés précédemment, nous devrions considérer que chaque acide aminé d’un polypeptide ou chaque nucléotide d’un acide nucléique constitue un caractère. Pour rendre les notions plus accessibles, on admettra ici en première approximation que c’est la séquence qui constitue le caractère. Ainsi, c’est le degré de ressemblance entre deux molécules qui va souligner leur homologie : elles dérivent d’une molécule possédée par le plus récent ancêtre commun aux deux espèces considérées.

Portrait-robot de l’ancêtre commun

Les caractères possédés en commun par un groupe d’espèces sont hérités par une population ancestrale commune. Ainsi, le plus récent ancêtre commun à l’ensemble des vertébrés devait posséder le plan d’organisation partagé par tous.

Mais cet ancêtre n’est pas connu concrètement : on reconstruit son portrait-robot par l’addition des états dérivés des caractères partagés par l’ensemble de ces descendants. Cet ensemble constitue ce qu’on appelle un groupe monophylétique.

L'arbre phylogénétique

Un arbre phylogénétique est une figure qui illustre une idée, simple : le degré de parenté entre espèce dépend de l'éloignement de leur plus récent ancêtre commun dans l’histoire de la vie ; plus cet ancêtre est proche, plus leur parenté est grande, c’est chercher le groupe frère, c’est-à-dire le groupe (ou l’espèce) avec lequel il partage un ou plusieurs caractères dérivés exclusifs. Ainsi, le groupe frère des oiseaux est, dans la nature actuelle, celui des crocodiles : tous possèdent en commun plusieurs caractères dérivés qui leurs sont propres dont une fenêtre crânienne en avant de l’orbite, un gésier, une membrane nictitante (membrane transparente protectrice de l’oeil).

Le groupe frère de cet ensemble oiseaux-crocodiles est celui constitués par les lézards et les serpents : tous partagent, entre autres caractères, la présence de deux fosses temporales en arrière de l’orbite. Ainsi, de proche en proche, on peut construire une arborescence traduisant les liens de parenté entre les différents groupes de vertébrés. Chaque noeud de l’arbre ne reprenant pas un ancêtre matérialisé qui demeure inaccessible mais un ancêtre virtuel chez lequel est apparue une innovation évolutive qui a ensuite été transmise à l’ensemble des descendants.

Une réfutation de la classification traditionnelle

La subdivision traditionnelle des vertébrés en cinq classes (poissons, amphibiens, reptiles, oiseaux et mammifères) n’est pas conforme aux principes de la classification énoncés précédemment. En particulier, les reptiles classiques sont essentiellement représentés dans la nature actuelle par les tortues, les crocodiles, les serpents et les lézards. Si on essaie de placer ce regroupement sur l’arbre phylogénétique, on obtient un groupe qui ne comprend pas tous les descendants d’une espèce ancestrale : les oiseaux en sont notamment exclus.

Les reptiles ne constituent donc pas un groupe monophylétique et, en ce sens, ils ne doivent pas figurer en tant que tel où la parenté est basée sur le partage de caractères dérivés par tous les groupes issus d’un ancêtre commun. Le problème est comparable pour les poissons.

Le cas des arbres

Une différence s'impose dans le cas des arbres construits à partir de données moléculaires. On ne considère pas chaque nucléotides ou chaque acide aminé comme un caractère. Les arbres sont alors construits en prenant simplement en compte le degré de similitude entre molécules homologues chez différentes espèces. En fait, on mesure les différences constatées entre les séquences de ces molécules, c’est-à-dire le nombre ou le pourcentage de nucléotides ou d’acides aminés différents d’une molécule à l’autre. Ce degré de similitude est en première approximation assimilé au degré de parenté : plus forte est la ressemblance entre les molécules homologues de deux groupes plus proche dans le temps est l’ancêtre commun à ces deux groupes.

Bien que les arbres obtenus à partir de données moléculaires soient très proches des arbres obtenus par d’autres méthodes, il peut exister quelques différences. D’ailleurs , selon la molécule utilisée, la parenté établie entre les différents groupes ne sera pas rigoureusement la même. Il faut toutefois remarquer que les méthodes de classification à partir de données moléculaires ne constituent qu’une approche des méthodes beaucoup plus complexes réellement mises en oeuvre par les chercheurs.

Une origine commune

Les êtres vivants partagent donc des propriétés communes: structure cellulaire, information génétique sous forme d’ADN, mécanismes de la réplication et de l’expression d’un gène, universalité du code génétique. Elles traduisent une origine commune: le monde vivant actuel résulte d’une évolution et toutes espèces vivantes actuelles ou fossiles sont plus ou moins apparentées.

L’établissement de relations de parenté entre les vertébrés actuels s’effectue par comparaison de caractères homologues (morphologiques, anatomiques, embryonnaires et moléculaires). Suivant les espèces ou groupes considérés, un caractère donné est présent sous un état ancestral ou dérivé. Seul le partage d’états dérivés des caractères témoigne d’une étroite parenté : ces caractères communs sont hérités d’une population ancestrale commune. Les espèces sont plus ou moins apparentées en fonction de l’éloignement de leur plus récent ancêtre commun dans l’histoire de la vie.

Auteur de l'article :
Saturne