CLADOGRAMME: À QUOI ÇA SERT ET EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

Un cladogramme est un diagramme de branchement ou un schéma des caractéristiques partagées par un groupe d'organismes, représentant l'histoire évolutive la plus probable de la lignée. La reconstruction est réalisée selon la méthodologie proposée par le biologiste Willi Hennig.

Les cladogrammes sont caractérisés par le regroupement des taxons en fonction de leurs synapomorphies ou de caractères dérivés qui sont partagés.

Pourquoi est-ce?

Les cladogrammes vous permettent de visualiser les relations phylogénétiques entre un ou plusieurs groupes d'organismes d'intérêt.

En biologie évolutionniste, ces diagrammes permettent d'élaborer des arbres phylogénétiques et donc de reconstruire l'histoire évolutive d'un groupe, aidant à définir sa classification et ses gammes taxonomiques.

De plus, il aide à élucider les mécanismes évolutifs en examinant la manière dont les organismes changent au fil du temps, la direction de ce changement et la fréquence à laquelle ils le font.

Comme élaboré?

L'un des principaux objectifs des biologistes évolutionnistes est de trouver la position des espèces sur «l'arbre de vie». Pour y parvenir, ils analysent différentes caractéristiques des organismes, qu'elles soient morphologiques, écologiques, éthologiques, physiologiques ou moléculaires.

Les caractéristiques morphologiques des individus ont été largement utilisées pour établir leur classification; cependant, il arrive un moment où ils ne sont pas suffisants pour discriminer sur des branches spécifiques de l'arbre. Dans ce cas, les outils moléculaires aident à discerner ces relations.

Une fois le trait choisi, des hypothèses de relations de parenté entre les espèces d'intérêt sont construites et représentées schématiquement.

Dans ce diagramme, les branches représentent des ancêtres hypothétiques où un événement de cladogenèse ou de séparation de lignées évolutionnaires s'est produit. À la fin de chaque branche se trouvent chacun des taxons qui ont été inclus dans l'analyse initiale, qu'il s'agisse d'espèces, de genres, entre autres.

Homologies

Afin d'établir des relations entre un groupe d'organismes, des caractères homologues doivent être utilisés; c'est-à-dire deux caractéristiques qui partagent un ancêtre commun. Un personnage est considéré comme homologue s'il a acquis son état actuel par héritage direct.

Par exemple, les membres supérieurs des humains, des chiens, des oiseaux et des baleines sont homologues les uns aux autres. Bien qu'ils remplissent des fonctions différentes et qu'ils semblent à première vue très différents, le schéma structurel des os est le même dans les groupes: ils ont tous un humérus, suivi du radius et du cubitus.

En revanche, les ailes des chauves-souris et des oiseaux (cette fois en fonction de la structure à voler) ne sont pas homologues car elles n'ont pas acquis ces structures par héritage direct. L'ancêtre commun de ces vertébrés volants ne présentait pas d'ailes et les deux groupes l'ont acquise de manière convergente.

Si l'on veut déduire des relations phylogénétiques, ces caractères ne sont pas utiles car, bien qu'ils soient similaires, ils n'indiquent pas adéquatement l'ascendance commune des organismes.

Caractères primitifs et dérivés partagés

Maintenant, un caractère homologue de tous les mammifères est la colonne vertébrale. Cependant, cette structure ne sert pas à différencier les mammifères des autres taxons, car d'autres groupes - comme les poissons et les reptiles - ont une épine dorsale. En langage cladistique, ce type de caractère est appelé caractère primitif partagé ou simpleiomorphie.

Si nous voulons établir les relations phylogénétiques entre mammifères en utilisant la colonne vertébrale comme critère, nous ne pouvons parvenir à aucune conclusion fiable.

Dans le cas des poils, c'est une caractéristique commune à tous les mammifères qui n'existe pas dans d'autres groupes de vertébrés. Pour cette raison, il s'agit d'un caractère dérivé partagé - la synapomorphie - et il est considéré comme une nouveauté évolutive d'un clade spécifique.

Pour élaborer un cladogramme, la systématique phylogénétique propose la formation de groupes taxonomiques utilisant des caractères dérivés partagés.

Écoles de classification: cladisme

Pour établir la classification et les relations phylogénétiques entre les organismes, il est nécessaire de recourir à des normes objectives qui utilisent une méthode rigoureuse pour élucider ces modèles.

Afin d'éviter les critères subjectifs, des écoles de classification émergent: la taxonomie évolutionniste traditionnelle et le cladisme.

Le cladisme (du grec clados, signifiant «branche») ou systématique phylogénétique a été développé en 1950 par l'entomologiste allemand Willi Hennig, et est largement accepté pour sa rigueur méthodologique.

Les cladistes construisent des cladogrammes qui représentent les relations généalogiques entre les espèces et d'autres taxons terminaux. De même, ils recherchent des ensembles ordonnés de caractères dérivés partagés ou de synapomorphies.

Cette école n'utilise pas de caractères ancestraux partagés ou de simplesiomorphies et n'accorde de validité qu'aux groupes monophylétiques; c'est-à-dire des groupements qui incluent l'ancêtre commun le plus récent et tous les descendants.

Les groupes paraphylétiques (regroupements d'organismes qui incluent l'ancêtre commun le plus récent, à l'exclusion de certains de leurs descendants) ou polyphétiques (regroupements d'organismes d'ancêtres différents) ne sont pas valables pour les cladistes.

Principe de parcimonie

Il est possible que lors de la réalisation d'un cladogramme, plusieurs représentations graphiques soient obtenues qui montrent différentes histoires évolutives d'un même groupe d'organismes. Dans ce cas, on choisit le cladogramme le plus «parcimonieux», qui contient le moins de transformations.

À la lumière de parcimonie, la meilleure solution à un problème est celle qui nécessite le moins d'hypothèses. Dans le domaine de la biologie, cela est interprété comme moins de changements évolutifs.

Différences entre les cladogrammes et les arbres phylogénétiques

En général, les taxonomistes ont tendance à établir des différences techniques entre un cladogramme et un arbre phylogénétique. Il est nécessaire de préciser qu'un cladogramme n'est pas strictement équivalent à un arbre phylogénétique.

Les branches d'un cladogramme sont un moyen formel d'indiquer une hiérarchie imbriquée de clades, alors que dans un arbre phylogénétique, les branches sont des représentations de lignées qui se sont produites dans le passé. En d'autres termes, le cladogramme n'implique pas une histoire évolutive.

Pour obtenir un arbre phylogénétique, il est nécessaire d'ajouter des informations supplémentaires: des interprétations supplémentaires liées aux ancêtres, la durée des lignées dans le temps et la quantité de changements évolutifs qui se sont produits entre les lignées étudiées.

Par conséquent, les cladogrammes sont les premières approximations pour la création finale d'un arbre phylogénétique, indiquant le modèle de ramification possible.

Exemples

Amniotes

Le cladogramme des amniotes représente trois groupes de vertébrés tétrapodes: les reptiles, les oiseaux et les mammifères. Tous sont caractérisés par la présence de quatre couches (chorion, allantoïde, amnios et sac vitellin) dans l'embryon.

Notez que le concept de «reptile» est paraphylétique, car il exclut les oiseaux; pour cette raison, il est rejeté par les cladistes.

Singes

Le cladogramme des singes comprend les genres: Hylobates, Pongo, Gorilla, Pan et Homo. Populairement, le concept de singe est paraphylétique, car il exclut le genre Homo (nous les humains).

Références

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