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Un arbre simplifié place le lézard, la souris et l'être humain. Souris et être humain se rejoignent à un nœud portant le caractère « poils et glandes mammaires » ; ce nœud rejoint ensuite le lézard à un nœud plus ancien portant « squelette osseux avec vertèbres et 4 membres ». Le lézard est-il plus proche de la souris ou de l'être humain ? Justifier.
On suit les branches : souris et être humain se réunissent au nœud « poils et glandes mammaires ». Le lézard ne les rejoint qu'au nœud plus ancien. Le lézard est donc à égale distance de parenté de la souris et de l'être humain : l'ancêtre commun du lézard avec chacun d'eux est le même nœud ancien. En revanche, la souris et l'être humain sont plus apparentés entre eux qu'ils ne le sont au lézard, car ils partagent un ancêtre commun plus récent possédant des poils et des glandes mammaires. Aucune des deux espèces actuelles n'est l'ancêtre de l'autre.
Trois espèces sont comparées selon trois caractères : le requin, la salamandre et le chat. Caractère 1 « squelette avec vertèbres » : les trois. Caractère 2 « quatre membres à doigts » : salamandre et chat. Caractère 3 « poils » : chat seulement. Construire l'arbre et dire quel caractère justifie le groupe « salamandre + chat ».
On classe les caractères du plus largement partagé au plus restreint. Les vertèbres sont partagées par les trois : elles définissent le groupe le plus large, et le requin se détache le premier. Les quatre membres à doigts sont partagés par la salamandre et le chat : ils définissent le groupe emboîté dans le précédent, avec un ancêtre commun plus récent que celui des trois. Les poils n'appartiennent qu'au chat : ils sont apparus sur sa seule branche. L'arbre est donc : requin d'un côté, et de l'autre un nœud « quatre membres à doigts » qui se divise en salamandre et chat. Le caractère qui justifie le groupe « salamandre + chat » est la possession de quatre membres à doigts, hérités d'un ancêtre commun.
Dans un arbre phylogénétique, que représente un nœud et comment s'en sert-on pour comparer deux espèces ?
Un nœud représente un ancêtre commun hypothétique de toutes les espèces situées au-dessus de lui. Pour comparer deux espèces, on remonte leurs branches jusqu'au nœud qui les réunit : plus ce nœud est récent (proche des feuilles), plus leur parenté est étroite.
La parenté se mesure par la récence de l'ancêtre commun, pas par la distance sur la page ni par la ressemblance globale. Cette lecture par les nœuds est la règle de base de tout arbre phylogénétique et permet de comparer n'importe quel trio d'espèces.
Le crocodile et l'oiseau partagent un ancêtre commun plus récent qu'avec le lézard. Qu'en déduit-on sur leur parenté, et un caractère partagé pourrait-il le justifier ?
Le crocodile et l'oiseau sont plus apparentés entre eux qu'ils ne le sont au lézard, car leur ancêtre commun est plus récent. Un caractère comme la possession d'œufs à coquille dure et de certaines particularités du crâne, apparu chez cet ancêtre, peut justifier le groupe, à condition qu'il soit hérité et partagé par les deux.
Un groupe est défini par un caractère dérivé hérité d'un ancêtre commun. La récence du nœud indique l'ordre d'apparition des groupes, et le caractère partagé fournit la preuve. Sans caractère partagé, on ne peut pas justifier le regroupement.
Un élève affirme : « Le chimpanzé est l'ancêtre de l'être humain parce qu'ils sont voisins sur l'arbre. » Corrige cette affirmation en une ou deux phrases.
C'est faux : l'être humain et le chimpanzé sont deux espèces actuelles qui descendent d'un ancêtre commun disparu, représenté par le nœud qui les réunit. Être voisins sur l'arbre signifie partager un ancêtre commun récent, pas que l'un descend de l'autre.
Les extrémités de l'arbre sont toutes des espèces actuelles (ou fossiles) situées sur des branches différentes, chacune ayant évolué depuis le nœud commun. Confondre voisinage et filiation directe est l'erreur la plus fréquente, d'où l'importance de parler d'ancêtre commun et non d'ancêtre.
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