La phylogénétique est une branche de la biologie qui étudie les relations évolutives entre les organismes. Au fil des ans, des preuves soutenant les connexions et les modèles entre les espèces ont été recueillies grâce à des données génétiques morphologiques et moléculaires. Les biologistes évolutionnistes compilent ces données dans des diagrammes appelés arbres phylogénétiques, ou cladogrammes, qui représenter visuellement comment la vie est liée, et présente une chronologie pour l'histoire évolutive de organismes.
Un arbre phylogénétique ressemble à un arbre à ramifications séquentielles, commençant par une branche commune, puis se divisant en plusieurs branches qui divergent ensuite encore plus en plusieurs branches. Les extrémités des branches représentent les taxons ou espèces actuels. En travaillant à rebours, les espèces qui partagent un « nœud » ou une branche commune, partagent un ancêtre à ce nœud. Par conséquent, plus vous reculez vers la branche principale de l'arbre, plus vous reculez dans l'histoire de l'évolution. Inversement, toutes les branches qui proviennent d'un nœud commun sont des descendants de cette espèce.
Comprendre l'arbre phylogénétique
Un biologiste évolutionniste crée un arbre phylogénétique en comparant des séquences d'ADN de gènes spécifiques et des traits morphologiques ou physiques au sein et entre des groupes d'organismes. Au fur et à mesure que les lignées évoluent au fil du temps, les mutations héritées entraînent des chemins évolutifs divergents, créant différents groupes d'espèces, certaines plus étroitement liées que d'autres.
Relations entre les espèces
Les arbres phylogénétiques sont extrêmement utiles pour représenter des informations sur les relations évolutives entre les animaux existants. Ils peuvent répondre à des questions telles que « un serpent est-il plus proche d'une tortue ou d'un crocodile? » D'après un arbre phylogénétique de ces espèces de l'Université du Mexique, les serpents sont plus proches des crocodiles, car leurs branches convergent en un seul nœud, indiquant qu'ils partagent un point commun ancêtre. Cependant, la branche d'une tortue est à deux nœuds, deux ancêtres en arrière. Les arbres phylogénétiques contribuent également fortement au domaine de la taxonomie, ou à la classification des espèces actuelles. La méthode de classification la plus familière utilisée est probablement basée sur le système linnéen, attribuant les organismes à un royaume, un phylum, une classe, un ordre, une famille, un genre et une espèce. Ce système n'est pas basé sur l'évolution, les biologistes commencent donc à utiliser un système de classification phylogénétique basé sur des groupes, ou clades, représentés par les arbres phylogénétiques.
Ascendance et traits communs
Un arbre phylogénétique peut aider à retracer une espèce à travers l'histoire de l'évolution, le long des branches de l'arbre et à localiser son ascendance commune en cours de route. Au fil du temps, une lignée peut conserver certaines de ses caractéristiques ancestrales mais sera également modifiée pour s'adapter à l'évolution de l'environnement. Les arbres identifient également l'origine de certains traits, ou quand un certain trait dans un groupe d'organismes est apparu pour la première fois. L'Université du Mexique fournit un exemple de l'origine des traits liés à la baleine. Selon l'arbre phylogénétique, les baleines et leurs parents (cétacés) sont étroitement liés à un groupe qui contient la vache et le cerf (artiodactyles), mais seules les baleines ont une longue torpille corps. Par conséquent, il est conclu que ce trait est apparu sur la branche après que les baleines et les artiodactyles aient divergé de leur ancêtre commun. Les arbres phylogénétiques ont également identifié que les oiseaux sont des descendants de dinosaures sur la base de certains traits physiques communs comme leurs os de la hanche et leurs crânes.