La biodiversité

MONERA ou PROCARYOTA PROTISTA PLANTAE

ANIMALIAFUNGI

Figure 1.6Les cinq royaumes

Les extrémophiles

B. Eleazari Volcani

Mer morte, 30-34% sel

1936: premier extrème halophile isolé

Thomas D. Brock

Yellowstone, USA

1969, Thermus aquaticus (~70°C)

1970-72: Sulfolobus acidocaldarius (~90°C, pH 1-5)

Les extrémophiles

Psychrophiles

Activité microbienne enregistréAu pôle sud, -12 à -17ºC

Pyrolobus fumarii

Mid-Atlantic Ridge113ºC

Les extrémophiles

Xerophiles

Barophiles

Bacillus infernus (2.7 Km)

Concept typologique de l’espèce

« La fonction du concept d’espèces est de servir de référence pour la classification correcte des différentes

catégories de la même sorte »

Enrst Mayr, Histoire de la Biologie, Fayard, 1989

Plusieurs façons de classer !

Recherche de la classification naturelle

Les classifications populaires

• à un seul terme populaire peuvent correspondre plusieurs espèces (chêne), voire plusieurs genres ou familles (lauriers)

• plusieurs termes différents peuvent être regroupés en une seule espèce (la tribu des Hanunoo aux Philippines utilisent 92 termes pour désigner le riz)

Tassy, L’ordre et la diversité du vivant, Fayard, 1986

Les classifications populaires sont étroitement liées au contexte socio-culturel, à l’environnement et aux facteurs historiques.

Classifications populaires et scientifiques ne sont pas superposables :

Le nombre d’espèces prises en compte par les classifications populaires peut être très grand : 642/1300 chez les Amérindiens Tzeltal

Carl Linné (1707-1778)

Fondateur de la nomenclature binaire (Systema Naturae, 1758)

Nom de genre et Nom d’espèce : Felis concolor (couguar)

Domaine EucaryotesRègne MétazoairesEmbranchement VertébrésClasse MammifèresOrdre CarnivoresFamille FélidésGenre FelisEspèce concolor

Recherche de LA classification naturelle

Classification naturelle = phylogénie

Une longue histoire et de nombreux conflits…

« Pour déterminer, par conséquent, si l’on doit classer une forme comme une espèce ou comme une variété, il semble que le seul guide à suivre soit l’opinion des naturalistes ayant un excellent jugement et une grande expérience ; mais, souvent, il devient nécessaire de décider à la majorité des voix, car il n’est guère de variétés bien connues et bien tranchées que des juges très compétents n’aient considérées comme telles, alors que d’autres juges tout aussi compétents les considèrent comme des espèces »

Darwin, 1859, L’origine des espèces

Le concept biologique de l’espèce

« Une espèce est une communauté reproductive de populations (reproductivement isolées d’autres communautés) qui occupe une niche particulière dans la nature »

Mayr, 1989, Histoire de la Biologie, Fayard

La spéciation

Spéciation allopatrique

Rien n’est si simple

Larus argentatus

Larus cachinnans Larus fuscus

L’histoire des spéciations : la phylogénie

Classification naturelle = phylogénie

Taxonomie = définir des groupes monophylétiques

Homme ChimpanzéGorilleOrang-outanGibbon

Un groupe monophylétique contient l’ancêtre commun et tous ses

descendants

Dauphin

Les groupes polyphylétiques

Vache HippopotameÉléphant Souris

Un groupe polyphylétique ne contient pas l’ancêtre commun

Les groupes paraphylétiques

Crocodiles OiseauxTortuesLézardsAmphibiens

Un groupe paraphylétique contient l’ancêtre commun et seulement certains de

ses descendants

Arbre universel du vivant (Haeckel, 1866)

L’échelle des êtres d’Aristote (384-322 av. JC)

Relation d’ancêtres à descendants

L’Homme et le Chimpanzé sont des “Singes”

«Singes»

Homme

«Reptiles»

Amphibiens

«Poissons»

1- Aile de chauve-souris 2- Bras humain3- Bras d’alligator4- Aile de puffin cendré

Comment comparer ?

Principe des connexions

Geoffroy Saint-Hilaire (1818)

Philosophie anatomique

Au niveau moléculaire, déterminer l’homologie revient à aligner les séquences

Chat ..FAGHIKL..

Mouette ..FAGYIKL..

Homologie

Organes homologues : mêmes connexions

Organes analogues : mêmes fonctions

Organes homologues : quand ils ont été hérités d’un ancêtre

commun

Owen (1843)

Darwin (1859)

Principes de l’alignement

Introduire des gaps pour maximiser la

similaritéSequence1 TTA*TTCGGTT

Sequence2 TTACTTACGTT

Sequence1 TTA*TT*CGGTT

Sequence2 TTACTTACG*TT

Sequence1 TTATTCGGTT

Sequence2 TTACTTACGTT

5 identités

1 gap

5 différences

8 identités

1 gap

2 différences

9 identités3 gaps

0 différence

Principes de l’alignement

Définir une pénalité pour les gaps (par ex. -2), une pénalité pour les différences (par ex. -1) et

un score pour les identités (par ex. 3)

Sequence1 TTA*TTCGGTT

Sequence2 TTACTTACGTT

Sequence1 TTA*TT*CGGTT

Sequence2 TTACTTACG*TT

8 identités

1 gap

2 différences

9 identités3 gaps

0 différence

Score = 3*8 -1*2 -2*1 = 20

Score = 3*9 -1*0 -2*3 = 21

TOPOLOGIE 2

Coût = 10

Coût : GAP = 5 SUBSTITUTION = 1

E1 TTACTT

E2 TTA*TT

E3 TT*CTT

E4 TTACTT

ACC->*

A->*

Coût = 6

Coût = 10

Coût = 11

E1 TTACTT

E2 TT*ATT

E3 TT*CTT

E4 TTACTT

AC

A->*

C->A

E1 TTACTT

E2 TTA*TT

E3 TT*CTT

E4 TTACTT

ACC->*

A->*

E1 TTACTT

E2 TT*ATT

E3 TT*CTT

E4 TTACTT

ACC->A

A->*

A->*

TOPOLOGIE 1