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Qu'est-ce qu'un arbre phylogénétique -
Comment regarder un arbre phylogénétique et déterminer quelles espèces sont les plus apparentées
1. Points clés
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Un arbre phylogénétique est un diagramme représentant la relation évolutive entre les organismes. Les arbres phylogénétiques sont des hypothèses et non des faits établis. -
Les modèles de ramification dans un arbre phylogénétique reflètent les relations de la façon dont les espèces ou d'autres groupes ont évolué à partir d'une série d'ancêtres communs. -
Dans un arbre, deux espèces sont plus proches si elles ont un ancêtre commun plus récent, et plus éloignées si elles ont un ancêtre commun plus éloigné. -
Les arbres phylogénétiques peuvent être dessinés dans différents styles. La rotation d'un arbre autour de ses points de ramification ne change pas les informations qu'il contient.
2. Présentation
La plupart des systèmes de classification modernes sont basés sur la relation évolutive entre les organismes, c'est-à-dire la phylogénie des organismes. Les systèmes de classification basés sur la phylogénétique organisent les espèces ou d'autres groupes de manière à refléter notre compréhension de la façon dont ils ont évolué à partir d'un ancêtre commun.
Dans cet article [1] , nous allons découvrir les arbres phylogénétiques, des diagrammes qui représentent les relations évolutives entre les organismes. Nous verrons exactement ce que l'on peut (ou pas !) déduire des arbres phylogénétiques, et ce que cela signifie pour les espèces d'être plus ou moins apparentées dans le contexte de ces arbres.
3. Anatomie d'un arbre
Lorsque nous dessinons un arbre phylogénétique, nous représentons notre meilleure hypothèse sur la façon dont un groupe d'espèces (ou d'autres groupes) a évolué à partir d'un ancêtre commun. Comme nous le verrons plus loin dans notre article sur la construction d'arbres, cette hypothèse est basée sur les informations que nous recueillons sur les collections d'espèces, telles que leurs caractéristiques physiques et les séquences d'ADN de leurs gènes.
Dans un arbre phylogénétique, les espèces ou groupes d'intérêt sont au sommet de lignes appelées branches. Par exemple, l'arbre phylogénétique suivant montre la relation entre les cinq espèces A, B, C, D et E à la fin du clade :
Le modèle de connexions de branches représente notre compréhension de la façon dont les espèces de l'arbre ont évolué à partir d'une série d'ancêtres communs. Chaque point de branchement (également appelé nœud interne) représente un événement de divergence ou la division d'un groupe en deux groupes descendants.
在每个分支点处都有从该分支点派生的所有组的最近的共同祖先。例如，在产生物种 A 和 B 的分支点，我们会找到这两个物种最近的共同祖先。在树根正上方的分支点，我们会找到树中所有物种（A、B、C、D、E）最近的共同祖先。
下图显示了树中的每个物种如何将其祖先追溯到根上方分支点的最近共同祖先：
树中的每条水平线代表一系列祖先，一直延伸到其末端的物种。例如，通往物种 E 的线代表该物种的祖先，因为它与树中的其他物种不同。同样，根代表了一系列祖先，直到树中所有物种的最近共同祖先。
4. 物种关系判断
在系统发育树中，两个物种的相关性具有特定的含义。如果两个物种有更近的共同祖先，则它们之间的关系更近；如果它们的共同祖先更远，则它们之间的关系更远。
我们可以使用一种非常简单的方法来找到任何一对或一组物种的最近共同祖先。在这种方法中，我们从带有两个感兴趣物种的分支末端开始，然后在树中“向后走”，直到我们找到物种线会聚的点。
例如，假设我们想说是 A 和 B 还是 B 和 C 关系更密切。为此，我们将沿着树中两对物种的线向后移动。由于 A 和 B 在我们向后移动时首先会聚到一个共同的祖先，而 B 只会在其与 A 的交界点之后才与 C 会聚，因此我们可以说 A 和 B 比 B 和 C 更相关。
重要的是，有些物种的相关性我们无法使用这种方法进行比较。例如，我们不能说 A 和 B 是否比 C 和 D 更密切相关。这是因为默认情况下，树的水平轴并不直接表示时间。因此，我们只能比较发生在同一谱系（树根的同一条直线）上的分支事件的时间，而不能比较发生在不同谱系上的分支事件的时间。
5. 小技巧
您可能会看到以许多不同格式绘制的系统发育树。有些是块状的，就像下面左边的树。其他人使用对角线，例如右下方的树。您可能还会看到任何一种树都是垂直方向或侧翻的，如块状树所示。
Les trois arbres ci-dessus représentent la même relation entre les espèces A, B, C, D et E. Vous voudrez peut-être prendre un moment pour vous convaincre que c'est le cas - c'est-à-dire que deux arbres sans modèle de ramification ou de récence en commun ont des ancêtres différents. La même information dans ces arbres apparemment différents nous rappelle que ce sont les motifs de ramification (et non la longueur des branches) qui sont significatifs dans un arbre .
Un autre point clé à propos de ces arbres est que si vous faites pivoter la structure, en utilisant l'un des points de branche comme pivot, les relations ne sont pas modifiées. Ainsi, tout comme les deux arbres ci-dessus montrent la même relation malgré leurs formats différents, tous les arbres ci-dessous montrent la même relation entre les quatre espèces :
Tous les arbres que nous avons vus jusqu'à présent ont un schéma de ramification clair, avec seulement deux lignées (lignées) se produisant à chaque point de ramification. Cependant, vous pouvez voir des arbres à plusieurs branches, ce qui signifie qu'un point de branche a trois espèces différentes ou plus. Habituellement, cela indique que nous n'avons pas assez d'informations pour déterminer la branche.
6. La source de l'arbre
Pour générer un arbre phylogénétique, de nombreuses caractéristiques des espèces ou d'autres groupes impliqués sont souvent comparées et analysées. Ces caractéristiques peuvent inclure la morphologie externe (forme/apparence), l'anatomie interne, le comportement, les voies biochimiques, les séquences d'ADN et de protéines, et même les caractéristiques des fossiles.
Pour construire des arbres précis et significatifs, les biologistes utilisent généralement de nombreuses fonctionnalités différentes (pour réduire le risque qu'une donnée imparfaite conduise à un arbre erroné). Pourtant, les arbres phylogénétiques sont des hypothèses, pas des réponses définitives. L'arbre est révisé et mis à jour au fil du temps à mesure que de nouvelles données deviennent disponibles et peuvent être ajoutées à l'analyse. Parce que le séquençage de l'ADN améliore notre capacité à comparer les relations entre les espèces.
Les références
Source : https://www.khanacademy.org/science/ap-biology/natural-selection/phylogeny
Cet article est publié par mdnice multi-plateforme