Informations

Comment déterminer l'ancêtre commun d'une espèce ?


J'ai vu beaucoup d'articles sur les ancêtres communs. Mais je n'ai trouvé aucun article parfait qui parle de la preuve d'un ancêtre commun.


Les conclusions les plus définitives sur l'ancêtre commun sont tirées en comparant les séquences génétiques des organismes, pour lesquelles des méthodes mathématiques/informatiques bien développées existent, voir, par exemple, Inferring Phylogenies ou Une introduction à l'évolution moléculaire et à la phylogénétique.

Pour les espèces éloignées, les génomes sont rarement directement comparables, de sorte que certaines ambiguïtés peuvent exister. Par conséquent, l'arbre de vie existant et la classification des espèces sont basés sur la comparaison de l'ARN ribosomique, que l'on pense plutôt conservé :

L'ARNr est l'un des rares produits géniques présents dans toutes les cellules. Pour cette raison, les gènes qui codent pour l'ARNr (ADNr) sont séquencés pour identifier le groupe taxonomique d'un organisme, calculer les groupes apparentés et estimer les taux de divergence des espèces. En conséquence, plusieurs milliers de séquences d'ARNr sont connues et stockées dans des bases de données spécialisées telles que RDP-II et SILVA.

Notez que cela laisse toujours de côté les virus, qui sont acellulaires et n'ont donc pas leur propre ARNr.


Comment la biologie moléculaire est-elle une preuve de l'évolution?

En gardant cela à l'esprit, comment la biologie moléculaire fournit-elle des preuves de l'évolution ?

Moléculaire les similitudes fournissent preuve pour l'ascendance partagée de la vie. Les comparaisons de séquences d'ADN peuvent montrer à quel point les espèces sont étroitement liées. La biogéographie, l'étude de la répartition géographique des organismes, fournit des informations sur comment et quand les espèces ont pu évoluer.

De même, comment les fossiles fournissent-ils des preuves de l'évolution ? Fossiles sont importants preuves de l'évolution parce qu'ils montrent que la vie sur terre était autrefois différente de la vie que l'on trouve sur terre aujourd'hui. Les paléontologues peuvent déterminer l'âge de fossiles en utilisant des méthodes comme la datation radiométrique et les catégoriser pour déterminer le évolutionniste relations entre les organismes.

Par conséquent, pourquoi la biologie moléculaire est-elle importante pour l'évolution ?

L'une des avancées les plus utiles a été le développement de biologie moléculaire. Dans ce domaine, les scientifiques examinent les protéines et d'autres molécules qui contrôlent les processus de la vie. Alors que ces molécules pouvez évoluer tout comme un organisme entier peut le faire, certains molécules importantes sont hautement conservés parmi les espèces.


L'importance de la spéciation

Le résultat de la façon dont la spéciation peut se produire à travers les diverses "forces du changement évolutif" que j'ai détaillées dans la dernière conférence donne un aperçu de la façon dont - au cours de milliards d'années de changement - les organismes ont donné naissance à un monde dans lequel les organismes vivants actuels peuvent être organisés en millions d'espèces discernables, chacune adaptée à vivre dans un environnement particulier et chacune, chacune (maintenant) pré-adaptée pour utiliser les ressources environnementales d'une manière particulière.

De plus, sachant qu'il n'y a pas de méthode scientifique vraiment claire qui définira TOUTES les espèces. où prenons-nous cette connaissance? Comment classer ces "espèces" assorties ?

Phylogénie : histoire de descendance d'un ancêtre commun (phyl = village, gén = début, ou origén

Bien qu'ils soient incomplets, les enregistrements de fossiles fournissent des sources utiles de preuves de similitudes physiques qui peuvent être - et qui sont - utilisées pour aider à déterminer si des similitudes morphologiques évidentes dans différents organismes démontrent effectivement des liens ancestraux. Essentiellement, ces archives fossiles confirment (et modifient occasionnellement) notre compréhension selon laquelle les systèmes taxonomiques (après Linnaeus) reflètent toujours une parenté évolutive (après Darwin).

Pour ce faire, les organismes apparentés sont maintenant classés comme nœuds d'un arbre, dont les branches donnent des indications sur les relations potentielles entre et entre les divers organismes dont les phénotypes sont en cours de comparaison. Pour ce faire, les organismes sont placés dans arbres phylogénétiques "familiaux" et la progression du changement évolutif est considérée comme DIVERGENTE, chacune des branches bifurquant, empruntant l'une des deux voies alternatives.

Ces arbres sont souvent encore divisés en termes de MONO- PARA- et POLY- taxons phylétiques.

. où tous descendants (mono-), ou certains descendants (para-) d'un (récent) Célibataire ancêtre sont inclus

Afin de construire ces arbres, les taxonomistes d'aujourd'hui supposent que divers "traits", hérités d'un ancêtre commun, seraient soit homologue (caractéristique "partagé avec" ou "descendant" d'un ancêtre commun), ou traits dérivés (c'est-à-dire des traits qui diffèrent maintenant de leurs formes ancestrales).

Pour compliquer davantage le problème, toutes les caractéristiques similaires ne se ressemblent pas vraiment - les feuilles d'un cactus peuvent être très différentes des feuilles d'autres arbres, mais les différences visuelles démentent un patrimoine génétique assez similaire entre les différents types de plantes. Comme mentionné précédemment, certains traits sont ancestral (partagé avec tous les membres d'un "groupes monophylétiques", tandis que d'autres sont dérivé (traits ou caractéristiques qui sont présents dans un ou seulement certains des organismes des derniers jours qui ne sont pas présents dans leurs ancêtres) .

Pour déterminer les véritables relations évolutives, les systématiciens doivent non seulement distinguer entre ancestral et traits dérivés au sein d'une lignée, mais aussi homologue et homoplastique traits (c'est-à-dire des traits qui sont similaires pour une raison quelconque autre que l'héritage).

Y a-t-il un autre exemple d'un trait homoplastique qui pourrait venir à l'esprit ??

Faire de telles distinctions est assez difficile, car évolution divergente peut faire traits homologues semblent dissemblables, et évolution convergente peut souvent faire traits homoplastiques paraissent assez similaires.

Pour cette raison, lorsque les systématiciens construisent des arbres phylogénétiques, ils doivent faire attention à utiliser ce qu'on appelle "utile" caractéristiques, souvent appelées "unités taxonomiques opérationnelles ou "OTU". Pour chaque arbre construit, ces OTU varient.

Au-delà de tous ces traits manifestes, les scientifiques peuvent désormais faire des appréciations encore plus rigoureuses des changements évolutifs en utilisant certains des "fossiles moléculaires" ultimes enregistrés.

. ou le plan génétique de chaque organisme. leurs profils protéiques ou ADN.

Maintenant, après avoir compris tout cela, et aussi comment créer différents arbres phylogénétiques en utilisant toutes les unités taxonomiques appropriées, etc., comment pouvons-nous répondre à certaines des préoccupations fondamentales que nous pouvons avoir avec l'évolution.

Oui, nous avons examiné les baleines, et nous avons suggéré que la prépondérance des preuves est en faveur de leur évolution à partir d'un ancêtre "semblable au loup", mais si toutes ces idées sur "l'association de traits" doivent être pleinement comprises et pleinement réconciliées avec les théorie de l'évolution, alors ne devrait-il pas y avoir des "thèmes unificateurs" qui lient tous les animaux, sinon tous les organismes, qu'ils partagent TOUS ?

. et il s'avère qu'il y en a.

La boîte à outils génétique (film). De nombreux aspects de ce film seront traités en profondeur à une date beaucoup plus tardive (après avoir traité Mendel et ses pois multifonctions). Même ainsi, les idées du film sont toujours d'actualité à ce stade du cours, au moins pour suggérer des similitudes plus profondes qui soutiennent vraiment la pensée évolutive.

OK., donc après avoir traité le passé, qu'en est-il de l'avenir. Si certains traits sont dérivé, puis -en effet- par la suite "parfait" par sélection naturelle. alors il y a un problème potentiel.

L'un des principaux arguments contre un mécanisme "sélectif" simple pour les changements évolutifs pose la question, comment certains organes complexes ont-ils pu évoluer, alors que leur fonction même devait déjà être disponible pour qu'elle soit perfectionnée.

Le soi-disant problème du "piège à souris".

Comment se développent diverses structures complexes telles que les ailes -par exemple-, quand -jusqu'à ce qu'elles deviennent des ailes fonctionnelles- elles sont essentiellement un gaspillage d'appendices ?

Dans une certaine mesure, l'évolution de l'aile peut être considérée comme une adaptation des appendices à des degrés variables de la capacité d'un animal à planer.

Mais qu'en est-il des autres organes complexes, comme l'œil, qui peuvent être vus sous diverses formes dans tout le règne animal, comment un organe aussi complexe a-t-il pu être développé à partir de zéro ?

Même avec une telle appréciation des similitudes et des différences - ainsi que des variables potentielles des différences génétiques au sein de populations données - les concepts fondamentaux que j'ai essayé de vous faire comprendre supposent que toute espèce donnée est essentiellement un pool relativement stable de variabilité inhérente (allèles ) qui est capable d'acquérir un nouveau trait de flux de gènes et perd ou gagne d'autres traits (le plus souvent) par perte/acquisition aléatoire. que nous appelons.

Bien que cela puisse sembler assez complexe, il s'agit en réalité d'une appréciation trop simpliste des "espèces" et des "populations". Il y a beaucoup, beaucoup plus de couches supplémentaires de complexité, certaines subtiles et d'autres moins subtiles.

Très souvent, ils sont en compétition pour les ressources et/ou sont interconnectés avec d'autres espèces de différentes manières, la plus facile à comprendre étant l'interaction entre proie et prédateur.

Interactions entre prédateurs et proies, qui peut même apporter des changements au cours du temps évolutif
Les prédateurs sont des agents de sélection naturelle et de mortalité car ils ne capturent pas les individus de proie au hasard. Par conséquent, les espèces de proies ont évolué de nombreuses adaptations pour les rendre plus difficiles à capturer et à consommer.

Les poils toxiques, les épines dures et les produits chimiques nocifs sont quelques exemples d'adaptations défensives.

Camouflage, voire Mimétisme sont tous deux des mécanismes de défense évolués, finalement amenés à contrecarrer les actions des prédateurs :

Mimétisme batésien se produit lorsqu'une espèce non agressive imite l'apparence d'une espèce plus agressive et dangereuse, ou qu'une espèce plus appétissante imite une espèce désagréable ou nocive.

Sélection directionnelle alors cela amène potentiellement les espèces désagréables à évoluer loin de leurs imitateurs. Cela se produit parce que les individus désagréables qui ressemblent le moins au prédateur "moyen" et à l'imitateur seront la proie de plus que ceux auxquels l'imitateur ressemble le plus.

Les prédateurs peuvent à leur tour développer des moyens plus efficaces de surmonter les défenses des proies.

L'une d'entre elles, plutôt inhabituelle, entre prédateur et proie, illustre à quel point la relation prédateur-proie peut s'entremêler : Tritons toxiques. (film)

On dit que les espèces qui s'influencent mutuellement sur l'évolution co-évolué.
Dans l'évolution diffuse, les traits des espèces sont influencés par les interactions avec une grande variété de prédateurs, de parasites, de proies ou de mutualistes.

Les populations dépendent donc de leur environnement - leur écologie, mais il existe également des variables inhérentes à une population donnée que nous n'avons pas encore abordées.

D'autres facteurs affectent également le changement évolutif, tels que :

une) densité de population (Les individus d'une population peuvent avoir des caractéristiques uniformes, aléatoires ou groupées répartitions)

b) Naissances et décès : Les naissances, les décès, l'immigration et l'émigration entraînent des changements dans la densité et la répartition de la population.

N = N0 + B - D + I + E.

Nous pouvons aller plus loin. Nous pouvons analyser un cohorte (ou un sous-groupe d'une population), défini par une certaine détermination de l'âge.

c) Répartition par âge au sein d'une population, qui révèle l'histoire récente des naissances et des décès. Le moment de ces événements peut influencer la répartition des âges pendant de nombreuses années.

De plus, les écologistes analysent également une catégorie appelée survie, pour apprécier comment les différents individus d'une cohorte survivent dans l'environnement. Pour certains, la survie est uniforme à travers les différents âges de la population. Pour les autres populations, c'est loin d'être le cas.

ré) Taux de croissance de la population "r" = nombre moyen de naissances / nombre moyen de décès x N (le nombre dans la population).

Théoriquement, la tendance à une croissance démographique non entravée par l'environnement est logarithmique, mais lorsqu'elle est limitée par l'environnement, la croissance démographique peut varier en fonction de nombreux facteurs inhérents au type d'organisme et à son mode de vie à l'étude.

Cependant, d'autres facteurs externes doivent entrer en jeu, donnant lieu à la courbe plus sigmoïde, qui définit un maximum, "K" ou "capacite de transport" pour cette population particulière.

Quand le nombre dans la population = maximum ou le "capacité de charge", la croissance de la population s'arrêtera.

Les effectifs de la population sont essentiellement régulés en réponse à la densité de population, pour diverses raisons telles que la prédation, l'approvisionnement alimentaire et/ou la propagation potentielle de maladies.

Par conséquent, même si à court terme, des catastrophes peuvent affecter la taille des populations. à long terme (en supposant que la population survit), la densité devrait se redresser vers, ce qu'on appelle un équilibre de densité.

Parce que nous, les humains, avons choisi de ne pas participer au processus sélectif, notre courbe de population continue d'exploser de manière exponentielle.


Qu'est-ce qu'un cladogramme ?

Tout d'abord, clarifions les définitions du « cladogramme » et des termes associés. Les mots scientifiques ont des significations spécifiques, et lorsqu'elles sont brouillées par un usage imprudent, l'enseignement et l'apprentissage sont entravés. Baum et Offner (2008) ont défini de manière plutôt ambiguë le « cladogramme » comme « soit un terme général pour un diagramme en arbre, soit un style particulier de diagramme en arbre dans lequel ni la quantité de changement ni le temps ne sont représentés ». Davenport et al. (2015a) a utilisé une définition plus générale : « Les arbres évolutifs, connus sous le nom de cladogrammes, phylogénies, arbres phylogénétiques et arbres génétiques, sont des représentations des hypothèses de travail des biologistes ». Bien que tous ces éléments devraient représenter des hypothèses empiriques (ils ne le font pas toujours), ils ne sont pas synonymes. Le terme général pour un diagramme de branchement décrivant les relations entre les taxons est dendrogramme. Un dendrogramme considéré comme représentant l'histoire évolutive d'un groupe est un arbre phylogénétique. Les arbres phylogénétiques (ou « phylogénies ») peuvent être des représentations de données réelles, peuvent être basés sur le jugement de preuves non spécifiées par une autorité taxonomique (comme ils l'étaient souvent avant les années 1970), ou peuvent être des résumés illustrés de la sagesse conventionnelle concernant les relations entre les un groupe, comme on le trouve souvent dans les manuels. Un cladogramme est un arbre phylogénétique empirique basé sur la minimisation du nombre d'étapes évolutives impliquées par la distribution des différences d'état de caractère parmi les taxons observés. Ainsi, il s'agit d'une représentation graphique d'une analyse de données, et non d'une image d'une hypothétique chronique évolutive. Comme l'ont noté Baum et Offner (2008), un cladogramme représente l'ordre de branchement, et non les quantités absolues d'évolution le long des branches, ou le temps. En effet, les groupes sur les cladogrammes sont formés sur la base d'états de caractères dérivés partagés (les caractéristiques uniques à un seul taxon ne fournissent aucune preuve de groupement). D'autres attributs des cladogrammes sont que tous les taxons observés apparaissent à l'extrémité des branches et que les nœuds internes ne représentent aucune sorte d'"ancêtres" matériels. Voir plus de discussion sur la définition de « cladogramme » dans Brower (2016).


Contenu

Le projet d'une description complète des relations phylogénétiques entre toutes les espèces biologiques est surnommé « l'arbre de la vie ». Cela implique l'inférence des âges de divergence pour tous les clades hypothétiques. [6]

Le concept du dernier ancêtre commun du point de vue de l'évolution humaine est décrit pour un public populaire dans Le conte de l'ancêtre par Richard Dawkins (2004). Dawkins répertorie les « concesseurs » de la lignée humaine par ordre d'âge croissant, y compris l'hominine (humain-chimpanzé), l'hominine (humain-gorille), l'hominidé (humain-orang-outan), l'hominoïde (humain-gibbon), et ainsi de suite en 40 étapes au total, jusqu'au dernier ancêtre universel (humain-bactérie).

Il est également possible de considérer l'ascendance de gènes individuels (ou groupes de gènes, haplotypes) au lieu d'un organisme dans son ensemble. La théorie de la coalescence décrit un modèle stochastique de la façon dont l'ascendance de ces marqueurs génétiques correspond à l'histoire d'une population.

Contrairement aux organismes, un gène est transmis d'une génération d'organismes à la génération suivante, soit sous forme de répliques parfaites de lui-même, soit sous forme légèrement muté. gènes descendants. Alors que les organismes ont des graphiques d'ascendance et des graphiques de descendance via la reproduction sexuée, un gène a une seule chaîne d'ancêtres et un arbre de descendants. Un organisme produit par métissage sexuel (allogamie) a au moins deux ancêtres (ses parents immédiats), mais un gène a toujours un ancêtre par génération.

L'ADN mitochondrial (ADNmt) est presque immunisé contre le mélange sexuel, contrairement à l'ADN nucléaire dont les chromosomes sont mélangés et recombinés dans l'hérédité mendélienne. L'ADN mitochondrial peut donc être utilisé pour retracer l'hérédité matrilinéaire et pour trouver l'Ève mitochondriale (également connue sous le nom de la veille africaine), l'ancêtre commun le plus récent de tous les humains via la voie de l'ADN mitochondrial.

De même, le chromosome Y est présent en tant que chromosome sexuel unique chez l'individu mâle et est transmis aux descendants mâles sans recombinaison. Il peut être utilisé pour retracer l'héritage patrilinéaire et pour trouver l'Adam chromosomique Y, l'ancêtre commun le plus récent de tous les humains via la voie de l'ADN-Y.

L'Ève mitochondriale et l'Adam chromosomique Y ont été établis par des chercheurs à l'aide de tests ADN généalogiques. On estime que Eve mitochondriale a vécu il y a environ 200 000 ans. Un article publié en mars 2013 a déterminé qu'avec une confiance de 95 % et à condition qu'il n'y ait pas d'erreurs systématiques dans les données de l'étude, le chromosome Y Adam vivait il y a entre 237 000 et 581 000 ans. [7] [8]

Le MRCA des humains vivants aujourd'hui devrait donc avoir vécu plus récemment que l'un ou l'autre. [9] [note 3]

Il est plus compliqué de déduire l'ascendance humaine via les chromosomes autosomiques. Bien qu'un chromosome autosomique contienne des gènes qui sont transmis des parents aux enfants via un assortiment indépendant d'un seul des deux parents, la recombinaison génétique (croisement chromosomique) mélange les gènes des chromatides non sœurs des deux parents pendant la méiose, modifiant ainsi la composition génétique de le chromosome.

On estime que différents types de MRCA ont vécu à différentes époques dans le passé. Ces temps à MRCA (TMRCA) les estimations sont également calculées différemment selon le type de MRCA considéré. Les MRCA patrilinéaires et matrilinéaires (Eve mitochondriale et Adam chromosomique Y) sont tracés par des marqueurs à gène unique, de sorte que leurs TMRCA sont calculés sur la base des résultats des tests ADN et des taux de mutation établis tels qu'ils sont pratiqués en généalogie génétique. Le temps jusqu'au MRCA généalogique de tous les humains vivants est calculé sur la base de modèles mathématiques non génétiques et de simulations informatiques.

Étant donné que Eve mitochondriale et Adam chromosomique Y sont tracés par des gènes uniques via une seule lignée parentale ancestrale, le temps nécessaire à ces MRCA génétiques sera nécessairement plus long que celui des MRCA généalogiques. En effet, les gènes uniques fusionneront plus lentement que le traçage de la généalogie humaine conventionnelle via les deux parents. Ce dernier ne considère que les humains individuels, sans tenir compte du fait qu'un gène du MRCA calculé survit réellement chez chaque personne de la population actuelle. [11]

TMRCA via des marqueurs génétiques Modifier

L'ADN mitochondrial peut être utilisé pour retracer l'ascendance d'un ensemble de populations. Dans ce cas, les populations sont définies par l'accumulation de mutations sur l'ADNmt, et des arbres spéciaux sont créés pour les mutations et l'ordre dans lequel elles se sont produites dans chaque population. L'arbre est formé par le test d'un grand nombre d'individus partout dans le monde pour la présence ou l'absence d'un certain ensemble de mutations. Une fois cela fait, il est possible de déterminer combien de mutations séparent une population d'une autre. Le nombre de mutations, ainsi que le taux de mutation estimé de l'ADNmt dans les régions testées, permet aux scientifiques de déterminer le temps approximatif de MRCA (TMRCA) qui indique le temps écoulé depuis que les populations ont partagé pour la dernière fois le même ensemble de mutations ou appartenaient au même haplogroupe.

Dans le cas de l'ADN chromosomique Y, le TMRCA est obtenu d'une manière différente. Les haplogroupes d'ADN-Y sont définis par le polymorphisme d'un seul nucléotide dans diverses régions de l'ADN-Y. Le temps de MRCA au sein d'un haplogroupe est défini par l'accumulation de mutations dans les séquences STR du chromosome Y de cet haplogroupe uniquement. L'analyse du réseau Y-ADN des haplotypes Y-STR montrant un amas non étoilé indique une variabilité Y-STR due à plusieurs individus fondateurs. L'analyse produisant un amas d'étoiles peut être considérée comme représentant une population descendant d'un seul ancêtre. Dans ce cas, la variabilité de la séquence Y-STR, également appelée variation microsatellite, peut être considérée comme une mesure du temps écoulé depuis que l'ancêtre a fondé cette population particulière. Les descendants de Gengis Khan ou l'un de ses ancêtres représentent un amas d'étoiles célèbre qui peut être daté de l'époque de Gengis Khan. [12]

Les calculs du TMRCA sont considérés comme des preuves essentielles lorsqu'on tente de déterminer les dates de migration de diverses populations au fur et à mesure qu'elles se propagent dans le monde. Par exemple, si une mutation est réputée s'être produite il y a 30 000 ans, alors cette mutation devrait être trouvée parmi toutes les populations qui ont divergé après cette date. Si des preuves archéologiques indiquent une propagation culturelle et la formation de populations isolées au niveau régional, cela doit se refléter dans l'isolement des mutations génétiques ultérieures dans cette région. Si la divergence génétique et la divergence régionale coïncident, on peut conclure que la divergence observée est due à la migration, comme en témoignent les archives archéologiques. Cependant, si la date de divergence génétique se produit à un moment différent de celui des archives archéologiques, les scientifiques devront alors examiner d'autres preuves archéologiques pour expliquer la divergence génétique. La question est mieux illustrée dans le débat entourant la diffusion demic versus la diffusion culturelle au cours du néolithique européen. [13]

TMRCA de tous les humains vivants Modifier

L'âge du MRCA de tous les humains vivants est inconnu. Il est nécessairement plus jeune que l'âge du MRCA matrilinéaire ou patrilinéaire, qui ont tous deux un âge estimé entre environ 100 000 et 200 000 ans. [14]

Une étude mathématique, mais non généalogique, menée par les mathématiciens Joseph T. Chang, Douglas Rohde et Steve Olson a calculé que le MRCA a vécu remarquablement récemment, peut-être aussi récemment que 300 avant notre ère. Ce modèle a pris en compte le fait que les gens ne s'accouplent pas vraiment au hasard, mais que, particulièrement dans le passé, les gens s'accouplent presque toujours avec des gens qui vivaient à proximité, et généralement avec des gens qui vivaient dans leur propre ville ou village. Il aurait été particulièrement rare de s'accoupler avec quelqu'un qui vivait dans un autre pays. Cependant, Chang et al. ont découvert qu'une personne rare qui s'accouple avec une personne éloignée reliera avec le temps l'arbre généalogique mondial et qu'aucune population n'est vraiment complètement isolée. [note 4]

Le MRCA de tous les humains vivait presque certainement en Asie de l'Est, ce qui leur aurait donné un accès clé à des populations extrêmement isolées en Australie et dans les Amériques. Les emplacements possibles pour le MRCA comprennent des endroits tels que les péninsules de Chuckchi et du Kamtchatka qui sont proches de l'Alaska, des endroits comme l'Indonésie et la Malaisie qui sont proches de l'Australie ou un endroit comme Taïwan ou le Japon qui est plus intermédiaire par rapport à l'Australie et aux Amériques. La colonisation européenne des Amériques et de l'Australie a été jugée par Chang trop récente pour avoir eu un impact substantiel sur l'âge de la MRCA. En fait, si les Amériques et l'Australie n'avaient jamais été découvertes par les Européens, le MRCA ne serait qu'environ 2,3 % plus ancien dans le passé qu'il ne l'est actuellement. [17] [18]

A noter que l'âge du MRCA d'une population ne correspond pas à un goulot d'étranglement de population, encore moins à un « premier couple ». Il reflète plutôt la présence d'un seul individu avec un succès reproducteur élevé dans le passé, dont la contribution génétique est devenue omniprésente dans toute la population au fil du temps. Il est également incorrect de supposer que le MRCA a transmis toutes les informations génétiques, voire aucune, à chaque personne vivante. Grâce à la reproduction sexuée, un ancêtre transmet la moitié de ses gènes à chaque descendant de la génération suivante après plus de 32 générations, la contribution d'un seul ancêtre serait de l'ordre de 2 −32 , un nombre proportionnel à moins d'une seule paire de bases au sein du génome humain. [19] [15]

Le MRCA est le plus récent commun ancêtre commun à tous les individus de la population considérée. Ce MRCA pourrait bien avoir des contemporains qui sont également des ancêtres d'une partie mais pas de la totalité de la population existante. Les point d'ancêtres identiques est un point dans le passé plus éloigné que le MRCA à une époque où il n'y a plus d'organismes qui sont ancestraux pour une partie mais pas pour toute la population moderne. En raison de l'effondrement du pedigree, les individus modernes peuvent encore présenter des regroupements, en raison des contributions très différentes de chacune des populations ancestrales. [15]


  • Les structures homologues peuvent remplir des fonctions différentes, mais sont fondamentalement et morphologiquement similaires, indiquant que l'espèce partageait un ancêtre commun - une fonction différente, mais la même structure
  • Des structures analogues remplissent des fonctions similaires qui ont évolué dans des espèces qui ne partagent pas nécessairement un ancêtre commun, en raison de pressions de sélection similaires - même fonction mais structure différente
  • Les structures vestigiales sont des structures subsistant dans un organisme qui avaient un rôle dans l'espèce ancestrale mais qui sont maintenant fonctionnellement inutiles
  • La biologie du développement est l'étude des processus qui entraînent la croissance et le développement des organismes
  • L'embryologie comparée est l'endroit où les organismes qui partagent un ancêtre commun présenteront un développement embryologique similaire. Par exemple, les queues sont présentes chez la plupart des vertébrés adultes, mais pas chez les fœtus adultes et les bébés humains. Cependant, à un moment donné, nous avons une queue primitive dans notre développement embryonnaire.

Veuillez noter que les notes VCE gratuites ne sont pas affiliées à VCAA ou VTAC et ne sont pas non plus responsables du contenu qui apparaît sur ce site Web.
Pour toutes demandes, envoyez-nous un message sur notre page Facebook.


Tester l'ascendance commune : tout dépend des mutations

Une question qui revient fréquemment à propos de la biologie évolutive est de savoir si cela se résume vraiment à des spéculations et des hypothèses. La majeure partie de l'évolution s'est produite dans un passé lointain, après tout. Nous prétendons que les humains et les chimpanzés descendent d'une seule espèce ancestrale sur des millions d'années, par exemple, mais aucun de nous n'était là pour observer ce processus. Pour un scientifique, cependant, la bonne question n'est pas : « Etiez-vous là ? » mais plutôt « Et si ? » Et si nous partagions un ancêtre commun, que devrions-nous voir ? Comment tester une hypothèse sur le passé antique ?

Une façon de tester l'ascendance partagée avec les chimpanzés est d'examiner les différences génétiques entre les deux espèces. Si l'ascendance partagée est vraie, ces différences résultent de nombreuses mutations qui se sont accumulées dans les deux lignées au cours de millions d'années. Cela signifie qu'ils devraient ressembler à des mutations. D'un autre côté, si les humains et les chimpanzés apparaissaient par création spéciale, nous ne nous attendrions pas à ce que leurs différences génétiques portent la signature distinctive de la descendance d'un ancêtre commun.

A quoi ressemblent les mutations, alors ? L'ADN est constitué d'une longue chaîne de quatre bases chimiques, que nous appelons généralement A, C, G et T (pour l'adénine, la cytosine, la guanine et la thymine). Une mutation est tout changement apporté à cette chaîne. Dans les mutations les plus simples, une base en remplace une autre lorsque l'ADN est incorrectement copié ou réparé, par exemple, un C à un site particulier d'un chromosome est remplacé par un T, qui est ensuite transmis à la progéniture. Ces substitutions ne se produisent pas toutes au même rythme, certaines se produisent plus souvent que d'autres. Par exemple, C et T sont chimiquement similaires l'un à l'autre, tout comme A et G, et les bases chimiquement similaires sont plus susceptibles d'être confondues lorsque l'ADN est copié. Ainsi, nous trouvons un A devenant un G plus souvent qu'un T.

Cela signifie qu'au fur et à mesure qu'elles s'accumulent, les mutations créent un schéma caractéristique de changements plus ou moins courants. C'est ce modèle que nous pouvons rechercher pour voir si les différences génétiques ont été causées par des mutations. Pour déterminer exactement quel est le modèle, nous pouvons simplement examiner les différences génétiques entre les humains, car elles représentent des mutations survenues depuis que ces deux personnes ont partagé pour la dernière fois un ancêtre commun. 1 Douze substitutions possibles peuvent se produire (A→C, A→G, A→T, C→G, C→T, C→A, etc.), mais si nous ne regardons que les différences entre deux copies d'ADN, nous ne peut pas distinguer certaines des substitutions. Par exemple, si j'ai un A et que vous avez un C à un endroit précis, à moins que nous ayons l'ADN de nos ancêtres à examiner, nous ne pouvons pas dire si c'était à l'origine un A qui a muté en un C dans votre ADN, ou s'il était à l'origine un C qui a muté en A dans mon ADN. Nous devons donc regrouper les deux possibilités et compter le nombre d'endroits où l'un de nous a un A et l'autre un C. Une complication supplémentaire : notre ADN a deux brins complémentaires, et nous ne savons pas sur quel brin une mutation s'est produite. . Ce n'est peut-être pas en fait le A de notre ancêtre qui s'est transformé en votre C. Sur l'autre brin de son ADN, le A correspondait à un T (la base complémentaire de A) peut-être était-ce la base qui a réellement muté. L'essentiel est qu'il s'avère qu'il existe quatre classes de substitution distinctes : (1) Ce que nous appelons des « transitions » se produisent entre les bases chimiquement similaires A et G, ou C et T, ces changements se produisent plus souvent que les autres. (2) Une différence entre A et T (que j'appellerai A↔T). (3) Une différence entre G et C (G=C). (4) Une différence entre A et C ou G et T (A↔C /G↔T).

Nous sommes maintenant en mesure de tester si les différences génétiques entre les humains et les chimpanzés ressemblent à des mutations. Pour déterminer le schéma des mutations, j'ai calculé les taux pour les quatre classes à l'aide de données sur la diversité humaine (disponibles en ligne). Ensuite, j'ai calculé le schéma observé lors de la comparaison de l'ADN humain et chimpanzé, en utilisant également des données publiques. Le premier graphique est la distribution pour les humains. Comme prévu, les transitions sont les plus courantes. Ce modèle est notre signature, le signe que la mutation a été à l'œuvre.

Le deuxième graphique est la même distribution pour les différences entre l'ADN humain et chimpanzé. Les taux globaux sont différents - il y a 12 fois plus de différences entre l'ADN humain et de chimpanzé qu'il y en a entre l'ADN de deux humains (notez l'échelle différente sur l'axe des y des graphiques) - mais le schéma est presque identique.

Rappelez-vous ma question d'ouverture : si les humains et les chimpanzés partageaient un ancêtre commun, que devrions-nous voir ? Ce que nous devrions voir, c'est ce que nous voyons : des différences génétiques entre les espèces qui ressemblent exactement à celles produites par des mutations. En termes scientifiques, j'avais une hypothèse sur un passé lointain, j'ai testé l'hypothèse avec des données, et elle a réussi le test.

Maintenant, lorsque les scientifiques signalent des similitudes entre l'ADN humain et l'ADN de chimpanzé, les critiques objectent parfois que les similitudes ne prouvent rien, car elles pourraient s'expliquer aussi bien par un plan de conception commun : le créateur pourrait bien utiliser des portions d'ADN similaires pour réaliser tâches similaires dans des espèces créées séparément. Cette objection ne s'applique pas ici, cependant, parce que nous examinons la différences entre les espèces. Je ne vois aucune raison pour laquelle un designer devrait choisir de faire en sorte que les différences aient l'air exactement comme si elles étaient le résultat de nombreuses mutations. The obvious conclusion is that things are what they seem: humans and chimpanzees differ genetically in just this pattern because they have diverged from a single common ancestor.

We can make the same comparison for other pairs of species, all of which are thought to have common ancestry. Here is the breakdown for the differences between humans and some other primates, including apes and Old World monkeys, and some nonhuman comparisons as well. (In order to display the results on a single chart, I have rescaled the other distributions to have the same total rate as the human-human comparison.)

Everywhere we look, the pattern is the same. That’s true even though the overall rate of genetic difference ranges from less than 1% (human vs chimpanzee) to more than 5% (humans vs baboons). The genetic differences between species always look like mutations.

I also took a look at some species that are less similar to humans—mostly out of curiosity, since I was not sure exactly what to expect. Mutation patterns vary subtly even between human populations, probably because of small differences in some of the hundreds of proteins responsible for DNA replication and repair such variations are likely to become more pronounced as we look at more distantly related species. One thing I did expect, though, was still to see more transitions than other substitutions since that difference is rooted in the basic chemical similarity of some bases. The set shown here includes cats compared to dogs, cows compared to dolphins, a comparison between a couple of species of finch, and even two species of pufferfish.

There is one additional test we can make. When I made the plots above, I excluded a small part (approximately 1%) fraction of DNA because it is known to mutate much faster than the rest. The higher mutation rate occurs when a C is immediately followed by a G in the DNA sequence, a pairing known as a “CpG” (“p” stands for the phosphate group that links adjacent DNA bases). A wide range of animal species chemically modify the C when it occurs in a CpG. This has an interesting effect: modified C can spontaneously turn into a T. As a result, mutation is much more common at CpGs than for other DNA, especially for C mutating into T.

We can therefore define a more comprehensive signature of mutation by measuring the rates for the same categories as before, but now at CpG sites. (This adds three new categories rather than four, since A↔T cannot occur at a CpG site.) This signature is shown in the first plot, which once again comes from human diversity data. The second figure shows the same categories for human compared to chimpanzee DNA. Once again, the two line up almost perfectly. Even at these special sites, differences between species look exactly like they were caused by mutations.

This kind of thing is the reason that most geneticists have no doubt about common descent: it makes sense of everything we see. Even better, it makes predictions. When I started to put together this post, the only data I had seen was for humans and chimpanzees, but I still had a very good idea what I would see when I looked at other primates.

Of course, none of this says anything at all about God’s role in human origins, nor does it rule out miraculous intervention. But it does provide strong evidence that we share ancestry with other species.

Notes et références

1. Since we are comparing common descent with the special creation of a single ancestral couple, we also have to consider the possibility that some of the genetic variation that we inherit was already present in Adam and Eve and not the result of subsequent mutation. To avoid this possibility, I looked only at genetic variants that were seen in roughly 1% of the modern population any variant we inherit from Adam and Eve would be shared by a larger fraction of the population.

Parole de Dieu. Le monde de Dieu. Livré dans votre boîte de réception.

BioLogos montre à l'église et au monde l'harmonie entre la science et la foi biblique. Obtenez des ressources, des mises à jour et plus encore.


The Proof Is in the Proteins: Test Supports Universal Common Ancestor for All Life

Earth's first life-form, floating in the proverbial froth of the primordial seas that eventually gave rise to trees, bees and humans, is not just a popular Darwinian conceit but also an essential biological premise that many researchers rely on as part of the foundation of their work.

In the 19th century, Charles Darwin went beyond others, who had proposed that there might be a common ancestor for all mammals or animals, and suggested that there was likely a common ancestor for all life on the planet&mdashplant, animal and bacterial.

A new statistical analysis takes this assumption to the bench and finds that it not only holds water but indeed is overwhelmingly sound.

Was it not already obvious, from the discovery and deciphering of DNA, that all life forms are descended from a single common organism&mdashor at least a basal species? No, says Douglas Theobald, an assistant professor of biochemistry of Brandeis University and author of the new study, detailed in the May 13 issue of La nature. (Scientifique américain is part of Nature Publishing Group.) In fact, he says, "When I went into it, I really didn't know what the answer would be."

Despite the difficulties of formally testing evolution&mdashespecially back across the eons to the emergence of life itself&mdashTheobald was able to run rigorous statistical analyses on the amino acid sequences in 23 universally conserved proteins across the three major divisions of life (eukaryotes, bacteria and archaea). By plugging these sequences into various relational and evolutionary models, he found that a universal common ancestor is at least 10^2,860 more likely to have produced the modern-day protein sequence variances than even the next most probable scenario (involving multiple separate ancestors).*

"Evolution does well where it can be tested," says David Penny, a professor of theoretical biology at the Institute of Molecular BioSciences at Massey University in New Zealand and co-author of an accompanying editorial. Yet, he notes that evolution can make "testable predictions about the past (especially quantitative ones)" tricky at best. "That Theobald could devise a formal test," he says, "was excellent&hellip. It will probably lead to a jump in what is expected of the formal evaluation of hypotheses, and that would help everybody."

Common ancestor acrimony

The mid-20th-century discoveries about the universality of DNA "really nailed it for people" in terms of establishing in popular&mdashand academic&mdashculture that there was a single universal common ancestor for all known life on Earth, Theobald says. And since then, "it's been widely assumed as true," he notes.

But in the past couple decades, new doubt has emerged in some circles. Microbiologists have gained a better understanding of genetic behavior of simple life forms, which can be much more amorphous than the typical, vertical transfer of genes from one generation to the next. The ability of microbes such as bacteria and viruses to exchange genes laterally among individuals&mdashand even among species&mdashchanges some of the basic structural understanding of the map of evolution. With horizontal gene transfers, genetic signatures can move swiftly between branches, quickly turning a traditional tree into a tangled web. This dynamic "throws doubt on this tree of life model," Theobald says. And "once you throw doubt on that, it kind of throws doubt on common ancestry as well."

With the discovery of archaea as the third major domain of life&mdashin addition to bacteria and eukaryotes&mdashmany microbiologists became more dubious of a single common ancestor across the board.

A test for evolution

Other researchers had put certain sections of life to the test, including a similar 1982 statistical analysis by Penny testing the relation of several vertebrate species. Theobald describes the paper as "cool, but the problem there is that they aren't testing universal ancestry." With advances in genetic analysis and statistical power, however, Theobald saw a way to create a more comprehensive test for all life.

In the course of his research, Theobald had been bumping against a common but "almost intractable evolutionary problem" in molecular biology. Many macromolecules, such as proteins, have similar three-dimensional structures but vastly different genetic sequences. The question that plagued him was: Were these similar structures examples of convergent evolution or evidence of common ancestry?

"All the classic evidence for common ancestry is qualitative and is based on shared similarities," Theobald says. He wanted to figure out whether focusing on those similarities was leading scientists astray.

Abandoned assumptions
Most people and even scientists operate under the premise that genetic similarities imply a common relation or ancestor. But as with similarities in physical appearance or structure, these assumptions "can be criticized," Theobald notes. Natural selection has provided numerous examples of convergent physical evolution, such as the prehensile tales of possums and spider monkeys or the long sticky insect-eating tongues of anteaters and armadillos. And with horizontal gene transfer on top of that, similar arguments could be made for genetic sequences.

"I really took a step back and tried to assume as little as possible in doing this analysis," Theobald says. He ran various statistical evolutionary models, including ones that took horizontal gene transfer into consideration and others that did not. And the models that accounted for horizontal gene transfer ended up providing the most statistical support for a universal common ancestor.

Murky origins
Theobald says his most surprising results were "how strongly they support common ancestry." Rather than being disappointed about simply backing up a long-held assumption, he says that at least, "it's always nice to know that we're on the right track."

These findings do not mean that a universal common ancestor establishes the "tree of life" pattern for early evolutionary dynamics. Nor, however, do they infer a "web of life" structure. The tree versus web debate remains "very controversial right now in evolutionary biology," Theobald says, reluctant to pick a side himself.

One of the other big unknowns remaining is just when this universal common ancestor lived and what it might have looked like&mdasha question that will take more than Theobald's statistical models to answer. Theobald also notes that the support for a universal common ancestor does not rule out the idea that life emerged independently more than once. If other, fully distinct lineages did emerge, however, they either went extinct or remain as yet undiscovered.

Research will likely push on into these dusky corners of early evolution, Penny notes, as "scientists are never satisfied." He expects that researchers will try to sort back even earlier, before DNA took over, and assess the early stages of evolution during the RNA days.

On a more foundational level, Penny says, the paper should not put an end to the assessment of ancestral assumptions. Instead it should be a reminder that "we have never thought of all possible hypotheses," he says. "So we should never stop considering some new approach we haven't thought of yet."

*Erratum (5/13/10): This sentence was changed after publication. It originally stated that a universal common ancestor is more than 10 times more likely.


How do we determine the common ancestor of a species? - La biologie

How to Draw a Phylogenetic Tree
(Using differences in molecular sequence)

A phylogenetic tree uses data to indicate relatedness of different species. This webpage explains how to construct a phylogenetic tree using differences in molecular sequences (such as differences in amino acids, or differences in nucleotides).

Numbers in the table below represent mutational differences in a particular gene. Higher numbers indicate more genetic differences between two species. The longer two species (or subspecies) are isolated, the more likely there will be an accumulation of mutational differences.

1. Identify the most different, or ancestral, species . This is the one that has the most mutational differences from the other species. In the chart above, the species with the most mutational differences (highest numbers) is Species A .

2. Select the next most different, or ancestral species, the one that shares a common ancestor with the previous species ( Species A ). To do this, look at the Species A column and look for the species that has the fewest mutational differences, which is Species B with 27.

3. Begin drawing the phylogenetic tree. This is commonly done by drawing a line with branches indicating a possible shared common ancestor. The break (or node) of a branch indicates a common ancestor, and the branch itself indicates speciation. In a phylogenetic tree, line length does not necessarily indicate the age of a species, just relatedness and ancestry.

4. Add the next organism . To do this, look at the second organism's data ( Species B ), and look for the most genetically similar organism (for that particular gene). From the table, Species B may share a common ancestor with Species C (13 differences).

5. Add the next organism. Looking at the Species C row and column, find the most genetically similar organism, which is Species D (3 differences).

6. Add the remaining organisms. Regarder Species D , the lowest number is still the "3" from the mutation differences with Species C . What this may indicate is that Species D shares a common ancestor with Species C , but not with the remaining species ( Species E et Species F ). Regarder Species E et Species F data, Species E is very similar to Species F , et Species E is similar to Species C . Cela suggère que Species E shared a common ancestor with Species C , ne pas Species D . Species F then shares a common ancestor with Species E .

7. Check to confirm that your phylogenetic tree matches the data in the table.


Biologie 171


This bee and Echinacea flower ((Figure)) could not look more different, yet they are related, as are all living organisms on Earth. By following pathways of similarities and changes—both visible and genetic—scientists seek to map the evolutionary past of how life developed from single-celled organisms to the tremendous collection of creatures that have germinated, crawled, floated, swum, flown, and walked on this planet.

Objectifs d'apprentissage

À la fin de cette section, vous serez en mesure d'effectuer les opérations suivantes :

  • Discuss the need for a comprehensive classification system
  • List the different levels of the taxonomic classification system
  • Describe how systematics and taxonomy relate to phylogeny
  • Discuss a phylogenetic tree’s components and purpose

In scientific terms, phylogeny is the evolutionary history and relationship of an organism or group of organisms. A phylogeny describes the organisim’s relationships, such as from which organisms it may have evolved, or to which species it is most closely related. Les relations phylogénétiques fournissent des informations sur l'ascendance partagée, mais pas nécessairement sur la façon dont les organismes sont similaires ou différents.

Phylogenetic Trees

Les scientifiques utilisent un outil appelé arbre phylogénétique pour montrer les voies évolutives et les connexions entre les organismes. A phylogenetic tree is a diagram used to reflect evolutionary relationships among organisms or groups of organisms. Les scientifiques considèrent les arbres phylogénétiques comme une hypothèse du passé évolutif car on ne peut pas revenir en arrière pour confirmer les relations proposées. In other words, we can construct a “tree of life” to illustrate when different organisms evolved and to show the relationships among different organisms ((Figure)).

Unlike a taxonomic classification diagram, we can read a phylogenetic tree like a map of evolutionary history. De nombreux arbres phylogénétiques ont une seule lignée à la base représentant un ancêtre commun. Scientists call such trees rooted , which means there is a single ancestral lineage (typically drawn from the bottom or left) to which all organisms represented in the diagram relate. Remarquez dans l'arbre phylogénétique enraciné que les trois domaines - Bactéries, Archées et Eukarya - divergent à partir d'un seul point et bifurquent. La petite branche que les plantes et les animaux (y compris les humains) occupent dans ce diagramme montre à quel point ces groupes sont récents et minuscules par rapport à d'autres organismes. Unrooted trees do not show a common ancestor but do show relationships among species.


In a rooted tree, the branching indicates evolutionary relationships ((Figure)). The point where a split occurs, a branch point , represents where a single lineage evolved into a distinct new one. We call a lineage that evolved early from the root that remains unbranched a basal taxon . We call two lineages stemming from the same branch point sister taxa . A branch with more than two lineages is a polytomy and serves to illustrate where scientists have not definitively determined all of the relationships. Note that although sister taxa and polytomy do share an ancestor, it does not mean that the groups of organisms split or evolved from each other. Organisms in two taxa may have split at a specific branch point, but neither taxon gave rise to the other.


Les diagrammes ci-dessus peuvent servir de voie pour comprendre l'histoire de l'évolution. We can trace the pathway from the origin of life to any individual species by navigating through the evolutionary branches between the two points. Also, by starting with a single species and tracing back towards the “trunk” of the tree, one can discover species’ ancestors, as well as where lineages share a common ancestry. In addition, we can use the tree to study entire groups of organisms.

Un autre point à mentionner sur la structure de l'arbre phylogénétique est que la rotation aux points de ramification ne modifie pas l'information. For example, if a branch point rotated and the taxon order changed, this would not alter the information because each taxon’s evolution from the branch point was independent of the other.

Many disciplines within the study of biology contribute to understanding how past and present life evolved over time these disciplines together contribute to building, updating, and maintaining the “tree of life.” Systematics is the field that scientists use to organize and classify organisms based on evolutionary relationships. Researchers may use data from fossils, from studying the body part structures, or molecules that an organism uses, and DNA analysis. By combining data from many sources, scientists can construct an organism’s phylogeny Since phylogenetic trees are hypotheses, they will continue to change as researchers discover new types of life and learn new information.

Limites des arbres phylogénétiques

Il peut être facile de supposer que les organismes les plus proches se ressemblent davantage, et bien que ce soit souvent le cas, ce n'est pas toujours vrai. If two closely related lineages evolved under significantly varied surroundings, it is possible for the two groups to appear more different than other groups that are not as closely related. For example, the phylogenetic tree in (Figure) shows that lizards and rabbits both have amniotic eggs whereas, frogs do not. Yet lizards and frogs appear more similar than lizards and rabbits.


Un autre aspect des arbres phylogénétiques est que, sauf indication contraire, les branches ne rendent pas compte de la durée, seulement de l'ordre évolutif. In other words, a branch’s length does not typically mean more time passed, nor does a short branch mean less time passed— unless specified on the diagram. For example, in (Figure), the tree does not indicate how much time passed between the evolution of amniotic eggs and hair. Ce que l'arbre montre, c'est l'ordre dans lequel les choses se sont déroulées. Again using (Figure), the tree shows that the oldest trait is the vertebral column, followed by hinged jaws, and so forth. N'oubliez pas que tout arbre phylogénétique fait partie d'un tout plus grand et, comme un vrai arbre, il ne pousse pas dans une seule direction après le développement d'une nouvelle branche. Thus, for the organisms in (Figure), just because a vertebral column evolved does not mean that invertebrate evolution ceased. It only means that a new branch formed. De plus, des groupes qui ne sont pas étroitement liés, mais évoluent dans des conditions similaires, peuvent apparaître plus similaires sur le plan phénotypique les uns aux autres qu'à un parent proche.

Rendez-vous sur ce site Web pour voir des exercices interactifs qui vous permettent d'explorer les relations évolutives entre les espèces.

Classification Levels

Taxonomy (which literally means “arrangement law”) is the science of classifying organisms to construct internationally shared classification systems with each organism placed into increasingly more inclusive groupings. Think about a grocery store’s organization. One large space is divided into departments, such as produce, dairy, and meats. Then each department further divides into aisles, then each aisle into categories and brands, and then finally a single product. We call this organization from larger to smaller, more specific categories a hierarchical system.

The taxonomic classification system (also called the Linnaean system after its inventor, Carl Linnaeus, a Swedish botanist, zoologist, and physician) uses a hierarchical model. Moving from the point of origin, the groups become more specific, until one branch ends as a single species. For example, after the common beginning of all life, scientists divide organisms into three large categories called domains: Bacteria, Archaea, and Eukarya. Within each domain is a second category called a kingdom . After kingdoms, the subsequent categories of increasing specificity are: phylum , class , order , family , genus , and species ((Figure)).


The kingdom Animalia stems from the Eukarya domain. (Figure) above shows the classification for the common dog. Therefore, the full name of an organism technically has eight terms. For the dog it is: Eukarya, Animalia, Chordata, Mammalia, Carnivora, Canidae, Canis, et lupus. Notice that each name is capitalized except for species, and the genus and species names are italicized. Scientists generally refer to an organism only by its genus and species, which is its two-word scientific name, or binomial nomenclature . Therefore, the scientific name of the dog is Canis lupus. The name at each level is also a taxon . In other words, dogs are in order Carnivora. Carnivora is the name of the taxon at the order level Canidae is the taxon at the family level, and so forth. Organisms also have a common name that people typically use, in this case, dog. Note that the dog is additionally a subspecies: the “familiaris" dans Canis lupus familiaris. Subspecies are members of the same species that are capable of mating and reproducing viable offspring, but they are separate subspecies due to geographic or behavioral isolation or other factors.

(Figure) shows how the levels move toward specificity with other organisms. Notice how the dog shares a domain with the widest diversity of organisms, including plants and butterflies. At each sublevel, the organisms become more similar because they are more closely related. Historically, scientists classified organisms using characteristics, but as DNA technology developed, they have determined more precise phylogenies.


At what levels are cats and dogs part of the same group?

Visit this website to classify three organisms—bear, orchid, and sea cucumber—from kingdom to species. To launch the game, under Classifying Life, click the picture of the bear or the Launch Interactive button.

Recent genetic analysis and other advancements have found that some earlier phylogenetic classifications do not align with the evolutionary past therefore, researchers must make changes and updates as new discoveries occur. Recall that phylogenetic trees are hypotheses and are modified as data becomes available. In addition, classification historically has focused on grouping organisms mainly by shared characteristics and does not necessarily illustrate how the various groups relate to each other from an evolutionary perspective. For example, despite the fact that a hippopotamus resembles a pig more than a whale, the hippopotamus may be the whale’s closest living relative.

Résumé de la section

Scientists continually gain new information that helps understand the evolutionary history of life on Earth. Each group of organisms went through its own evolutionary journey, or its phylogeny. Each organism shares relatedness with others, and based on morphologic and genetic evidence, scientists attempt to map the evolutionary pathways of all life on Earth. Historically, scientists organized organisms into a taxonomic classification system. However, today many scientists build phylogenetic trees to illustrate evolutionary relationships.

Connexions artistiques

(Figure) At what levels are cats and dogs considered part of the same group?

(Figure) Cats and dogs are part of the same group at five levels: both are in the domain Eukarya, the kingdom Animalia, the phylum Chordata, the class Mammalia, and the order Carnivora.

Questions de révision

What is used to determine phylogeny?

What do scientists in the field of systematics accomplish?

  1. discover new fossil sites
  2. organize and classify organisms
  3. name new species
  4. communicate among field biologists

Which statement about the taxonomic classification system is correct?

  1. There are more domains than kingdoms.
  2. Kingdoms are the top category of classification.
  3. Classes are divisions of orders.
  4. Subspecies are the most specific category of classification.

On a phylogenetic tree, which term refers to lineages that diverged from the same place?

Réponse libre

How does a phylogenetic tree relate to the passing of time?

The phylogenetic tree shows the order in which evolutionary events took place and in what order certain characteristics and organisms evolved in relation to others. It does not relate to time.

Some organisms that appear very closely related on a phylogenetic tree may not actually be closely related. Pourquoi est-ce?

In most cases, organisms that appear closely related actually are however, there are cases where organisms evolved through convergence and appear closely related but are not.

List the different levels of the taxonomic classification system.

domain, kingdom, phylum, class, order, family, genus, species

Glossaire


How do we determine the common ancestor of a species? - La biologie

Understanding evolutionary relationships

So how do you tell which organisms on a tree are most closely related to one another? It's tempting to focus on the ordre of the branch tips on a tree (i.e., which lineage goes to the right and which goes to the left), but in fact, this ordering is not meaningful at all. Instead, the key to understanding evolutionary relationships is common ancestry. Common ancestry refers to the fact that distinct descendent lineages have the same ancestral lineage in common with one another, as shown in the diagram below.

Any set of taxa has a most recent common ancestor — that is, the youngest common ancestor that they all have in common. To find the most recent common ancestor of a set of taxa on a phylogenetic tree, follow each taxon's lineage back in time (towards the base of the tree) until all the lineages meet up. That node represents their most recent common ancestor. Test your understanding of most recent common ancestors with the tree shown here. Which node represents the most recent common ancestor of the square taxon and the star taxon? Click the button to see the answer.

Taxa that share a Suite recent common ancestor with one another are more closely related than are taxa whose most recent common ancestor is older. As shown in the diagram above, because the triangle taxon shares a more recent common ancestor with the square taxon than either does with the star taxon, we can say that the triangle and square taxa are more closely related to one another than either is to the star taxon.

Test your understanding of evolutionary relationships with the phylogenetic tree shown here. Which taxa are more closely related, the oval and the triangle or the triangle and the star? Click the button to see the answer.


Voir la vidéo: Ancetre commun u0026 Parente (Janvier 2022).