Qu’est-ce que la phylogénie?
Les biologistes estiment qu’il existe environ 5 à 100 millions d’espèces d’organismes vivant sur Terre aujourd’hui. Les données morphologiques, biochimiques et de séquences génétiques suggèrent que tous les organismes sur Terre sont génétiquement apparentés, et les relations généalogiques des êtres vivants peuvent être représentées par un vaste arbre évolutif, l’Arbre de vie. L’arbre de vie représente alors la phylogénie des organismes, c’est-à-dire l’histoire des lignées d’organismes qui évoluent au fil du temps. Il implique que les différentes espèces naissent de formes antérieures via la descendance, et que tous les organismes, du plus petit microbe aux plus grandes plantes et vertébrés, sont reliés par le passage des gènes le long des branches de l’arbre phylogénétique qui relie toute la Vie (figure 1).
Figure 1 : Tous les organismes sont reliés par le passage des gènes le long des branches de l’Arbre phylogénétique de la Vie.
Les organismes qui sont vivants aujourd’hui ne sont que les feuilles de cet arbre géant, et si nous pouvions retracer leur histoire en remontant le long des branches de l’Arbre de vie, nous rencontrerions leurs ancêtres, qui vivaient il y a des milliers, des millions ou des centaines de millions d’années (figure 2).
Figure 2 : Les organismes vivants sont assis comme des feuilles à l’extrémité des branches de l’Arbre de vie. Leur histoire évolutive est représentée par une série d’ancêtres qui sont partagés hiérarchiquement par différents sous-ensembles d’organismes vivants aujourd’hui.
La notion selon laquelle toute la vie est génétiquement connectée via un vaste arbre phylogénétique est l’une des notions les plus romantiques issues de la science. Comme il est merveilleux de penser à l’ancêtre commun des humains et des coléoptères. Cet organisme était très probablement une sorte de ver. À un moment donné, cette espèce de ver ancestrale s’est divisée en deux espèces de vers distinctes, qui se sont ensuite divisées encore et encore, chaque division (ou spéciation) donnant naissance à de nouvelles lignées évoluant indépendamment. Ces vers étaient loin de se douter, ces centaines de millions d’années auparavant, que certains d’entre eux finiraient par évoluer en coléoptères, tandis que leurs frères et sœurs deviendraient des humains ou des girafes.
Les organismes ont évolué à travers les âges, passant de formes ancestrales à des formes plus dérivées. Les nouvelles lignées conservent généralement un grand nombre de leurs caractéristiques ancestrales, qui sont ensuite progressivement modifiées et complétées par de nouveaux traits qui les aident à mieux s’adapter à l’environnement dans lequel ils vivent. L’étude de la phylogénie des organismes peut nous aider à expliquer les similitudes et les différences entre les plantes, les animaux et les micro-organismes. L’Arbre de vie fournit donc un cadre rigoureux pour guider la recherche dans toutes les sous-disciplines de la biologie, et c’est donc un modèle idéal pour l’organisation des connaissances biologiques.