Phylogénie animale et l'arbre du vivant

La phylogénie animale reconstitue le modèle de ramification de la descendance qui relie tous les phylums animaux, de plus en plus résolu par la comparaison de données moléculaires à l'échelle du génome à travers de nombreuses lignées.

Definition

La phylogénie animale est l'histoire évolutive reconstituée du règne animal, exprimée sous la forme d'un arbre ramifié dans lequel l'ascendance commune entre les phylums est inférée à partir de caractères morphologiques et moléculaires.

Scope

Ce sujet explique comment les relations évolutives entre les phylums animaux sont inférées et représentées sous forme d'arbre du vivant. Il aborde l'utilisation des caractères morphologiques et, en particulier, des données de séquences moléculaires pour regrouper les bilatériens en Deuterostomia et les superclades protostomiens Ecdysozoa et Lophotrochozoa, ainsi que le positionnement des phylums non-bilatériens à ramification précoce. Il traite également de la manière de lire les arbres phylogénétiques et des raisons pour lesquelles certaines branches profondes demeurent incertaines.

Core questions

• Comment les relations évolutives entre les phylums animaux sont-elles inférées à partir de données morphologiques et moléculaires ?
• Quels sont les principaux clades des animaux bilatériens ?
• Quelle lignée se ramifie le plus tôt parmi les animaux, et pourquoi cela est-il contesté ?
• Comment doit-on lire un arbre phylogénétique des animaux ?

Key theories

Les trois grands clades bilatériens

La phylogénétique moléculaire regroupe les animaux bilatériens en Deuterostomia et les deux superclades protostomiens Ecdysozoa, les animaux à mue, et Lophotrochozoa, les animaux spiralés et porteurs de lophophore, remplaçant les schémas plus anciens basés sur le type de cœlome.

Résolution phylogénomique

L'échantillonnage de nombreux gènes à travers de nombreux taxons améliore la précision de l'arbre animal, permettant de retrouver des clades bien étayés tout en révélant les cas où des données limitées ou des divergences anciennes rapides laissent des branches non résolues.

Mechanisms

Les arbres phylogénétiques sont inférés en comparant des caractères censés refléter une ascendance commune. Les caractères dérivés partagés, qu'ils soient anatomiques ou, de manière plus puissante, des séquences de nucléotides et d'acides aminés, sont analysés à l'aide de méthodes telles que le maximum de vraisemblance et l'inférence bayésienne pour trouver l'arbre qui explique le mieux les données. Les études phylogénomiques concatènent ou modélisent conjointement des centaines de gènes de nombreuses espèces, ce qui augmente le soutien statistique pour les clades, mais peut également révéler des conflits lorsque des lignées anciennes ont divergé en succession rapide ou lorsque les séquences ont évolué de manière inégale.

Clinical relevance

Un arbre animal résolu permet aux biologistes de prédire les caractéristiques d'animaux peu étudiés à partir de leurs proches, de choisir des organismes modèles dont les résultats s'extrapolent de manière appropriée, et d'interpréter la distribution des gènes, des parasites et des mécanismes de développement à travers le règne animal. Ceci est un contexte éducatif, et non un avis clinique.

History

Haeckel a dessiné les premiers arbres de la vie animale au XIXe siècle. La méthode cladistique de Hennig au XXe siècle a donné à la reconstruction d'arbres une base rigoureuse fondée sur les caractères dérivés partagés. À partir des années 1990, les séquences d'ARN ribosomal ont réorganisé les bilatériens en Ecdysozoa et Lophotrochozoa, et de vastes études phylogénomiques dans les années 2000, comme celle de Dunn et de ses collègues, ont affiné la résolution de l'arbre.

Debates

Groupe frère de tous les autres animaux

La question de savoir si les éponges ou les cténophores se ramifient le plus tôt parmi les animaux reste contestée, car différents ensembles de données et modèles d'évolution des séquences donnent des réponses contradictoires avec des implications majeures pour l'évolution des tissus et des systèmes nerveux.

Key figures

• Ernst Haeckel
• Willi Hennig
• Carl Woese
• Gonzalo Giribet

Seminal works

• dunn2008
• hickman2020

Frequently asked questions

Que sont les Ecdysozoa et les Lophotrochozoa ?

Ce sont les deux grands clades d'animaux protostomiens : les Ecdysozoa sont des animaux à mue tels que les arthropodes et les nématodes, et les Lophotrochozoa comprennent les mollusques, les annélides et d'autres phylums spiralés et porteurs de lophophore.

Pourquoi les arbres animaux continuent-ils de changer ?

À mesure que des ensembles de données moléculaires plus vastes et de meilleure qualité et des modèles analytiques améliorés deviennent disponibles, certaines relations sont confirmées tandis que d'autres, en particulier les divergences anciennes profondes et rapides, sont révisées.