Systématique moléculaire
La systématique moléculaire utilise les séquences d'ADN, d'ARN et de protéines pour inférer les relations évolutives, identifier les organismes et délimiter les espèces.
Definition
La systématique moléculaire est la branche de la systématique qui reconstitue les relations évolutives et identifie et délimite les taxons en utilisant les séquences d'acides nucléiques et de protéines comme caractères.
Scope
Ce domaine couvre l'inférence des phylogénies à partir de données moléculaires, l'utilisation de régions géniques standardisées pour l'identification par code-barres ADN, le choix des marqueurs moléculaires pour différentes échelles de temps évolutives, et l'utilisation des données de séquence pour délimiter les frontières des espèces. Elle complète la systématique basée sur la morphologie avec des caractères moléculaires abondants et comparables.
Sub-topics
Core questions
- Comment les phylogénies sont-elles inférées à partir des données de séquences moléculaires ?
- Quels marqueurs moléculaires conviennent à quelles questions taxonomiques et temporelles ?
- Comment de courtes séquences standardisées peuvent-elles être utilisées pour identifier des organismes ?
- Comment les données moléculaires peuvent-elles être utilisées pour délimiter les espèces ?
Key theories
- Inférence phylogénétique basée sur des modèles
- Les méthodes de vraisemblance et bayésiennes estiment les phylogénies sous des modèles explicites de substitution de nucléotides ou d'acides aminés, tenant compte des taux inégaux et des changements multiples par site.
- Code-barres ADN pour l'identification
- De courtes régions géniques standardisées, telles que le gène mitochondrial COI, peuvent identifier des spécimens au niveau de l'espèce par comparaison avec des bases de données de référence.
Clinical relevance
La systématique moléculaire sous-tend l'identification et le suivi des agents pathogènes et des vecteurs de maladies, l'authentification des matériaux biologiques et des aliments, ainsi que la caractérisation rapide de la biodiversité à partir d'échantillons environnementaux.
History
L'utilisation des molécules en systématique est passée des premières comparaisons de protéines et d'ARN ribosomal à la phylogénomique à l'échelle du génome, propulsée par les technologies de séquençage et par la maturation de l'inférence par vraisemblance et bayésienne ; le code-barres ADN dans les années 2000 a étendu les méthodes moléculaires à l'identification à grande échelle.
Debates
- Arbres géniques versus arbres d'espèces
- Les généalogies de gènes individuels peuvent différer de l'arbre d'espèces sous-jacent en raison du tri incomplet des lignées et de l'introgression, soulevant la question de la meilleure façon d'estimer les relations entre espèces à partir de nombreux gènes.
Key figures
- Joseph Felsenstein
- Ziheng Yang
- Paul Hebert
Related topics
Seminal works
- yang2012
- felsenstein2004
- hebert2003
- wiley2011
Frequently asked questions
- En quoi la systématique moléculaire diffère-t-elle de la systématique morphologique ?
- Elle utilise des caractères de séquence provenant de l'ADN, de l'ARN ou des protéines plutôt que des caractéristiques anatomiques, fournissant un grand nombre de caractères comparables mais nécessitant des modèles explicites d'évolution moléculaire.
- Pourquoi un arbre génique pourrait-il être en désaccord avec l'arbre d'espèces ?
- Des processus tels que le tri incomplet des lignées, l'hybridation et la duplication génique peuvent faire en sorte que l'histoire d'un gène individuel diffère de l'histoire de l'espèce qui le porte.