p. 10 - 25

SBI 3U

1.2 – Taxinomie et

diversité

Taxinomie = science de la classification

Unité de la classification = espèce

• Actuellement ~ 1,5 millions d'espèces connues

• Il y en aurait en tout entre 10 et 40 millions

Dès le XVIIe siècle on a senti le besoin de "classer" les espèces, de

les regrouper en fonction de certains critères

Introduction à la taxinomie

Carl von Linné (1707 – 1778)

Naturaliste suédois qui a établi le système

de classification encore utilisé aujourd'hui.

Dans le système de Linné, les

organismes vivants sont regroupés en

catégories de plus en plus vastes

imbriquées les unes dans les autres.

Linné regroupait les organismes en fonction de leurs ressemblances

anatomiques. Aujourd’hui, on tente de regrouper dans les mêmes

catégories les organismes qui ont une origine évolutive commune.

Chaque catégorie

=

Taxon

La hiérarchie des groupes

Afin de bien marquer les différents

degrés de ressemblance, les

scientifiques ont subdivié chaque

règne en une série de catégories

de plus en plus réduites.

• Plusieurs genres semblables forment une famille

• Plusieurs familles semblables forment un ordre

• Plusieurs ordres semblables forment une classe

• Plusieurs classes semblables forment un embranchement

• Plusieurs embranchements semblables forment un règne

La hiérarchie des groupes

Taxon Exemple Organismes compris dans

le taxon

Règne Animaux Abeille, requin, cheval,

huître, grenouille, chien,

couguar, lynx du Canada,

lynx roux

Embranchement Cordés Requin, cheval, grenouille,

chien, couguar, lynx du

Canada, lynx roux

Classe Mammifères Cheval, chien, couguar,

lynx du Canada, lynx roux

Ordre Carnivores Chien, couguar, lynx du

Canada, lynx roux

Famille Félidés Couguar, lynx du Canada,

lynx roux

Genre Lynx Lynx du Canada, lynx roux

Espèce Lynx canadensis Lynx du Canada

Espèce Lynx rufus Lynx roux

On peut aussi ajouter

des sous-catégories.

Ex. Super-classe,

sous-classe, sous-

embranchement, etc.

Espèce

Règne

Embranchement (ou phylum)

Classe

Ordre

Famille

Genre

Chaque espèce est nommée en utilisant le

nom de son genre et le nom de l’espèce

proprement dite = nomenclature binômiale

Règne Animal

Embranchement des Chordés

Classe des Oiseaux

Ordre des Passériformes

Famille des Turdidés

Genre Turdus

Espèce : Turdus

migratorius

Merle d'Amérique

L'espèce à laquelle

appartient l’organisme

est nommée en

combinant le nom du

genre et le nom de

l'espèce proprement

dite.

Règne Végétaux

Embranchement des Trachéophytes

Classe des Angiospermes

Ordre des Térébinthales

Famille des Acéracés

Genre Acer

Espèce : Acer

saccharum

Érable à sucre

Règne Animal

Embranchement des Chordés

Classe des Mammifères

Ordre des Primates

Famille des Hominidés

Genre Homo

Espèce : Homo

sapiens

La nomenclature binomiale

Dans le système de Linné, chaque espèce est désignée par le nom les

deux derniers taxons : Genre et Espèce

• S'écrit en italique (ou souligné)

• Genre avec Majuscule

• espèce avec minuscule

Canis lupus = loup

Canis latrons = coyote

Canis domesticus = chien

Felis domesticus = chat

Ursus americanus = ours

Ex.

Le fait que le loup, le coyote et le chien portent le nom Canis indique qu’ils appartiennent au même genre et qu’ils se ressemblent beaucoup.

Si l'espèce a déjà été mentionnée dans l'article, on peut écrire

seulement l'initiale du genre.

C. lupus

H. sapiens

U. americanus Ex.

Si on peut identifier le genre, mais pas l'espèce précise, ou si on veut

parler du genre en général, on peut écrire : Genre sp.

Canis sp.

Ursus sp. Ex.

Homo = nom de genre

Signifie « homme »

sapiens = nom d’espèce

Signifie: intelligent, sage, raisonnable

ou encore prudent.

Identifié par Linné (1758)

Homo sapiens

Parmi les Hominidés actuels, il se

distingue d’un point de vue physiologique

par sa bipédie, son cerveau plus

volumineux et son système pileux moins

développé

Il existe plusieurs subdivisions dans un Règne.

Le cheval ressemble plus au chien qu’au requin (le

cheval et le chien sont des mammifères; le requin est

un poisson).

Le cheval ressemble plus au requin qu’à l’huître (le

cheval et le requin sont des vertébrés; l’huître est un

invertébré).

La subdivision des règnes

p. 396

(2, 3, 5, 6)

Devoirs

Les espèces sont différentes entre elles. Cependant, on trouve aussi des différences entre les individus d’une même espèce (p. ex., l’humain).

La diversité vient :

des mutations génétiques;

de la combinaison de chromosomes lors de la méiose;

de la sélection naturelle.

Diversité des organismes vivants

Cette théorie correspond à un tri des individus les plus aptes à survivre

ou à se reproduire, quelle que soit la raison pour laquelle ils possèdent

une telle aptitude. Elle repose sur 3 principes.

La sélection naturelle

1. Principe de variation : les individus diffèrent les uns des autres.

2. Principe d’adaptation : les individus les plus adaptés au milieu

survivent et se reproduisent davantage.

3. Principe d’hérédité : les caractéristiques avantageuses doivent être

héréditaires.

Afin de savoir si certaines espèces ont des liens de parenté, on vérifie :

l’anatomie;

l’embryologie;

la biochimie;

l’ADN.

Le degré de parenté

Par exemple, la plupart des scientifiques pensent que les oiseaux sont descendants des dinosaures.

Les structures biologiques qui ont la même origine évolutive sont dites homologues.

Les organes devenus inutiles ou peu utiles, mais qui sont encore présents sont appelés “organes vestigiaux” (p. ex., les muscles des oreilles, le coccyx, l’appendice, le mécanisme de la “chair de poule”).

Anatomie : la disposition des structures

osseuses

Structures homologues des membres antérieurs

des Mammifères

Différents groupes de vertébrés possèdent des os similaires, ce qui

laisse croire qu’ils ont le même ancêtre.

Baleine Chauve-souris Cheval Humain

Structures homologues des membres antérieurs

des Mammifères

Ainsi, on peut découvrir entre des espèces des relations impossibles à

observer chez des organismes adultes.

Embryologie : la comparaison des êtres vivants aux

premiers stades du développement embryonnaire

Homme

Porc

Oiseau

Poisson

http://www.pbs.org/wgbh/nova/odyssey/clips/

Les protéines qui forment un organisme sont

déterminées par les gènes.

Ainsi, on peut déceler les ressemblances et

les différences génétiques entre des

organismes en comparant la séquence

d’acides aminés.

Plus la séquence est rapprochée, plus les

organismes ont un lien de parenté.

Biochimie : l’étude de la composition des

protéines.

Comparaison d’une protéine présente chez plusieurs vertébrés

On pensait autrefois que le cobaye (à gauche) était un

rongeur, comme la souris (à droite). Les résultats des

études moléculaires ont cependant obligé les

scientifiques à placer le cobaye dans un taxon propre.

La biochimie : un exemple concret

La limule (à droite) est plus étroitement apparenté aux

araignées modernes et à un animal disparu appelé

“trilobite” (à gauche) qu’aux crabes.

La biochimie : un exemple concret

L’analyse de l’ADN est une méthode qui

consiste à séparer les brins, puis à mêler un

brin d’un échantillon avec un brin de l’autre.

L’analyse de l’ADN : le prélèvement des

échantillons d’ADN.

Macaque Être humain Chimpanzé 93% 98%

Chez l’être humain et le macaque, 93% des gènes sont les mêmes. Dans le

cas de l’humain et du chimpanzé, 98% des gènes sont les mêmes.

L’ADN : un exemple concret

Placer les espèces dans divers taxons, c’est émettre une

hypothèse sur l’évolution des organismes en se basant sur :

un ancêtre commun;

le caractère de l’ancêtre et les nouveaux caractères

dérivés de l’évolution.

L’étude de la phylogénie nous permet :

d’étudier la transmission de maladie chez divers espèces;

de répondre à des grandes questions sur l’évolution et

l’extinction de certaines espèces.

On représente l’évolution à l’aide d’un arbre phylogénétique.

La phylogénie

Cet arbre phylogénétique représente les relations entre diverses

espèces de mammifères herbivores

Un arbre phylogénétique

Ces espèces sont différentes, mais elles se ressemblent.

Quels sont leurs liens de parenté?

Raton laveur Ours Petit panda Panda

Cet arbre phylogénétique représente les liens de parenté entre les

pandas, les ours et le raton laveur.

Le cladogramme

C’est un diagramme ramifié semblable à un

arbre phylogénétique.

Cependant, on l’utilise afin de vérifier des

hypothèses opposées.

1

2 3

A B C D

Y

Plus tard, au point 2, une

des espèces s’est

divisée en deux

nouvelles espèces, A et

B. Ces espèces ont en

commun un ensemble

de caractères dérivés.

Plus tard, au point 3, une des

espèces s’est divisée en deux

nouvelles espèces, C et D. Ces

espèces ont en commun un

ensemble de caractères dérivés.

À l’origine, l’espèce ancestrale Y

s’est divisée en deux espèces au

point 1. Chaque espèces fille

présente des caractères dérivés

particuliers qui les distinguent

l’une de l’autre.

Les espèces A, B, C et D descendent toutes d’un même ancêtre, Y. Elles

en ont toutes hérité certains caractères primitifs.

Exemple 1

L M N

X

1

2

La position des espèces et des branches de ce cladogramme

montre que :

• les trois espèces ont le même ancêtre;

• l’espèce L a divergé la première au point 1;

• les espèces M et N ont divergé au point 2;

• les espèces M et N sont les plus étroitement apparentées

Exemple 2

Une comparaison de caractères communs

chez trois organismes vivants

Organismes Caractères comparés

Nombre de

doigts

Nombre d’os de la

mâchoire inférieure

Présence d’une

queue

Grenouille 5 Plus de 1 Non

Cheval 1 1 Oui

Humain 5 1 Non

Caractères analysés Code Organisme

Nombre de doigts Cinq 0 Grenouille, humain

Un 1 Cheval

Nombre d’os de la

mâchoire

inférieure

Plusieurs 0 Grenouille

Un seul 1 Cheval, humain

Présence d’une

queue

Présence 0 Cheval

Absence 1 Grenouille, humain

Ainsi, la grenouille obtient le code 001, le cheval 110 et l’humain 011.

Le cladogramme à l’aide du codage

Le cladogramme suivant tient compte du nombre d’organismes

analysés.

À chaque embranchement, on inscrit le nom d’un organisme et son

code. Ensuite, on note le nombre de modifications nécessaires pour

passer d’un code à l’autre

Grenouille

001

1 2

Cheval

110

Homme

011

1 0

001

000

Cladogramme A

Homme

011

1 1

Grenouille

001

Cheval

110

1 1

010

000

Cladogramme B

Grenouille

001

0 2

Homme

011

Cheval

110

2 1

000

000

Cladogramme C

Résumé....

On retient toujours le ou les cladogrammes qui

présentent le moins de modificatins.

Les cladogrammes A et B comprennent un total de

quatre modifications. Le cladogramme C en

contient cinq.

Donc, on retiendra les cladogrammes A et B

puisqu’ils présentent le moins de modifications.

1a. Corps en forme d’étoile avec plusieurs bras …………....................2

1b. Corps pas en forme d’étoile………………................................… 4

2a. Nombre de bras égal à 5……………..………..................…..…….3

2b. Nombre de bras supérieur à 5…………......................…...……...Soleil

3a. Longueur des bras moins de 3 fois la largeur du disque central .Astérie

3b. Longueur des bras plus de 3 fois la largeur du disque central… Ophiure

4a. Corps recouvert d’épines pointues……………..................…….Oursin

4b. Corps non-recouvert d’épines pointues …................……................5

5a. Corps allongé.........................................................................Holothurie

5b. Corps en forme de disque aplati............................................Clypéastre

Clypéastre Ophiure Holothurie

Astérie Oursin Soleil

p. 15

(1, 2, 3, 4)

p. 18

(1, 3, 6, 7, 8, 10)

p. 21

(8, 9, 11, 12)

p. 25

(1, 3, 5, 6, 7)

Devoirs