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GHV S·PLP SMVBBB

en arrière... et des grands pas ... en avant... dans la Systématique

Prof. Patrick DAUBY

Ms Zoologie, Ms Océanologie, PhD Océanologie

Systématique et Diversité animale

Institut de Chimie, B6c

04-366.33.22

pdauby@uliege.be la Systématique F·HVP TXRL " - science de la classification des espèces (Taxonomie) (identification, description & inventaire) - présents & passés (fossiles) - mais aussi étude des relations entre espèces ou groupes G·HVSqŃHV GRQŃ GH OM Phylogénie G·RZ GH O·Evolution) -Outils: Morphologie, Embryologie, Génétique, Sérologie, Immunologie, Protéomique, mais aussi Ethologie, Morpho- fonctionnelle, Ecologie... toutes les disciplines de la Biologie la Systématique F·HVP TXRL "

La place de la Systématique en Biologie

Systématique analytique (µicroSystématique) = Taxonomie Description espèces & taxons infra- & supraspécifiques Systématique synthétique (MacroSystématique) = Phylogénie

Organisation des taxons en Clades

TAXONOMIE:

‡ Classification suivant caractères apparents = Phénétique ‡ du niveau infraspécifique ÓXVTX·MX QLYHMX GX 3O\OXP terrain (clés), pas de liens de parenté nécessaires Reptilia Aves

PHYLOGÉNIE:

‡ FOMVVLILŃMPLRQ OLpH j O·LGpH G·pYROXPLRQ Cladistique ‡ GX QLYHMX GH O·HVSqŃH ÓXVTX·MX QLYHMX GX 3O\OXP

‡ recherche de liens de parenté

‡ notions de plésiomorphie G·apomorphie" (cfr plus loin) taxon (caractères nouvellement acquis) vs ses voisins supposés Lepidosauria Archosauria

Willi Hennig

La place de la Systématique en Biologie

7UMYMLOOHU ORUV OM QRPLRQ G·HVSqŃH HVP XQH HQPUHSULVH MOpMPRLUH YRLUH LQXPLOH

‡ Sinon, beaucoup de travaux de physiologie, de biochimie..... inutilisables

Attitudes condamnables

‡ paresse, ignorance, dédain

(qui justifie la différence entre espèces), voire intraspécifique...??? une molécule, un gène, etc... est/a une existence/fonction indépendante de

O·RUJMQLVPH RZ LO VH PURXYH.

Nomina si nescis, perit et cognitio rerum (K.Linnaeus) Si tu ignores le nom des choses, même leur connaissance disparaît

La place de la Systématique en Biologie

Conséquences....

- Désintérêt croissant cadres - perte de la connaissance SOXVLHXUV JURXSHV Q·RQP plus de spécialistes)

Mais....

- 3ULVH GH ŃRQVŃLHQŃH PRQGLMOH GH O·pURVLRQ de la biodiversité - FUpMPLRQ G·RUJMQLVPHV LQPHUQMPLRQMX[ GH recensement (ITIS, CITES, WoRMS...) - $X 01+1 3MULV ŃUpMPLRQ G·XQ Master en

Systématique

- la cladistique (notamment basée sur la génétique) a redonné un coup de fouet (implications

évolutives)

molécularistes systématiciens tsunami

La place de la Systématique en Biologie

‡ science aussi vieille que le langage humain

‡ exemple des Papous (137/138 oiseaux)

‡ QRPV YHUQMŃXOMLUHV ÓXVTX·MX 18e

gujavice, korien, ..... ‡ Linné (Karl von Linnaeus) et son Systema naturae (1735). La 10e édition (1758): point de départ de la nomenclature bota + zoolo ‡ Fixisme > Catastrophisme > Transformisme > Evolutionnisme ‡ Début du 20e, intérêt croissant pour la variabilité intraspécifique. Puis ‡ Intégration de tous les aspects de la Biologie animale dans un système ŃRPSMPLNOH MYHŃ OHV ŃRQŃHSPV G·pYROXPLRQ GH VSpŃLMPLRQ GH JpQpPLTXHBBB = la " nouvelle systématique »

La place de la Systématique en Biologie

XQ SHX G·OLVPRLUH

Unité taxonomique =

(définie sur 1 individu)

Holotype

Catégories infraspécifiques de

critères morphologiques

Questions de nomenclature et de

priorité primordiales

Systématique classique

La place de la Systématique en Biologie

XQ SHX G·OLVPRLUH

Unité taxonomique =

(définie sur 1 individu)

Unité = population

(100, 1000...)

Catégories infraspécifiques de

Catégories infraspécifiques

primordiale critères morphologiques

Caractères empruntés à

biochimie, la génétique...

Questions de nomenclature et de

priorité primordiales

Questions de nomenclature sans

intérêt. Systématique classique nouvelle Systématique

La place de la Systématique en Biologie

XQ SHX G·OLVPRLUH

-FRQŃHSP G·espèce et problèmes associés -FRQŃHSP G·espèce et problèmes associés espèce biologique

Quelques rappels:

™Amixie: impossibilité de croisement entre 2 espèces ™Amphimixie: Appariement des chromosomes mâles et femelles dans l'ovule fécondé, constituant le point de départ d'un nouvel individu ™Sympatrie: En biologie, deux espèces ou populations sont sympatriques quand elles existent dans la même zone géographique et par conséquent se rencontrent régulièrement ™Allopatrie: par opposition, espèces ou populations qui ne vivent que rarement dans la même zone géographique ™Vicariance: fait que deux espèces ou populations allopatriques occupent des niches écologiques similaires Seul critère valable (eumétazoaires): AMIXIE, ou isolement reproductif

E. Mayr (1963):

" JURXSH GH SRSXOMPLRQV G·LQGLYLGXV HQPUH OHVTXHOV O·MPSOLPL[LH HVP SHUPMQHQPH RX UpMOLVMNOH VSRQPMQpPHQP PMQGLV TX·HOOH HVP impossible, exceptionnelle ou artificielle avec des individus MSSMUPHQMQP j G·MXPUHV JURXSHV GH SRSXOMPLRQ »

Ernst Mayr

(1904-2005) -FRQŃHSP G·espèce et problèmes associés espèce biologique amphimixie amixie sympatriques allopatriques

Même population de la même

espèce

Populations différentes de la

même espèce

Espèces jumelles

Espèces jumelles

sympatriques allopatriques

Variants individuels

même population

Sous-espèces # ou variants

individuels de populations # de la même espèce

Espèces différentes

Espèces différentes

Identité

morphologique

Différence

morphologique

0pŃMQLVPHV G·LVROHPHQP UHSURGXŃPLI (en sympatrie):

1. de nature éthologique (signaux lors des parades sexuelles...)

2.de nature physiologique (notamment les phéromones)

-FRQŃHSP G·espèce et problèmes associés espèce biologique

0pŃMQLVPHV G·LVROHPHQP UHSURGXŃPLI (en sympatrie):

3. de nature mécanique (anatomique)

cas des pièces copulatrices (édéages, genitalia) chez les arthropodes -FRQŃHSP G·espèce et problèmes associés espèce biologique

0pŃMQLVPHV G·LVROHPHQP UHSURGXŃPLI (en sympatrie):

4. de nature écologique (niches)

5.de nature phénologique, biochimique, génétique ...

1 couple

5 genres

14 espèces

-FRQŃHSP G·espèce et problèmes associés espèce biologique pinsons des Iles Galapagos ƒ Pour établir la classification des organismes en Systématique

Taxonomiques·· F7·V

ƒ définition: " tout attribut G·XQ organisme par lequel celui-ci diffère de tout autre organisme appartenant à une catégorie systématique différente, et par lequel il ressemble à tout autre organisme appartenant à la même catégorie systématique que lui- même » ƒ au point de vue biologique, un CT est O·H[SUHVVLRQ de O·MŃPLRQ de 1 ou + gène(s) = portions G·$G1 Ź mRNA Ź rRNA Ź protéines (enzymes)

Problèmes des Caractères taxonomiques (CT)

OK, mais quid de la façon dont les formes spécifiques des structures morphologiques sont commandées par les gènes ? Pas encore ou peu connu... Comparant 2 arthropodes dont la cuticule diffère par la nature chimique de protéines

MVVRŃLpHV j OM ŃOLPLQH RQ SHXP UHPURXYHU OHV V\QPOpPMVHV HP GRQŃ LQ ILQH OHV SRUPLRQV G·$G1

mises en cause. Si la différence porte non sur la nature biochimique de la cuticule, mais sur sa morphologie pSLQHV VPULHVBBB PUqV SHX G·H[SOLŃMPLRQV SHXYHQP rPUH actuellement proposées....

Problèmes des Caractères taxonomiques (CT)

une famille, n morphologies n phénotypes quid génotypes ?

Hexapoda

Hemiptera

Membracidae

Un CT peut donc être

ƒ une molécule organique (1 seul gène impliqué) ƒ une structure, un comportement... (plusieurs gènes impliqués)

ƒ LGpMOHPHQP LQYHQPMLUH GHV F7 GLUHŃPHPHQP MX QLYHMX GHV VpTXHQŃHV GH NMVHV G·$G1B $SSMUHPPHQP

ƒ Homologie si et seulement si: identité fondamentale et ŃRPPXQMXPp G·RULJLQH (formation avec les mêmes morceaux dérivés des mêmes ébauches embryonnaires, abstraction faite de la fonction)

Ex: membres des sarcoptérigiens

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