Nouvelle Classification du Vivant Taxonomie, Systématique, Phylogénie

Systématique: science ayant pour objet la classification rationnelle et l’établissement d’une nomenclature universelle et fixe

François Lallier, Station1 Biologique de Roscoff Nouvelle Classification du Vivant Taxonomie, Systématique, Phylogénie

Décrire Nommer Ranger DETERMINATION TAXONOMIE CLASSIFICATION

Décrire les caractères Organiser Nommer de façon unique permettant de distinguer hiérarchiquement les les différents groupes les taxons de proche en taxons selon un modèle d’organismes proche donné

DIAGNOSE NOMENCLATURE CLADISTIQUE TYPES / CLES CODE INTERNATIONAL PHYLOGENIE FAUNES / FLORES

2 Détermination

• Diagnose = description d’un taxon • Glossaire, terminologie spécifique d’un taxon • Clés • Dichotomique • Restreint à 1 taxon & 1 lieu géographique • Guides / Faunes • Faune de France • British synopsis • Hayward & Ryland

3 Nomenclature

• Espèce : définition “biologique” – Une espèce est une population d'organismes qui peut se reproduire librement et engendrer une descendance fertile • Nomenclature binomiale (Linnaeus) – Genus species Auteur Date • Type – Holotype, paratypes

4 Nomenclature

• Taxons supérieurs • Famille • Ordre Pourquoi• Classe 7 ? • Parce que• c’estRègne magique !

Phy Vestimentifera Cla Insecta 2 Cla Frenulata PhyOrd Arthropoda 30 Phy 2 Ord Annelida Basibranchia Fam > 2000 1 Fam Riftiidae ClaEsp Crustacea> 1 000 000 Cla 1Polychaeta Gnr, 1 Esp sCl Fam Siboglinidae SOr Insecta 5 Nouvelle Nomenclature ?

• Nomenclature uninominale • Phylocode, Phylogenetic nomenclature (PN) • Nommer les clades • Plus d’espèce => LITU, Least Inclusive Taxonomic Unit – Arenicola marina – arenicola.marina/Arenicola/Annelida/Eutrochozoa/…

International Society for Phylogenetic Nomenclature

6 Classification

• Classification « naturelle », phylogénétique • Réunir les taxons selon leur histoire évolutive « Les » classifications « naturelles » évoluent et • constituent la synthèse des concepts d’une époque • Classifications « artificielles » • Taille: picoplancton, meïofaune, … • Habitat: endofaune, épiphyte,… Relations trophiques: producteur primaire, • herbivore, carnivore, … « guildes », métabolismes bactériens (méthanotrophes, • sulfo-oxydantes,…)

7 Caractères

• paléontologie, fossiles morphologie, anatomie, physiologie et biochimie à • tous les niveaux (organes, tissus, cellules, organites), ceci constituant le phénotype de l'organisme adulte. • embryologie et morphogénèse, processus de mise en place de ce phénotype. • génotype, analyse du code directement (ADN<=>génome) ou à partir de ses dérivés (ARN<=>transcriptome, protéines<=>protéome)

8 Pour faire un arbre…

• Les membres d’un groupe monophylétique sont unis par des similarités homologues uniques, ç-à-d des synapomorphies. • Les membres d’un groupe paraphylétique sont unis par des similarités homologues ancestrales, ç-à-d des symplesiomorphies. • Les membres d’un groupe polyphylétique sont unis par erreur selon des similarités non homologues, ç-à-d des convergences.

9 Naissance d’une phylogénie moléculaire

Eucaryote = Cellule à noyau + mitochondries (+ plastes) Carl Woese, 1977 Origine : symbiotique ? Établi pour mt et pl Possible pour noyau et flagelle Archae + Eubacteria

10 L’arbre du vivant... en 2007

Chromalveolates Unikonts

Excavobiontes

? Les Eucaryotes

Version L & LG (2006)

Pluricellulaires réparti dans 3/4 clades •Lignée verte • Algues vertes et plantes • Algues rouges « Règne végétal » • Opisthochonthes • Champignons • Métazoaires « Règne » • Lignée brune • Algues brunes Unicellulaires = Protista • Polyphylétique • Pas complètement résolu Les Eucaryotes Version «Baldauf» modifiée (2008) Rhizaria =

Chromalveolates Unikonts

Excavobiontes METAZOA METAZOA

Apomorphies • collagène • • méiose > gamète • 1 seul γ femelle

Origine • précambrien 700 MA... 1 GA ?... • théorie blastea => gastrea

Diversification • explosion cambrienne 540 MA • cinq grandes extinctions... + 6ème en cours ? • ≈ 1,5 M espèces actuelles METAZOA

Bilateria ? Porifera

Tree of Life 2008 Très prudent ! Près d’un milliard d’années d’évolution... METAZOA THE NEW VIEW OF ANIMAL PHYLOGENY

Bilateria Myxozoa Cnidaria Ctenophora Placozoa Porifera

Halanych K.M. Ann. Rev. Ecol. Evol. Syst. 2004 35:229 Le plus consensuel... Près d’un milliard d’années d’évolution... METAZOA Broad phylogenomic sampling improves resolution of the animal tree of life

Bilateria Myxozoa ∩ Cnidaria Placozoa Porifera Ctenophora

Dunn C.W. et al. 2008 452: 745 Récent et osé ! Près d’un milliard d’années d’évolution... Bases de la classification « traditionnelle »

1. Mise en place des feuillets embryonnaires i. morula ii. blastula iii. gastrula

2 feuillets (diplo-) = 3 (triploblastiques) = Bilateria

6 Bases de la classification « traditionnelle »

1. Mise en place des feuillets embryonnaires 2 (diplo-) = Radiata 3 (triploblastiques) = Bilateria 2. Cavité Coelomique: i. Acoelomates ii. Pseudocoelomates iii. Coelomates

7 Bases de la classification « traditionnelle »

1. Mise en place des feuillets embryonnaires 2 (diplo-) = Radiata 3 (triploblastiques) = Bilateria 2. Coelome: Acoelomates Pseudocoelomates Coelomates 3. Blastopore => bouche = protostomiens => anus = deutérostomiens

8 Bilateria ante 1997

Coelomata Acoelomates => Pseudocoelomates => Coelomates Articulata = Annelida + Arthropoda & Pseudocoelomata Chetognatha ⊂ Deuterostomia

Acoelomata

Embryologie et anatomie Bilateria post 1997

PROTOSTOMIA ARNr 18S 3 groupes: + (=Protostomia) & Deuterostomia

Aguinaldo et al. 1997 Nature 387: 489

Halanych K.M. 2004 Ann. Rev. Ecol. Evol. Syst. 35:229 Bilateria post 1997

Beaucoup de débats ! Prudence !

Consensus strict => nombreux “rateaux” & “?”

Tree of Life 2008 Très prudent ! Bilateria 2008

Plus osé !

Broad phylogenomic sampling improves resolution of the animal tree of life

EST 150 genes 71 taxa

Ambulacraria

Deuterostomia Dunn C.W. et al. Nature 2008 452: 745 Metazoa (Kynorhyncha + + ) ECDYSOZOA (Crustacea + + ...)

PROTOSTOMIA Panannelida (Annelida + Echiura + Sipunculida) Phoronida & Brachiopoda

BILATERIA LOPHOTROCHOZOA (Echinodermata + Hemichordata) Chordata DEUTEROSTOMIA Cnidaria Porifera Pour aller plus loin…

http://tolweb.org/tree/phylogeny.html

http://www.paleos.com http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/ 37