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Comment classe-t-on aujourd'hui ? (n°5)

01 janvier 2014 

Un serpent est-il un ver de terre à écailles ou un cousin des lézards qui aurait perdu ses pattes ?
La parcimonie, est-ce que c'est lorsque l'on a l'appendicite ?
Peut-on lire sur les arbres ?

Les réponses à toutes vos questions dans le dernier épisode de la classification du vivant aujourd'hui.

Des arbres, ça peut se lire !

Depuis plusieurs semaines maintenant, nous vous parlons de groupes, de classifications, de questions, de tableaux, de matrices, d'extra-groupes... Et, aujourd'hui, d'arbres. Mais pourquoi donc ?!

 

Rassurez-vous : les arbres et les groupes, c'est exactement la même chose. Prenez un arbre :

... Et prenez un groupe :

Ces deux dessins représentent en fait une seule et même chose. Sur l'arbre, on voit, sur les deux branches du haut, que la branche "bleue" est plus proche de la "verte" que de tout autre. Sur le second dessin, on voit la même chose : le rond bleu et le vert font tous deux partie de la même boite gris clair !

Sur les deux branches de l'arbre situées juste en-dessous, on voit que la branche jaune est plus proche de la rouge que de toutes les autres. Cela est toujours pareil avec les boites. Enfin, ces quatre premières branches sont plus proches entre elles que des autres. Et en effet, elles font partie d'une même boite "gris foncé" !

Enfin, toutes nos branches appartiennent à l'arbre lui-même. Elles font toutes partie d'une grande boite noire, qui les regroupe toutes.

 

 

En fait, on pourrait dessiner l'arbre et les boites ainsi :

La semaine dernière, nous vous proposions de transformer votre tableau en arbre. Nous félicitons tous ceux d'entre vous qui y sont parvenus ! Et ça y est : vous savez comment l'on fait pour classer les espèces. Chaque jour, dans des laboratoires du monde entier, des chercheurs font cela sur d'immenses matrices, contenant de très nombreuses espèces vivantes ou fossiles, et davantage encore de questions, parfois extrêmement pointues.

La méthode que vous avez utilisée porte un nom barbare : la "parcimonie". Mais son explication est beaucoup plus simple. Faire de la "parcimonie", cela veut simplement dire optimiser le partage des points communs. Ainsi, plus l'on a de points communs avec un groupe donné, plus on en est proche.

Par exemple, les oiseaux sont-ils plus proches d'une vache ou d'un avion ? Tout comme les vaches, les oiseaux ont :

- De l'ADN

- Un corps composé de cellules (faites comme celles des vaches)

- Un crâne

- Des vertèbres

- Des os avec de la moëlle à l'intérieur

- Quatre membres (les pattes de la vache, les pattes et les ailes des oiseaux)

- Plusieurs vertèbres cervicales (celles du cou).

 

Et, tout comme les avions, les oiseaux ont :

- Des ailes.

 

Les oiseaux ont donc sept (en réalite beaucoup plus !) points communs avec les vaches, contre un seul avec les avions. Il est donc plus parcimonieux de dire que les oiseaux sont plus proches des vaches que des avions. La parcimonie minimise ainsi le nombre de fois où un caractère (une réponse à une question, un potentiel point commun) apparaît ou disparaît.

Prenons un autre exemple : les serpents. Sont-ils plus proches des vers de terre ou des caméléons ?

 

Les serpents ont comme points communs avec les lézards, les iguanes et les caméléons :

- Des vertèbres,

- Des os

- Un squelette très très proche (mêmes os, mêmes articulations...),

- Des écailles soudées (comme les lézards, les iguanes et les crocodiles),

- Des poumons,

- Ils muent : ils changent régulièrement de peau pour pouvoir grandir.

 

Et comme points communs avec les vers de terre :

- Pas de pattes.

 

Les serpents ont donc six points communs (ici encore, beaucoup plus en réalité !) avec les caméléons contre un seul avec les vers de terre. Ainsi, il est plus simple (plus "parcimonieux") de dire que nos serpents sont de la même famille que les lézards et les iguanes. Ils ont simplement perdu leurs pattes durant l'évolution ! Au contraire, il est moins parcimonieux (plus capillotracté) de penser que les serpents seraient des vers de terre chez lesquels seraient apparues les vertèbres, les os tout comme les lézards, les écailles soudées, les poumons, la mue... (5 étapes minimum).

 

C'est aussi grâce à ce principe de parcimonie que l'on a compris que les chauve-souris étaient des mammifères et pas des oiseaux (elles ont bien plus de points communs avec les mammifères qu'avec les oiseaux), que les dauphins et les baleines faisaient eux aussi partie des mammifères, que les oiseaux faisaient partie des "reptiles", et plein d'autres choses.

 

Comment lit-on un arbre ?

Tout de suite, un petit exemple de comment lire un arbre. Et pourquoi pas commencer par celui que nous vous avions proposé de faire la semaine dernière ?

568691La solution de la semaine passée... Un arbre de quelques "amniotes"La solution de la semaine passée... Un arbre de quelques "amniotes"Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/arbre_article_5.jpg

Un arbre n'est pas qu'une simple figure. Il nous raconte plein de choses !

Il nout dit qui partage quoi avec qui. En somme, il forme des groupes d'animaux suivant ce qu'ils ont de commun !

Voici à quoi cela ressemble...

803982Les groupes de notre arbreUn arbre, c'est un ensemble de groupes emboîtés comme des poupées russes. Voici ce que cela donne avec le vôtre !Les groupes de notre arbreUn arbre, c'est un ensemble de groupes emboîtés comme des poupées russes. Voici ce que cela...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/arbre_groupes_article_5.jpg

Mais sur quoi ces groupes se basent-ils ? Sur le partage des caractères (poils, quatre pattes, plumes, gésier, mue, etc...). Ils forment la manière la plus cohérente de gérer ces partages : est-il plus simple de dire que le serpent est un ver de terre à écailles ou un cousin du lézard sans pattes, qu'un dauphin est plus proche d'une sardine ou d'une baleine ?

En somme, tous les caractères que vous avez recherchés et codés pour chaque animal se retrouvent au niveau des groupes. Ils peuvent apparaitre (à l'origine, les vertébrés n'avaient pas de pattes; elles sont apparues plus tard chez certains d'entre eux) ou même disparaître (à l'origine, tous les mammifères pondaient des oeufs; cela s'est modifié par la suite chez quelques uns).

Les voici reportés sur chacun des groupes de l'arbre !

9981041Des groupes aux drôles de caractères...Des groupes aux drôles de...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/arbre_groupes_caracteres_article_5.jpg

Cet arbre nous indique ce que partagent les différents animaux que vous avez classés depuis quatre semaines.

Les poules, les perroquets et les manchots ont des plumes. Ils ont aussi un bec, des os creux, des ailes... Le groupe auquel elles appartiennent est appelé les "oiseaux". On sait aujourd'hui que les oiseaux font partie d'un groupe d'animaux très connus, mais qui ont tous disparu (sauf, évidemment, les oiseaux) : les dinosaures. Parmi les dinosaures très célèbres, les tyrannosaures sont les plus proches cousins des oiseaux. D'autres dinosaures, un peu moins connus, sont encore plus proches cousins des oiseaux. On pense même que certains d'entre eux avaient eux aussi des plumes !

Les oiseaux (et le reste des dinosaures) et les crocodiles ont plein de points communs. Par exemple, ils ont un gésier (vous aimez le gésier de volaille ? Vous adorerez le gésier de gavial !) et une sorte de "troisième paupière" transparente qui protège leurs yeux : la membrane nictitante. Ils ont aussi un autre point commun, que certains d'entre vous ont peut-être déjà expérimenté à leurs dépens. Enfin, en tout cas en ce qui concerne les oiseaux. Si un oiseau vous survolant a, un jour, déjà fait tomber sur vous une substance blanchâtre, malodorante et répugnante, consolez-vous en vous disant qu'il s'agit non d'une crotte mais d'urine. Mieux encore : cette forme d'urine, commune aux crocodiles et aux oiseaux, s'appelle "Acide ornithurique". Et surtout, dites-vous que Quetzalcoatlus, un ptérosaure (un animal volant auoujourd'hui disparu, faisant lui aussi partie de ce groupe), mesurait plus de six mètres de long ! On appelle les membres de ce groupe les "archosaures". On y trouve les crocodiles, les ptérosaures et les dinosaures (dont les oiseaux).

Lézards, serpents, caméléons ou iguanes ne sont pas des archosaures : ils n'ont ni gésier, ni membrane nictitante, ni tous les points communs qu'ont les archosaures. Par contre, ils en ont bien d'autres ! Par exemple, ils muent. Cela veut dire que, pour grandir, ils doivent changer de peau. On les appelle des "squamates". Ainsi, les crocodiles sont plus proches des oiseaux que des lézards ou des caméléons !

D'autres animaux ont une carapace. On les appelle les "tortues".

Les tortues, les squamates et les archosaures ont tous trois des écailles soudées. Chez les oiseaux, on les retrouve sur leurs pattes. Leurs plumes sont d'ailleurs des écailles modifiées ! On regroupe ainsi ces animaux sous le nom de "Sauropsides". Il y a (très) longtemps, on les appelait les "reptiles", mais on pensait alors que les oiseaux n'en faisaient pas partie ! Il était donc plus simple de changer directement le nom pour éviter de confondre avec l'ancien terme de "reptiles". Qui, donc, n'existe plus aujourd'hui !

 

Les kangourous et les koalas forment un autre groupe : leurs bébés grandissent en partie dans leur ventre, en partie dans une poche située sur le ventre de la maman. On appelle ce groupe d'animaux les "Marsupiaux". Taz, le diable de Tasmanie, mais aussi les Wombats, les fourmiliers ou les petits bandicoots, font également partie de ce groupe.

Otaries, chats, hamsters et lions, par exemple, portent leurs bébés dans leur ventre. Ils sont ainsi regroupés ensemble. En biologie, on appelle ce groupe les "Placentaires". Nous en faisons nous aussi partie. On y trouve également de nombreux autres animaux, très divers et vivant dans des milieux très différents : baleines bleues, chauve-souris, vaches normandes, petites musaraignes...

Mais tous ces animaux (otaries, kangourous, lions, chats, hamsters, koalas, vaches normandes) ont ensemble un point commun : ils ne pondent plus d'oeufs. Il y a plusieurs dizaines de millions d'années, leurs ancêtres en pondaient pourtant ! Mais, chez eux, cela a disparu. On appelle ce grand groupe, qui renferme les placentaires et les marsupiaux, les "Thériens" (avec un "H" comme "Hé non, je ne ponds pas d'oeuf !").

Le groupe des "Thériens" est inclus dans une boite encore plus grande. Tous les animaux qui en font partie ont :

- Des poils

- Des pavillons aux oreilles

- Du lait pour leurs petits

- Plein d'autres points communs au niveau de leur squelette et de leurs mâchoires.

On les appelle les "Mammifères" (cela veut dire "qui produit du lait"). On y trouve aussi un groupe d'animaux aujourd'hui rare : les ornithorynques et les échidnés. Ces petites bêtes ont elles aussi des poils, des oreilles qui dépassent et du lait pour leurs bébés. Mais elles pondent des oeufs ! Ce n'en sont pas moins des mammifères. Car être un mammifère ne veut pas dire que l'on ne pond pas d'oeufs. Ornithorynques et échidnés ont entre eux d'autres points communs très étranges. Par exemple, ils ont des aiguillons venimeux derrière leurs petites pattes !

 

Mammifères et sauropsides ont tous deux un amnios. Comme nous l'avait dit le copain scientifique dans un précédent billet, l'amnios est une paroi qui entoure l'embryon des bébés et qui contient de l'eau. Cela permet à l'embryon de se développer dans l'eau tout en restant sur la terre ferme.

Texte : Marie Fisler

Les épisodes précédents :

Troisième série : À vous de classer !

Episode 1 : Matrices : la révolution dans la classification (9 octobre)

Episode 2 : Restez groupés ! (16 octobre)

Episode 3 : Les groupes, c'est extra (23 octobre)

Episode 4 : Des matrices, c'est extra !

Deuxième série : La classification du vivant

Épisode 1 : Des classifications antiques (17 juillet)

Épisode 2 : Au Moyen-Âge (24 juillet)

Épisode 3 : À la Renaissance (31 juillet)

Épisode 4 : Linné (7 aout)

Épisode 5 : Buffon (14 aout)

Épisode 6 : Des arbres...mais pas d'évolution (21 aout)

Épisode 7 : Lamarck (28 aout)

Épisode 8 : Tout sur Darwin ! (4 septembre)

Épisode 9 : Perdus après Darwin (11 septembre)

Épisode 10 : La génétique (18 septembre)

Épisode 11 : Le gradisme (25 septembre)

Épisode 12 : Des maths, des ordinateurs et des crocodiles (2 octobre)

Première série : la sélection naturelle

Épisode 1 : Des yeux et des pigeons (19 juin)

Épisode 2 : Des chats au pôle nord (26 juin)

Épisode 3 : Des textos et des zombies (10 juillet).

sciences de la vie - classification - arbre du vivant

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