Corrigé type 2b Polynésie 2011

PARENTÉ ENTRE ÊTRES VIVANTS ACTUELS ET FOSSILES - PHYLOGENÈSE - ÉVOLUTION

 

 Lamproie, Sardine, Cœlacanthe, Requin et Dipneuste, Vertébrés aquatiques avec nageoires et branchies sont qualifiés de Poissons. Dans le cadre d’une classification phylogénétique reposant sur des critères de parenté évolutive, ce groupe des Poissons n’apparaît pas.

 À partir de l’exploitation des documents, mise en relation avec vos connaissances, argumentez les raisons pour lesquelles le groupe des Poissons n’a pas de sens dans la classification phylogénétique.

Présentation des documents

Observations

Interprétations

Document 1 :

Dessin des squelettes des nageoires et des membres antérieurs des organismes étudiés.

La Lamproie ne possède pas de nageoire paire ni d’autres membres pairs.

La Sardine possède une nageoire constituée de plusieurs pièces basales et de rayons osseux.

Le Dipneuste possède une nageoire avec une pièce basale, des radiaux et des rayons osseux.

Le Requin a des nageoires constituées de plusieurs pièces basales, de radiaux et de rayons cartilagineux.

Les nageoires du Cœlacanthe sont composées d’une seule pièce basale, de radiaux et de rayons osseux.

La patte antérieure de la Grenouille est quant à elle constituée d’une pièce basale (humérus), de deux os (radius et cubitus), puis d’os plus petits constituant le carpe et le métacarpe et enfin de phalanges.

L’absence de membre = caractère à l’état primitif ; présence de membres pairs = caractère à l’état dérivé.

Absence de pièce basale = caractère à l’état primitif ; plusieurs pièces basales = caractère à l’état dérivé 1 ; une seul pièce basale = caractère à l’état dérivé 2.

(Le reste des membres ne constitue pas des homologies et donc ne sont pas utilisable en phylogénie).

Document 2 :

Texte présentant les âges des fossiles les plus anciens pour chaque groupe étudié.

Les Gnathostomes apparaissent il y a 420 Ma ; les Chondrichthyens il y a 410 Ma ; les Actinotérygiens et les Actinistiens il y  a 380 Ma ; les Tétrapodes il y a 368 Ma.

 

L’apparition des membres pairs avec plusieurs pièces basales date de 410 Ma.

L’apparition des membres pairs avec une seule pièce basale date de 380 Ma.

Confirmation de la polarisation des caractères :

  • Absence de membres pairs évolue vers la possession de membres pairs ;
  • Absence de pièce basale évolue vers la présence de plusieurs pièces basales qui évolue vers la présence d’une seule pièce basale.

Document 3 :

Matrice taxons/caractères indiquant les états primitifs et ancestraux pour les vertèbres, les mâchoires, le squelette osseux, les poumons et les 4 pattes concernant les organismes étudiés.

La Lamproie possède un caractère à l’état dérivé : les vertèbres.

Le Requin possède 2 caractères à l’état dérivé : les vertèbres et les mâchoires.

La Sardine et le Cœlacanthe possèdent 3 caractères à l’état dérivé : les vertèbres, les mâchoires et le squelette osseux.

Le Dipneuste possède 4 caractères à l’état dérivé : les vertèbres, les mâchoires, le squelette osseux et les poumons.

La Grenouille possède 5 caractères à l’état dérivé : les vertèbres, les mâchoires, le squelette osseux, les poumons et les 4 pattes.

Les deux animaux les plus proches sont la Sardine et le Cœlacanthe d’après cette matrice (ce qui est contredit par le document 1).

Le Dipneuste est plus proche de la Grenouille que des autres « Poissons ». le groupe des « Poissons » requiert l’existence de plusieurs ancêtres communs. C’est un groupe polyphylétique.

Lamproie, Sardine, Cœlacanthe, Requin et Dipneuste, Vertébrés aquatiques avec nageoires et branchies sont qualifiés de Poissons. Dans le cadre d’une classification phylogénétique reposant sur des critères de parenté évolutive, ce groupe des Poissons n’apparaît pas.

 

À partir de l’exploitation des documents, mise en relation avec vos connaissances, argumentez les raisons pour lesquelles le groupe des Poissons n’a pas de sens dans la classification phylogénétique.

Le terme de « Poissons » désigne tous les organismes possédant des écailles non soudées. Mais lorsque l’on étudie un peu plus ces organismes, nous avons du mal à établir une classification convenable. Nous pouvons alors se demander si les « Poissons » forment un groupe monophylétique.

 

Le document 1 propose les squelettes des nageoires et des membres antérieurs de la Sardine, du Dipneuste, du Requin, du Cœlacanthe et de la Grenouille ainsi qu’une représentation de la Lamproie. Pour cette dernière, le document précise qu’elle ne possède pas de membres pairs. Tous les autres organismes possèdent des membres pairs. Nous pouvons donc considérer le caractère « membre pairs » et le polariser : l’absence de membre pair est l’état primitif alors que la présence de membres pairs est l’état dérivé de ce caractère.

Lorsque nous observons l’organisation de squelette du membre antérieur, nous pouvons faire le constat suivant :

-        La Sardine possède une nageoire constituée de plusieurs pièces basales et de rayons osseux.

-        Le Dipneuste possède une nageoire avec une pièce basale, des radiaux et des rayons osseux.

-        Le Requin a des nageoires constituées de plusieurs pièces basales, de radiaux et de rayons cartilagineux.

-        Les nageoires du Cœlacanthe sont composées d’une seule pièce basale, de radiaux et de rayons osseux.

-        La patte antérieure de la Grenouille est quant à elle constituée d’une pièce basale (humérus), de deux os (radius et cubitus), puis d’os plus petits constituant le carpe et le métacarpe et enfin de phalanges.

Avec ces observations, nous pouvons étudier uniquement le caractère « pièce basale » puisque le reste des membres ne constitue pas des homologies et ne sont donc pas utilisables en phylogénie. Nous pouvons le polariser de la manière suivante :

-        L’absence de pièce basale est l’état primitif ;

-        La possession de plusieurs pièces basales est un état dérivé ;

-        La possession d’une seule pièce basale est un deuxième état dérivé.

Pour améliorer cette polarisation, nous allons utiliser le document 2. Il s’agit d’un texte présentant les âges des fossiles les plus anciens pour les groupes étudiés. Les Gnathostomes apparaissent il y a 420 Ma ; les Chondrichthyens il y a 410 Ma ; les Actinotérygiens et les Actinistiens il y  a 380 Ma ; les Tétrapodes il y a 368 Ma. Nous pouvons déduire de ces observations que :

-        L’apparition des membres pairs avec plusieurs pièces basales date de 410 Ma.

-        L’apparition des membres pairs avec une seule pièce basale date de 380 Ma.

De plus, nous pouvons confirmer la polarisation du caractère « pièce basale ».

Pour le caractère « membres pairs », nous pouvons préciser la polarisation : l’absence de pièce basale évolue vers la présence de plusieurs pièces basales qui évolue vers la présence d’une seule pièce basale.

Le dernier document proposé va nous permettre d’établir les liens de parenté entre les différents organismes proposés. Il s’agit d’une matrice taxons/caractères indiquant les états primitifs et ancestraux pour les vertèbres, les mâchoires, le squelette osseux, les poumons et les 4 pattes à propos des organismes étudiés :

-        La Lamproie possède un caractère à l’état dérivé : les vertèbres.

-        Le Requin possède 2 caractères à l’état dérivé : les vertèbres et les mâchoires.

-        La Sardine et le Cœlacanthe possèdent 3 caractères à l’état dérivé : les vertèbres, les mâchoires et le squelette osseux.

-        Le Dipneuste possède 4 caractères à l’état dérivé : les vertèbres, les mâchoires, le squelette osseux et les poumons.

-        La Grenouille possède 5 caractères à l’état dérivé : les vertèbres, les mâchoires, le squelette osseux, les poumons et les 4 pattes.

D’après cette matrice, nous pouvons établir que les deux animaux les plus proches sont la Sardine et le Cœlacanthe ce qui n’était pas admissible avec l’étude du document 1. De plus, nous pouvons définir que l’organisme le plus proche du Dipneuste n’est pas un « poisson » mais la Grenouille.

 

Pour conclure après l’étude des documents proposés, une classification du groupe des « Poissons » montre l’existence de plusieurs ancêtres communs et donc cet ensemble n’est pas monophylétique mais polyphylétique. Ceci explique que le groupe des « Poissons » n’a pas de sens dans la classification  phylogénétique.

Date de dernière mise à jour : 05/02/2012

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