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La nouvelle technologie de l’ADN bouscule les branches de l’arbre évolutif

Si vous semblez différent de vos proches, vous vous êtes peut-être senti séparé de votre famille. Enfant, lors de chutes particulièrement orageuses, vous auriez même pu espérer que c’était un signe d’adoption.

Comme le montrent nos nouvelles recherches, les apparences peuvent être trompeuses lorsqu’il s’agit de famille. La nouvelle technologie de l’ADN bouleverse les arbres généalogiques de nombreuses plantes et animaux.

Les primates, auxquels appartiennent les humains, étaient autrefois considérés comme des parents proches des chauves-souris en raison de certaines similitudes dans nos squelettes et nos cerveaux. Cependant, les données ADN nous placent maintenant dans un groupe qui comprend les rongeurs (rats et souris) et les lapins. Étonnamment, les chauves-souris s’avèrent être plus étroitement liées aux vaches, aux chevaux et même aux rhinocéros qu’elles ne le sont à nous.

Les scientifiques de l’époque de Darwin et pendant la majeure partie du XXe siècle ne pouvaient déterminer les branches de l’arbre de la vie évolutif qu’en examinant la structure et l’apparence des animaux et des plantes. Les formes de vie ont été regroupées en fonction de similitudes supposées avoir évolué ensemble.

Il y a environ trois décennies, les scientifiques ont commencé à utiliser les données ADN pour construire des «arbres moléculaires». Bon nombre des premiers arbres basés sur des données ADN étaient en contradiction avec les arbres classiques.

On pensait autrefois que les paresseux et les fourmiliers, les tatous, les pangolins (fourmiliers écailleux) et les aardvarks appartenaient à un groupe appelé édentés (“sans dents”), car ils partagent des aspects de leur anatomie.

Les arbres moléculaires ont montré que ces traits évoluaient indépendamment dans différentes branches de l’arbre des mammifères. Il s’avère que les aardvarks sont plus étroitement liés aux éléphants, tandis que les pangolins sont plus étroitement liés aux chats et aux chiens.

Venir ensemble

Il existe une autre source de preuves importante qui était familière à Darwin et à ses contemporains. Darwin a noté que les animaux et les plantes qui semblaient partager l’ascendance commune la plus proche étaient souvent proches géographiquement. La localisation des espèces est un autre indicateur fort de leur parenté : les espèces qui vivent à proximité les unes des autres sont plus susceptibles de partager un arbre généalogique.

Pour la première fois, notre article récent a recoupé l’emplacement, les données ADN et l’apparence d’une gamme d’animaux et de plantes. Nous avons examiné les arbres évolutifs basés sur l’apparence ou sur les molécules de 48 groupes d’animaux et de plantes, notamment les chauves-souris, les chiens, les singes, les lézards et les pins.

Les arbres évolutifs basés sur les données ADN étaient deux tiers plus susceptibles de correspondre à l’emplacement de l’espèce par rapport aux cartes d’évolution traditionnelles. En d’autres termes, les arbres précédents ont montré que plusieurs espèces étaient liées en fonction de leur apparence.

Nos recherches ont montré qu’ils étaient beaucoup moins susceptibles de vivre les uns à côté des autres par rapport aux espèces liées par des données ADN.

Il peut sembler que l’évolution invente sans cesse de nouvelles solutions, presque sans limites. Mais il a moins de tours dans son sac que vous ne le pensez.

Les animaux peuvent se ressembler étonnamment parce qu’ils ont évolué pour faire un travail similaire ou vivre de la même manière. Les oiseaux, les chauves-souris et les ptérosaures disparus ont, ou avaient, des ailes osseuses pour voler, mais leurs ancêtres avaient tous des pattes avant pour marcher sur le sol.

La nouvelle technologie de l'ADN bouscule les branches de l'arbre évolutif(Oyston et al., Biologie de la communication, 2022)

Au dessus: Les roues de couleur et la clé indiquent où se trouvent géographiquement les membres de chaque ordre. L’arbre moléculaire a ces couleurs mieux regroupées que l’arbre morphologique, indiquant un accord plus étroit des molécules avec la biogéographie.

Des formes d’ailes et des muscles similaires ont évolué dans différents groupes car la physique de la génération de poussée et de portance dans l’air est toujours la même. C’est à peu près la même chose avec les yeux, qui peuvent avoir évolué 40 fois chez les animaux, et avec seulement quelques “conceptions” de base.

Nos yeux ressemblent aux yeux des calmars, avec un cristallin, un iris, une rétine et des pigments visuels. Les calmars sont plus proches des escargots, des limaces et des palourdes que nous. Mais beaucoup de leurs parents mollusques n’ont que les yeux les plus simples.

Les taupes ont évolué en tant que créatures aveugles et fouisseuses au moins quatre fois, sur différents continents, sur différentes branches de l’arbre mammifère. Les taupes marsupiales australiennes (plus étroitement apparentées aux kangourous), les taupes dorées africaines (plus étroitement apparentées aux aardvarks), les rats-taupes africains (rongeurs) et les taupes talpid eurasiennes et nord-américaines (bien-aimées des jardiniers et plus étroitement apparentées aux hérissons que ces autres “taupes”) ont toutes évolué sur une voie similaire.

Les racines de l’évolution

Jusqu’à l’avènement d’une technologie de séquençage de gènes bon marché et efficace au 21e siècle, l’apparence était généralement tout ce que les biologistes de l’évolution avaient à faire.

Alors que Darwin (1859) a montré que toute vie sur Terre est liée dans un seul arbre évolutif, il n’a pas fait grand-chose pour tracer ses branches. L’anatomiste Ernst Haeckel (1834-1919) a été l’un des premiers à dessiner des arbres évolutifs qui tentaient de montrer comment les principaux groupes de formes de vie sont liés.

La nouvelle technologie de l'ADN bouscule les branches de l'arbre évolutif(Ernest Haeckel)

Les dessins de Haeckel ont fait de brillantes observations sur les êtres vivants qui ont influencé l’art et le design aux XIXe et XXe siècles. Ses arbres généalogiques étaient presque entièrement basés sur l’apparence et le développement de ces organismes en tant qu’embryons. Beaucoup de ses idées sur les relations évolutives ont été maintenues jusqu’à récemment.

Au fur et à mesure qu’il devient plus facile et moins cher d’obtenir et d’analyser de grands volumes de données moléculaires, de nombreuses autres surprises nous attendent.La conversation

Matthew Wills, professeur de paléobiologie évolutive au Milner Center for Evolution, Université de Bath.

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article d’origine.

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