La plupart de nos arbres évolutifs peuvent se tromper

Selon les arbres phylogénétiques moléculaires, les musaraignes éléphants sont plus étroitement liées aux éléphants qu’aux musaraignes.

Un arbre évolutif, ou arbre phylogénétique, est un diagramme de ramification qui montre les relations évolutives entre différentes espèces biologiques en fonction des similitudes et des différences dans leurs caractéristiques. Historiquement, cela a été fait en utilisant leurs caractéristiques physiques – les similitudes et les différences dans l’anatomie des différentes espèces.

Cependant, les progrès de la technologie génétique permettent désormais aux biologistes d’utiliser les données génétiques pour déchiffrer les relations évolutives. Selon une nouvelle étude, les scientifiques ont découvert que les données moléculaires conduisent à des résultats très différents, bouleversant parfois des siècles de travail scientifique dans la classification des espèces par traits physiques.

De nouvelles recherches menées par des scientifiques du Milner Center for Evolution de l’Université de Bath suggèrent que la définition des arbres évolutifs des organismes en comparant l’anatomie plutôt que la séquence des gènes est trompeuse. L’étude publiée dans la revue Biologie des communications Le 31 mai 2022, il montre que nous avons souvent besoin de renverser des siècles de travaux universitaires qui ont classé les êtres vivants en fonction de leur forme.

« Cela signifie que l’évolution convergente nous trompe – même les biologistes évolutionnistes et les anatomistes les plus intelligents – depuis plus de 100 ans ! » – Matthieu Wells

Depuis Darwin et ses contemporains au 19ème siècle, les biologistes ont tenté de reconstituer les « arbres généalogiques » des animaux en examinant attentivement les différences de leur anatomie et de leur structure (morphologie).

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Cependant, avec le développement des technologies de séquençage génétique rapide, les biologistes sont désormais en mesure d’utiliser des données génétiques (moléculaires) pour aider à reconstituer les relations évolutives des espèces très rapidement et à peu de frais, prouvant souvent que des organismes que nous pensions autrefois étroitement liés appartiennent en réalité à un ensemble complètement différent de branches d’arbres.

Pour la première fois, des scientifiques de Bath ont comparé des arbres phylogénétiques basés sur la morphologie avec ceux basés sur des données moléculaires, et les ont tracés en fonction de leur emplacement géographique.

Ils ont découvert que les animaux regroupés par des arbres moléculaires vivaient plus étroitement ensemble géographiquement que les animaux regroupés à l’aide d’arbres morphologiques.

« Il s’avère que beaucoup de nos arbres évolutifs sont faux », a déclaré Matthew Wells, professeur de paléobiologie évolutive au Milner Center for Evolution de l’Université de Bath.

«Depuis plus de cent ans, nous classons les organismes en fonction de leur forme et les regroupons anatomiquement, mais les données moléculaires racontent souvent une histoire quelque peu différente.

«Notre étude prouve statistiquement que si vous construisez un arbre évolutif d’animaux basé sur leurs données moléculaires, cela correspond souvent mieux à leur répartition géographique.

« L’endroit où vivent les choses – leur biogéographie – est une source importante de preuves de l’évolution qui était familière à Darwin et à ses contemporains.

« Par exemple, les jeunes musaraignes, les peaux de porc, les éléphants, les taupes dorées et les lamantins nageurs proviennent tous de la même grande branche de l’évolution des mammifères, malgré le fait qu’ils semblent très différents les uns des autres (et vivent de manière complètement différente).

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« Les Arbres Moléculaires les ont réunis en un groupe appelé Afrotheria, ou peu importe ce qu’on appelle parce qu’ils viennent tous du continent africain, donc le groupe correspond à la biogéographie. »

Tigre éléphant moléculaire évolutif

Les arbres phylogénétiques moléculaires montrent que les musaraignes éléphants sont plus étroitement liées aux éléphants qu’aux musaraignes. 1 crédit

L’étude a révélé que l’évolution convergente – lorsqu’un trait évolue séparément dans deux groupes d’organismes génétiquement non apparentés – est plus courante que les biologistes ne le pensaient auparavant.

Le professeur Wells a déclaré: « Nous avons déjà de nombreux exemples célèbres d’évolution convergente, tels que le vol qui évolue séparément chez les oiseaux, les chauves-souris et les insectes, ou les yeux de caméra complexes qui évoluent séparément chez les calmars et les humains.

« Mais maintenant, avec les données moléculaires, nous pouvons voir qu’une évolution convergente se produit tout le temps – des choses que nous pensions être étroitement liées sont souvent très éloignées sur l’arbre de la vie.

« Les personnes qui gagnent leur vie en tant qu’imitateurs ne se rapportent généralement pas à la célébrité qu’elles imitent, et les membres d’une famille ne se ressemblent pas toujours – c’est également la même chose avec les arbres évolutifs.

« Cela prouve que l’évolution ne cesse de réinventer les choses, proposant une solution similaire à chaque fois que le problème est rencontré sur une branche différente de l’arbre d’évolution.

« Cela signifie que l’évolution convergente nous trompe – même les biologistes évolutionnistes et les anatomistes les plus intelligents – depuis plus de 100 ans ! »

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Le Dr Jack Auston, associé de recherche et premier auteur de l’article, a déclaré : « L’idée que la biogéographie pourrait refléter l’histoire de l’évolution a été une grande partie de ce qui a incité Darwin à développer sa théorie de l’évolution par la sélection naturelle, il est donc assez surprenant qu’elle l’ait fait. t. C’était vraiment pris pour acquis. Manière directe de tester[{ » attribute= » »>accuracy of evolutionary trees in this way before now.

“What’s most exciting is that we find strong statistical proof of molecular trees fitting better not just in groups like Afrotheria, but across the tree of life in birds, reptiles, insects, and plants too.

“It being such a widespread pattern makes it much more potentially useful as a general test of different evolutionary trees, but it also shows just how pervasive convergent evolution has been when it comes to misleading us.”

Reference: “Molecular phylogenies map to biogeography better than morphological ones” by Jack W. Oyston, Mark Wilkinson, Marcello Ruta and Matthew A. Wills, 31 May 2022, Communications Biology.
DOI: 10.1038/s42003-022-03482-x

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