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Qu'est-ce qu'un cladogramme ? - La biologie

Qu'est-ce qu'un cladogramme ? - La biologie


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UNE cladogramme est un diagramme qui montre les relations entre les espèces. Ces traits distincts sont appelés caractéristiques dérivées.

Les groupes sur le diagramme sont organisés en clades, chaque clade partage des traits distincts. Par exemple, dans le cladogramme illustré, les oiseaux et les crocodiles sont regroupés en un clade appelé archosaures, qui partagent des caractéristiques telles qu'un cœur à 4 chambres et des dents à emboîtement.

1) Examinez le cladogramme ci-dessus et suggérez un trait que les lézards et les serpents partagent, mais qui n'est pas partagé par les individus d'autres groupes.

Activité 1 : Créer un cladogramme animal

2) Pour chaque animal montré, énumérez autant de caractéristiques que vous le pouvez. Vous pouvez également inclure des traits qui ne ressortent pas de la photo, tels que des stratégies de reproduction ou des comportements uniques. Essayez de trouver des traits communs à plusieurs animaux et au moins un trait qui soit unique pour chaque animal.

3) Remplissez un tableau des caractéristiques. Placez un X pour les caractéristiques de chaque animal, et un O pour les caractéristiques non présentes chez l'animal. Tous ces animaux ont une colonne vertébrale, la première colonne est remplie pour vous.

Caractère 1

Caractère 2

Caractère 3

Caractère 4

Caractère 5

Colonne vertébrale

Poumons

Oeuf Amniote

coeur à 4 chambres

Fourrure

Poisson

X

Grenouille

X

Lézard

X

Oiseau

X

Koala

X

4) Le graphique est ensuite converti en cladogramme. Chaque groupe, appelé CLADE, a les traits en dessous sur le diagramme. Lorsqu'un groupe n'a pas de trait, on l'appelle un OUTGROUP. Le premier groupe externe est le poisson, car c'est le seul qui n'a pas de poumons.

Activité 2 : Créez votre propre cladogramme

Les cladogrammes sont également utilisés pour montrer les relations entre les plantes, les champignons et d'autres organismes vivants. Un cladogramme peut se concentrer sur un groupe, comme les oiseaux ou les dinosaures, pour montrer des relations basées sur des caractéristiques et d'autres preuves. Maintenant que vous savez comment en construire un, votre tâche consiste à créer un cladogramme pour un groupe d'animaux de votre choix.

Exemples de groupes au choix : poissons, oiseaux, insectes, dinosaures, singes, reptiles, canidés, félins, arbres, fleurs.

*Choisissez un groupe sur lequel vous connaissez quelque chose afin de pouvoir créer votre graphique en fonction des traits observés et de vos propres connaissances.

Conditions:

  • Vous devez avoir 4 - 6 organismes

  • Vous devez créer un graphique comme celui du n° 3 qui inclut des traits communs et des traits uniques

  • Vous devez créer un cladogramme comme celui du n°4.

  • Bien qu'il n'y ait peut-être pas un cladogramme *correct* pour votre groupe, soyez prêt à défendre la conception de votre cladogramme


Introduction à la construction de cladogrammes

Cladogrammes sont des diagrammes qui montrent les phylogénies, les relations évolutives entre les organismes. Dans cet exemple d'introduction à la construction de cladogrammes, les élèves utilisent des traits observables d'animaux comme une ligne de preuves empiriques soutenant l'ascendance commune parmi les animaux. Les élèves utilisent deux techniques graphiques, les diagrammes de cercles concentriques et les cladogrammes, pour établir les liens ancestraux entre les animaux.

Phénomène : montrez ou projetez l'image d'un chien, d'un loup et d'un ours. Demandez aux élèves si les animaux sont apparentés. Laissez-les partager leurs réflexions et noter des idées à revoir après l'activité.

Préparation de l'enseignant : 15 min
Activité étudiante : 30-45 min


Introduction

Deux articles récents « Inquiry & Investigation » par Davenport et al. (2015a, b) contiennent des déclarations suggérant que les auteurs ont été mal informés sur les principes de la systématique. Mon intention n'est pas de réprimander les enseignants qui font de leur mieux pour développer des cours dans le cadre théorique qui leur est proposé par les autorités de la « pensée arborescente » (Baum et al., 2005 Baum & Offner, 2008), mais plutôt de corriger ce que je considérer comme des erreurs, des idées fausses et des ambiguïtés dans ces articles avant qu'ils ne soient promulgués dans le programme et que les étudiants se trompent dans leur compréhension de la signification des arbres phylogénétiques.

Mon propre programme de recherche porte sur la systématique, pas sur l'enseignement des sciences, mais je ne développerai pas cet article avec de nombreuses citations de la littérature systématique. Pour ceux qui souhaitent mieux comprendre les principes phylogénétiques, de nombreux points soulevés ici sont expliqués plus en détail par Schuh et Brower (2009).


Termes de biologie connexes

  • Cladogramme – Un diagramme utilisé pour représenter une phylogénie, aussi appelé arbre phylogénétique.
  • Systématique phylogénétique – La branche de la biologie qui classe les organismes à l'aide de méthodes phylogénétiques.
  • Parcimonieux – La phylogénie la plus simple, qui a le moins de changements entre les groupes d'organismes.
  • Synapomorphie – Un caractère, partagé par deux groupes dans une phylogénie, hérité d'un ancêtre commun.

1. Le cenancestor est l'ancêtre commun théorique de toute vie sur terre. Si une phylogénie est tracée avec le cénèbre et tous ses descendants, quel groupe serait exclu du cladogramme ?
UNE. Bactéries
B. Eucaryotes
C. Aucun groupe exclu

2. Un scientifique veut créer une phylogénie décrivant les relations entre différents types de grenouilles. Lequel des éléments suivants le scientifique pourrait-il utiliser comme groupe externe approprié ?
UNE. Rainette
B. Dart Frog
C. Salamandre

3. Un scientifique a développé 3 phylogénies différentes qui décrivent les relations entre différentes espèces d'éléphants. Dans la phylogénie A, il y a 4 changements au total qui ont abouti à 4 espèces différentes. Dans les phylogénies B et C, il y a encore 4 espèces au total représentées, cependant, il faut respectivement 6 et 8 changements pour les créer. Quelle phylogénie est probablement correcte ?
UNE. Phylogénie A
B. Phylogénie B
C. Phylogénie C


Cladogramme

Cladogramme Définition
UNE cladogramme est un diagramme utilisé pour représenter une relation hypothétique entre des groupes d'animaux, appelée phylogénie. UNE cladogramme est utilisé par un scientifique étudiant la systématique phylogénétique pour visualiser les groupes d'organismes comparés, comment ils sont liés et leurs ancêtres les plus communs.

Cladogramme: Un diagramme, sous la forme d'un arbre stylisé, montrant des modèles de ramification historiques inférés parmi les taxons.
Cline : Changement continu d'un trait ou d'une fréquence de trait dans l'espace ou dans le temps.

Cladogrammes vs Arbres phylogénétiques &endash Certains systématiciens font une distinction entre deux types de dendrogrammes - cladogrammes et arbres phylogénétiques. Cladogrammes représentent des diagrammes de branchement sans aucune connotation a priori de relations biologiques particulières de groupes classés.

Un arbre phylogénétique dichotomique qui se ramifie à plusieurs reprises, suggérant une classification des organismes basée sur la séquence temporelle dans laquelle apparaissent les branches évolutives.
classer .

Un diagramme de branchement montrant le modèle de partage des caractères dérivés de l'évolution entre les espèces ou les taxons supérieurs.
cladophylle Tige ou branche qui ressemble à une feuille.
pince Ensemble complexe de barres sclérotisées, formant un organe "pincement" sur l'opisthaptor d'un trématode monogénétique.

- Une arborescence montrant les relations évolutives entre les espèces et les zones géographiques dans lesquelles elles se trouvent.

. Un diagramme en forme d'arbre montrant les relations évolutives. Deux pointes de branche partageant le même nœud immédiat sont les plus étroitement liées. Tous les taxons qui peuvent être tracés directement à un nœud (c'est-à-dire qu'ils sont « en amont d'un nœud ») sont dits membres d'un groupe monophylétique.

, qui décrit la parenté des groupes taxonomiques, utilise l'ordre des cétacés, des baleines, comme exemple.
Voir l'animation photo .

s et arbres phylogénétiques : classifications de l'évolution
Domination incomplète : définition et exemple
Punnett Square : définition et exemple .

montrant les relations entre les pinnipèdes, combinant plusieurs analyses phylogénétiques.[3] .

des primates, montrant un taxon monophylétique (un clade : les simiens ou Anthropoidea, en jaune), un taxon paraphylétique (les prosimiens, en bleu, y compris la tache rouge), et un taxon polyphylétique (les primates nocturnes - les loris et les tarsiers - en rouge) .

s représentent des lignées entières de populations ou d'espèces croisées d'organismes.
06
de 10 .

s de ce type, la longueur des lignes horizontales indique le temps qui s'est écoulé depuis le dernier ancêtre commun entre deux groupes ou espèces.

n'est pas un arbre phylogénétique.
Pour le convertir en arbre phylogénétique, nous avons besoin de plus d'informations provenant de sources telles que les archives fossiles, qui peuvent indiquer quand et dans quels groupes les caractères sont apparus pour la première fois.

a debajo muestra la relación filogenítica entre los peces de un grupo llamado cíclidos. La especiaci n de los peces c clidos sucedi r pidamente despu s de que los lagos en los que viven se formaran en frica, y tuvos como resultado varias politom as filogen ticas.

, tous les organismes se trouvent au niveau des feuilles et chaque nœud interne est idéalement binaire (bidirectionnel). Les deux taxons de chaque côté d'une scission sont appelés taxons frères ou groupes frères. Chaque sous-arbre, qu'il ne contienne qu'un élément ou cent mille, est appelé un clade.

s
La cladistique est un type de systématique développé par le regretté biologiste allemand Willi Hennig, qui a tenté de formuler une méthode plus objective de classification des organismes.

Le sang chaud a évolué quelque part dans le
transition synapside-mammifère.
? Le sang chaud doit également avoir évolué à l'un des
ces points - un exemple d'évolution convergente.

cycle d'environ 24 heures qui est présent dans tous les organismes eucaryotes et qui persiste même en l'absence d'indices externes graphique circulaire type de graphique qui montre comment les portions forment un tout, comme les pourcentages avec le cercle entier représentant 100 pour cent de la branche évolutive du clade une

Vous saurez souvent voir ces diagrammes qui sont parfois appelés

cela montre un ancêtre commun à tous ces organismes et cet ancêtre commun peut avoir été une sorte de poisson à quatre membres ou quelque chose comme ça.

C'est une règle de choisir parmi le nombre de

(Bapat, G., 2010). De nombreux progiciels sont disponibles aujourd'hui, à savoir.

Homologies de caractères dérivés partagés qui ont évolué dans un ancêtre commun à toutes les espèces sur une branche d'une fourche dans un

, mais pas commun aux espèces de l'autre branche.
synapse.

Les deux principales causes de caractères homoplasiques sont l'évolution convergente (apparition d'un même caractère dans au moins deux lignées distinctes) et la réversion du caractère (le retour à un caractère ancestral). Utilisation d'homoplasies lors de la construction d'un


Introduction à la phylogénie :Polytomies dures ou molles ?

Les polytomies peuvent représenter deux cas différents. Premièrement, ils peuvent représenter l'hypothèse littérale qu'une population ancestrale commune s'est scindée à travers cladogenèse (c'est à dire., spéciation) en plusieurs lignées. Selon cette interprétation, un tel nœud interne est appelé un polytomie dure (en bas à gauche). Alternativement, quelqu'un qui représente une polytomie dans un cladogramme ne s'attend pas vraiment à ce que le même ancêtre ait donné naissance à tous les taxons filles, mais ne sait pas quel modèle résolu est la meilleure hypothèse. Dans ces circonstances, un tel nœud est appelé un polytomie douce (en bas à droite). C'est en fait la signification la plus courante d'une polytomie.

POLYTOMIES ET ARBRES DE CONSENSUS STRICTES :
Les deux cladogrammes ci-dessous illustrent une situation courante en analyse phylogénétique, lorsque deux ou plusieurs entièrement résolu les hypothèses du cladogramme peuvent être tout aussi bien étayées par parcimonie. L'exemple suivant est utilisé pour expliquer comment une telle incertitude est parfois représentée par un consensus strict arbre.


Considérez les cladogrammes A et B ci-dessus. Ces cladogrammes diffèrent par la relation hypothétique de la tortue avec les autres reptiles (*). Le cladogramme A est l'hypothèse selon laquelle le tortue est le taxon frère d'un clade, oiseau + crocodile (Archosaurie). Le cladogramme A est l'hypothèse alternative la plus conventionnelle selon laquelle tortue est, à la place, le taxon frère de tous les autres reptiles (redéfini de manière cladistique pour inclure les oiseaux dans ce cours !). Cette dernière sous-clade reptilienne est appelée soit Saurie ou Diapsida, selon le nom préféré.


Les cladogrammes A et B peuvent être "combinés" consensus strict cladogramme. C'est l'un des nombreux types d'arbres de consensus. Plus précisément, un consensus strict ne préserve que les nœuds internes communs à deux ou plusieurs hypothèses de cladogramme sur lesquelles il est basé. Notez, par exemple, que oiseaux + crocodiles a été pris en charge dans les deux cladogrammes A et B (ci-dessus). Donc oiseaux + crocodiles se retrouve également dans le consensus strict (à gauche). De même, serpent + lézard se trouve dans le strict consensus. Cependant, les cladogrammes A et B diffèrent dans leur placement de tortue. Cela conduit à un effondrement des nœuds internes pris en charge dans le cladogramme A ou B de sorte qu'il y a maintenant une polytomie dans le consensus strict. Il s'agit donc d'une polytomie douce car nous utilisons le consensus strict pour résumer des hypothèses alternatives de cladogramme entièrement résolues. C'est souvent pratique, surtout dans les cas où il y a beaucoup plus de deux (souvent des milliers) d'arbres également parcimonieux, de sorte qu'un consensus strict sert de chiffre récapitulatif. Cependant, un consensus strict n'est pas sans inconvénients. En particulier, notez qu'il y a en fait plus que les deux (cladogrammes A et B) résolutions de la polytomie qui pourraient être résumées par ce consensus strict, de sorte qu'il n'y a aucun moyen de savoir lesquels (parmi beaucoup) les cladogrammes entièrement ou partiellement résolus sont résumée par le strict consensus. Pour illustrer cette limitation, considérons que dans le strict consensus des cladogrammes A et C (ci-dessous) est identique à celui des cladogrammes A et B.


Pourtant, ces arbres de consensus strict identiques reposent sur des prémisses très différentes. Dans le premier cas (cladogrammes A et B dans l'exemple précédent), tortue était tout aussi bien pris en charge en tant que taxon frère d'autres reptiles (cladogramme B), et tortue était ne pas pris en charge en tant que taxon frère de serpent + lézard (cladogramme C), alors que dans le second cas (favorisant les cladogrammes A et C), les affirmations opposées sont vraies. Le fait est qu'une polytomie dans un cladogramme introduit une ambiguïté concernant le ou les arbres les mieux supportés comme les plus parcimonieux par les données disponibles. * Le cladogramme B est l'hypothèse conventionnellement préférée, bien que des preuves moléculaires récentes se soient accumulées en faveur du cladogramme A, plaçant les tortues soit comme taxon sœur de l'archosauria (y compris les crocodiles et les oiseaux), soit au sein des archosaures, généralement comme taxon sœur des crocodiles. Cliquez ici pour des liens vers ces différentes vues ou retournez à l'exemple.



Commentaires:

  1. Mongo

    Complètement, tout peut être

  2. Faektilar

    Chose utile

  3. Onuris

    Je considère que vous vous trompez. Écrivez-moi dans PM, nous parlerons.

  4. Whitfield

    Correctement! Se rend!

  5. Garner

    Pensez-y juste!



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