Problématiques et enjeux

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Auteur : Frédéric Legendre (Maitre de Conférences, MNHN)

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Nous proposons une comparaison entre un exemple de méthode utilisée par un scientifique dans son laboratoire du Muséum et une méthode pouvant être utilisée en classe.

AU LABO : les termites « ouvriers vrais » sont-ils apparus une ou plusieurs fois au cours de l’évolution ?

Legendre Frédéric Legendre est Maître de Conférences au Muséum national d’Histoire naturelle de Paris au sein de l’unité de recherche UMR CNRS 7205 « Institut Systématique, Evolution, Biodiversité » (ISYEB). L’ISYEB a pour objectif de répondre aux questions concernant l’origine de la biodiversité, les modalités de diversification des espèces, la mise en place des communautés animales en lien avec l’évolution spatio-temporelle des taxons. L’approche privilégiée par l’équipe est la systématique phylogénétique et ses outils moléculaires, génétiques, morphologiques et morphométriques. L’activité principale de recherche de Frédéric Legendre se concentre essentiellement sur l’évolution du comportement social chez les blattes et les termites (Hexapodes, Dictyoptères).


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Pour répondre, nous avons besoin d’un arbre phylogénétique.

La première difficulté à dépasser quand on envisage de réaliser une analyse phylogénétique est de déterminer précisément l’objectif de l’étude. Il est primordial d’identifier une question précise car elle aura un impact sur la délimitation de l’échantillonnage avec lequel travailler.

Cette question peut :

  • être strictement classificatoire (exemples : tel groupe d’organismes forme-t-il un groupe monophylétique ? Est-ce que la classification proposée par tel auteur est bien soutenue par nos données ?).
  • viser à retracer l’évolution de caractères d’intérêts.
  • s’intéresser à l’évolution biogéographique d’un groupe taxonomique.

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Dans ces deux derniers cas, on s’intéresse davantage aux caractères (morphologie, comportements, distribution géographique…) portés par les taxons qu’aux taxons eux-mêmes. En effet, ce ne sont pas tant les relations de parenté à proprement parler qui nous intéressent mais l’histoire évolutive des caractères qui en découle.

Dans chaque cas, on se réfère à la bibliographie existante afin de différencier ce qui a déjà été démontré de manière non ambiguë de ce qu’il reste à démontrer.
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Collection de termites                                    Collection de termites Collection de termites

Collections de termites du Muséum de Paris Tubes et récipients contenant des spécimens de termites © MNHN

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Dans cette étude, on se propose d’étudier l’évolution des castes d’ouvriers chez les termites.
Les termites sont des insectes dits « eusociaux », c'est-à-dire qu’ils présentent notamment des castes formées d’individus stériles (les ouvriers et les soldats).
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D’après des critères morphologiques, ontogénétiques et comportementaux, les auteurs distinguent classiquement deux types d’ouvriers : les ouvriers dits « vrais » et les pseudergates (également appelés « faux ouvriers »).

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Termite ouvrier



Soldats
Reine de Macrotermitinae


Individu ailé de termite


Pseudergate : 2ème individu en partant de la gauche
A : Photographie d’un Termite. Source : http://tolweb.org/Dictyoptera/8253

B : 2 soldats d’une espèce de termites non identifiée de Côte d’Ivoire (individus stériles). Les soldats sont facilement reconnaissables grâce à leur tête fortement sclérifiée et leurs « armes » de défense (ici de puissantes mandibules) © S.Mouge - MNHN

C : Reine de Macrotermitinae (individu reproducteur) présentant un abdomen hypertrophié (conservée dans du formol). La reine (ou quelquefois les reines) est le seul individu à pondre des œufs dans la colonie ©S.Mouge - MNHN

D : Individu ailé de termite (individu reproducteur). Après le vol nuptial durant lequel les couples se forment, ces individus perdent leurs ailes, s’accouplent puis fondent une colonie ©S.Mouge - MNHN

E : Pseudergate : 2ème individu en partant de la gauche ©MNHN

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Autant les auteurs s’accordent pour dire que la caste des soldats est apparue une seule fois au cours de l’évolution chez l’ancêtre des termites, autant l’évolution des castes d’ouvriers est plus controversée.
Ainsi, les ouvriers « vrais » sont-ils apparus une ou plusieurs fois au cours de l’évolution ? Aucune réponse claire n’a pu être proposée avant cette étude. Il s’agit ici de retracer l’évolution d’un caractère d’intérêt. Pour y répondre, il faut dans un premier temps obtenir une hypothèse de relations phylogénétiques entre les différentes familles de termites.

Aujourd’hui, les chercheurs du département Origines et Évolution du Muséum national d’Histoire naturelle de Paris poursuivent cette tâche de classification des organismes en utilisant les techniques de recherche les plus modernes. Les enjeux de cette science sont multiples, et s’étendent de la description et la protection de la biodiversité jusqu’à l’étude des mécanismes de l’évolution.

Les systématiciens qui privilégient exclusivement la recherche des liens de parentés entre taxons cherchent à reconstituer l’histoire évolutive des organismes entre eux et c’est justement cet objectif que se fixent les enseignants au niveau pédagogique.
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EN CLASSE : Qui est plus proche de qui ?

De la troisième à la terminale, nous nous limitons à la recherche de parentés. Nous abordons la classification pour elle-même sans pour autant chercher à répondre à une question évolutive. Pour ce faire, nous ne travaillons pas sur de nombreuses familles d’individus mais plutôt à partir de quelques taxons très larges.

Question proposée : Qui, de l’homme ou de la chauve souris, est plus proche du pigeon ?

Flèche3 réponses possibles, qui peuvent s’exprimer sous forme d’arbres :


Arbre
Arbre Arbre

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La procédure moderne de construction d’une classification s’emploie à explorer un champ d’hypothèses possibles.

Étape suivante : Choisir les taxons EN CLASSE flèche

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Last modified: Sunday, 20 May 2018, 12:37 PM