La notion d'ancêtre commun

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Auteur: Céline Brochier-Armanet (Maître de conférence à l’Université de Provence (Aix-Marseille I))

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La notion d’ancêtre commun est fondamentale en évolution et en phylogénie. Un ancêtre commun d’un groupe d’organismes est défini comme étant un organisme dont la descendance contient les organismes étudiés. Bien qu’en apparence simple, c’est une notion délicate à appréhender, car un certain nombre de concepts importants se cachent derrière et il est fréquent de trouver des confusions dans la littérature.

Et vous, êtes-vous familier de cette notion ? Nous vous proposons un petit quiz pour tester vos connaissances. Lisez bien cet arbre et tentez d’expliquer pourquoi les assertions proposées plus bas sont vraies ou fausses.

Arbre

Cette figure représente la phylogénie des organismes A à H. Ces organismes sont des organismes vivants actuellement. Par contraste, les organismes I à O représentent des ancêtres des organismes A à H. Les lignes connectant les ancêtres I à O entre eux ainsi qu’aux organismes A à H représentent des organismes unis par des relations d’ancêtre à descendant. Ces relations sont orientées selon la flèche située à droite.

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VRAI ou FAUX ?

1/ Dans cet arbre, (O) est un ancêtre commun. | Réponse

2/ Dans cet arbre, (N) est l’ancêtre commun exclusif de (E), (F), (G) et (H). | Réponse

2bis/ (O) est l’ancêtre commun exclusif de (E) et (H). | Réponse

3/ Dans cet arbre, (O) et (M) sont les ancêtres communs de (A) et (B). | Réponse

4/ Dans cet arbre, (O) est le dernier ancêtre commun du groupe (A) et (B). | Réponse

5/ (N) est le dernier ancêtre commun exclusif de (G) et (E). | Réponse

6/ (N) est le premier ancêtre commun exclusif de (G) et (E). | Réponse

7/ (I) peut être qualifié d’ancêtre commun hypothétique. | Réponse

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1/Dans cet arbre, (O) est un ancêtre commun

VRAI ET FAUX

Parler d’un ancêtre commun dans l’absolu n’a pas de sens. Il faut préciser par rapport à quels organismes (ou groupes d’organismes) il est défini.

 

Arbre Q1

Il l’est aussi pour (J) et (I) ou pour (G) et (L) et (N).-La notion d’ancêtre commun est donc relative.

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2/Dans cet arbre, (N) est l'ancêtre commun exclusif de (E), (F), (G) et (H) 

VRAI

Un ancêtre commun d’un groupe est dit exclusif s’il est l’ancêtre de tous les organismes constituant ce groupe, sans être également ancêtre d’organismes ne faisant pas partie de ce groupe.

Par exemple, (I) est un ancêtre commun exclusif de (A) et (B), car il n’est ancêtre commun d’aucun autre organisme actuel que (A) et (B). De même, (N) est bien un ancêtre commun exclusif de (E), (F), (G) et (H). Au contraire, (M) qui est aussi un ancêtre commun de (A) et (B) ne peut pas être qualifié d’exclusif car il est aussi ancêtre de (C) et (D).

Arbre Q2

La notion d’exclusivité est souvent confondue, à tort, avec celle d’ancêtre commun. Ce sont pourtant deux concepts distincts.

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2bis/(O) est l'ancêtre commun exclusif de (E) et (H)

FAUX

(E) et (H) partagent un grand nombre d’ancêtres communs, tels que (N) et (O). Pourtant, aucun d’eux ne peut être qualifié d’ancêtre commun exclusif, car ils sont également les ancêtres de (F) et de (G).


En fait, la notion d’ancêtre commun exclusif n’est applicable qu’aux groupes monophylétiques, car la possession d’un ancêtre commun exclusif est incluse dans la définition.

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3/Dans cet arbre, (I) est le seul ancêtre commun de (A) et (B)

FAUX

La notion d’ancêtre commun d’un groupe n’est pas unique.

En effet, pour un groupe d’organismes donnés il est en général possible de définir un grand nombre d’ancêtres communs. Par exemple, si (I) est bien un ancêtre commun de (A) et (B), il n’est pas le seul. En effet, (M) et (O) le sont également, de même que tous les organismes reliant (I) à (M), (M) à (O) et tous les ancêtres de (O). Ces organismes sont figurés sous la forme de lignes rouge.

Arbre Q3

Ceci est lié au fait que les ancêtres d’un groupe d’organismes ont eux-mêmes une multitude d’ancêtres qui sont, de fait, des ancêtres du groupe d’organismes étudié. C’est pour cette raison que le pronom indéfini « UN » ou « DES » a été utilisé dans le paragraphe précédent pour parler d’ancêtre commun. Ainsi, (O) et (M) sont DES ancêtres communs de (A) et (B).

Dans la multitude des ancêtres communs d’un groupe donné certains peuvent être exclusifs au groupe et d’autres non. Dans le cas de (A) et (B), parmi tous leurs ancêtres communs, seuls (I) et les organismes symbolisés par la ligne reliant (I) à (M) (ce dernier n’étant pas inclus) sont des ancêtres exclusifs de ces deux organismes. Au contraire, les organismes (M) et ses ancêtres sont bien des ancêtres de (A) et (B) mais pas exclusifs car ils sont aussi ancêtres de (C) et (D).

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4/Dans cet arbre, (O) est le dernier ancêtre commun du groupe (A) et (B)

FAUX

Certains ancêtres communs occupent une place privilégiée dans la foule des ancêtres communs d’un groupe.

Il est fréquent de parler de « l’ancêtre commun » d’un groupe. Ici, l’utilisation du pronom défini « l’ » sous-entend qu’un des ancêtres du groupe étudié occupe une place privilégiée. En effet, il est possible de voir qu’il existe une différence fondamentale entre les ancêtres d’un groupe : certains sont plus anciens que d’autres.

Le dernier ancêtre commun d’un groupe est l’ancêtre commun le plus proche dans le temps des membres du groupe. Il est donc aussi fréquent de parler du dernier ancêtre commun que de l’ancêtre commun le plus proche d’un groupe.

Dans l’exemple proposé, (I) est un ancêtre plus proche dans le temps de (A) et (B) que (M) ou (O), il sera donc qualifié de dernier ancêtre commun de ce groupe. Si l’ensemble des ancêtres de (A) et (B) sont considérés depuis le temps T=0, (I) est le dernier de la série. Les autres ancêtres de (A) et (B) sont plus éloignés dans le passé et ne peuvent donc pas prétendre au titre de dernier ancêtre commun.

Arbre Q4

Tout ce qui est en rouge, représente des ancêtres de (A) et (B)

L’adjectif « dernier » indique que dans la descendance du dernier ancêtre d’un groupe, il n’y a plus d’ancêtre commun du groupe (c’est le dernier d’une série pouvant être longue). Dans l’exemple précédent, les descendants de (I) sont soit des ancêtres de (A), soit des ancêtres de (B), mais il n’y a plus d’ancêtre commun de (A) et (B).

Le dernier ancêtre commun d’un groupe indique en général le point à partir duquel le groupe considéré commence à se diversifier. C’est-à-dire à partir duquel vont se séparer des lignées dont des descendants perdurent actuellement.

Arbre Q4 bis

D’un point de vue formel, le dernier ancêtre commun d’un groupe d’organismes définit le plus petit sous-arbre phylogénétique contenant l’ensemble des organismes étudiés.

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5/(N) est le dernier ancêtre commun exclusif de (G) et (E)

FAUX

(N) est bien le dernier ancêtre commun de (G) et (E) car c’est à partir de lui que les lignées menant à (G) et (E) divergent mais il n’est pas un ancêtre exclusif de (G) et (E) car c’est aussi l’ancêtre commun de (F) et (H).

Arbre Q5


La notion de dernier ancêtre commun d’un groupe n’est pas obligatoirement liée à celle d’exclusivité.

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6/(N) est le premier ancêtre commun exclusif de (G) et (E)

FAUX

D’un point de vue formel, le premier ancêtre d’un groupe représente, dans la phylogénie générale, le point de branchement du sous-arbre contenant le dernier ancêtre commun du groupe étudié. Soit par exemple, le premier ancêtre commun de (A) et (B) est le point de branchement de la lignée qui connecte (I) au reste de l’arbre. Ce premier ancêtre commun ne peut pas être (M) car (M) donne aussi naissance à la lignée qui va conduire à (C) et (D), mais c’est le premier descendant de (M) qui est à l’origine de la lignée qui conduit à (I).

Arbre Q6


Il est aussi possible de définir le premier ancêtre commun d’un groupe, comme l’ancêtre commun exclusif le plus ancien du dernier ancêtre commun de ce groupe. Dans l’arbre ci-dessus les ancêtres communs exclusifs de (I) sont figurés par la lignée rose foncée qui connecte (I) à (M). Le plus ancien de ses ancêtres est le premier descendant de (M).


Arbre Q6 bis
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7/(I) peut être qualifié d'ancêtre commun hypothétique

VRAI

Toutes les inférences phylogénétiques ne sont que des hypothèses représentant l'histoire évolutive la plus probable d'un groupe d'organismes. Ces hypothèses sont dépendantes des connaissances et des données disponibles, mais également des méthodes utilisées pour les analyser. Ceci implique que ces hypothèses sont susceptibles d'être remises en cause ou remplacées par de nouvelles hypothèses, au fur et à mesure de l'avancée de nos connaissance

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Par exemple, dans tous les exemples proposés précédemment, il était fait l'hypothèse que (M) était un ancêtre commun exclusif de (A), (B), (C)
et (D) (et même plus précisément le dernier ancêtre commun de ces
organismes). Supposons que de nouvelles données remettent en cause
cette phylogénie et qu'il apparaisse que (C) et (D) sont en fait plus
apparentés à (E), (F), (G) et (H), qu'à (A) et (B).


L'hypothèse concernant l'existence d'un ancêtre commun exclusif à (A), (B), (C) et
(D), n'est plus valide. (M) n'a donc plus aucune raison d'être, et au
contraire il sera postulé l'existence d'un nouvel ancêtre
hypothétique (P), commun aux organismes (C), (D), (E), (F), (G) et (H).

Arbre Q7

Étant donné que nous ne disposons pas encore de machines à remonter dans le temps, nous ne pourrons jamais avoir de preuves formelles et directes de l'existence d'un ancêtre commun à un groupe d'organismes, ce dernier doit en toute rigueur être qualifié d'hypothétique. Cela ne reflète pas la fragilité des hypothèses, mais la prudence et la rigueur que doit avoir tout scientifique.

Last modified: Monday, 2 April 2018, 6:28 PM