Champ d'application et prérequis
Cette fiche couvre des sujets HL sélectionnés pour le cours évalué pour la première fois en 2025 ; elle ne représente pas l'intégralité du programme.
Prérequis : diversité des organismes de A.3.1 et séquences d'ADN de A.1.2.
Les exemples sont originaux et fictifs : ils ne correspondent ni à de vraies mesures ni à de véritables enquêtes d'étudiants.
Classification et cladistique
Qu'est-ce qui expliquerait cette observation ?
- Les oiseaux étaient autrefois classés très loin des reptiles, pourtant leur ADN et leurs os crâniens les placent à côté des crocodiles. Quelle preuve devrait déterminer le regroupement ?
Construire le modèle
- Classification place chaque espèce dans une hiérarchie imbriquée : domaine, règne, phylum, classe, ordre, famille, genre, espèce, nommées selon le système binominal (nom du genre + un second mot identifiant l'espèce, comme Homo sapiens). La cladistique regroupe les organismes par caractères dérivés partagés — des traits apparus chez un ancêtre commun — représentés sous forme de cladogramme dont les nœuds ramifiés symbolisent les ancêtres communs.
- Les preuves moléculaires telles que les différences de séquence d'ADN décident généralement entre les arbres concurrents. Faire pivoter deux branches à un nœud ne change rien : c'est le motif de ramification, et non l'ordre gauche-droite, qui enregistre les relations.
- classification : Classification des organismes en groupes imbriqués selon des caractères communs ; système binominal : Nommentation d'une espèce par son nom de genre suivi d'un second mot identifiant ; caractère dérivé partagé : Trait hérité de l'ancêtre commun le plus récent du groupe ; cladogramme : Diagramme ramifié des relations basé sur les caractères dérivés partagés.
Choisir des preuves capables de le tester
- Construisez l'arbre à partir d'une matrice de caractères d'abord, puis demandez-vous si un NOUVEL ensemble de données (par exemple une séquence d'ADN) reproduit les mêmes groupements ; un accord indépendant est le soutien le plus fort.
- Une caractéristique visible unique peut induire en erreur par évolution convergente — des animaux éloignés évoluent vers des formes similaires pour des modes de vie comparables — ainsi, un seul trait ne définit jamais un groupe monophylétique.
Travailler à partir de quantités connues
- Connues : deux séquences d'ADN alignées diffèrent en 8 sur 50 sites. Pourcentage de différence = différences / sites × 100 = 8/50 × 100 = 16%. Une troisième espèce différant en seulement 5 sur 50 sites (10%) partage un ancêtre commun plus récent avec la deuxième séquence que la première ne le fait.
Exemple :
Un autre alignement montre 6 différences sur 40 sites. Trouvez le pourcentage de différence en utilisant la même séquence : quantités connues → modèle → relation → substitution → unité et interprétation. (Réponse : 6/40 × 100 = 15%. Le pourcentage est une comparaison observée, pas une horloge moléculaire calibrée — dater une divergence nécessite des hypothèses sur les taux.)
Vérifier la conclusion et ses limites
- Un cladogramme est une hypothèse de relations, révisable lorsque de meilleures preuves apparaissent. Le pourcentage de différence observé ignore les multiples changements au même site, sous-estimant donc la divergence réelle pour les paires éloignées.
Avertissement :
Une espèce moderne située à l'extrémité d'une branche est l'ancêtre de l'espèce à une autre extrémité. Cette affirmation est fausse : chaque extrémité représente un descendant moderne ; les nœuds symbolisent des ancêtres communs qui n'existent plus. Les oiseaux descendent d'ancêtres archosaures — ils ne descendent pas des crocodiles actuels.
Clé :
Classification et cladistique : groupes imbriqués du domaine à l'espèce, nommés binominalement ; les cladogrammes regroupent selon des caractères dérivés partagés, avec les différences moléculaires comme preuve décisive. Comptez les différences en pourcentage et lisez les ramifications — jamais l'ordre des extrémités — pour déterminer les relations.
Écrire à partir d'une différence de 20 pour cent
- Deux séquences d'ADN alignées diffèrent en 12 sur 60 sites.
- Trouver le pourcentage de différence : 12 ÷ 60 × 100 = 20 pour cent.
Écrire à partir du couple le plus proche
- L'espèce C diffère de B en 3 sur 50 sites et de A en 12 sur 50 sites.
- Dire quels deux partagent l'ancêtre commun le plus récent : C avec B (6 pour cent contre 24 pour cent — la divergence la plus faible, le nœud le plus proche).
Écrire à partir d'un piège d'ordre des extrémités
- Un cladogramme place X et Y sur des extrémités adjacentes, Z étant plus éloigné.
- X descend-il de Y ? Non — les extrémités sont des cousins modernes ; leur NŒUD commun est l'ancêtre, et la rotation des branches ne change rien.