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Les « poissons » poussent dans les arbres ?


too many fish in the sea

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Les arbres phylogénétiques servent d'abord à ordonner la nature. Cet ordre est fondé sur ce que les êtres vivants ont (et non pas sur ce qu'ils font, là où ils vivent, ou comment nous les utilisons). Plus exactement, cet ordre est fondé sur ce que les êtres vivants ont en commun : nos arbres montrent des partages de caractères entre espèces. Ils nous montrent « qui partage quoi avec qui ». Un chat et un chien partagent une truffe, des poils et des pavillons de l’oreille, qui sont autant d’attributs que n’a pas un lézard. Si nous nous intéressons aux animaux sur lesquels travaille l'équipe, un maquereau et un bar partagent des épines sur les nageoires, épines qu’une truite ne possède pas.

Depuis 1859, date de la parution de l’Origine des espèces de Charles Darwin, nous savons que ce qui est partagé par des espèces qui ne se croisent pas entre elles aujourd’hui a été acquis d’un ancêtre commun passé. Ainsi, en nous montrant « qui partage quoi avec qui », nos arbres montrent «qui est apparenté à qui ». Les arbres expriment donc des degrés relatifs de parenté. Un maquereau et un bar sont plus apparentés entre eux que chacun ne l’est d'une truite, car les premiers partagent des caractères montrant une étroite parenté entre eux.

 
Arbre de relations de parentés entre une truite, un maquereau et un bar
Arbre de relations de parenté entre une truite, un maquereau et un bar.

Le maquereau et le bar sont classés dans les acanthomorphes car ils ont ensemble des épines en avant des nageoires dorsale et anale (la truite qui n’en a pas n’est pas mis dans les acanthomorphes). Le maquereau, le bar et la truite sont classés dans les téléostéens parce qu’ils ont tous un squelette particulier soutenant la nageoire caudale.

Squelette de la nageoire caudale d'un maquereau
Squelette de la nageoire caudale chez un maquereau (Scomber scombrus, scombridés)
(Cliché: B. Chanet).
 

Ces arbres servent donc à faire des classifications, mais ils peuvent servir à une foule d’objectifs scientifiques différents:

 
  • Ces arbres servent à ancrer l’origine des attributs dans le temps.

Dans un premier temps, un arbre fournit un ordre relatif d’apparition des attributs : nous savons grâce aux arbres que le crâne est apparu avant la mâchoire, que celle-ci est apparue avant les quatre membres, et que ceux-ci sont apparus avant les poils. Mais on peut faire mieux : si l’on incorpore des fossiles dans l’arbre, certains segments de branches peuvent être inscrits dans une fourchette de temps. On passera alors d’un temps relatif à un temps absolu.

Un Saint Pierre (Zeus faber)Les plus vieux fossiles connus de Saint Pierre (Zeus faber) nous informent que leur famille, les zeidés, existe depuis au moins 36 millions d’années. Enfin, si l'arbre est reconstruit en comparant des séquences d'ADN, on peut préciser davantage cette fourchette. L’arbre contribue donc à raconter l’histoire du vivant.

 
  • Ces arbres nous racontent aussi l’histoire de la biodiversité dans l’espace.

Les espèces que nous classons sont souvent restreintes à certaines aires géographiques. Les arbres peuvent donc partiellement raconter la fragmentation des aires de répartition des espèces au cours du temps long. Les relations de parenté de multiples groupes de vertébrés renseignent sur les étapes de la dislocation du Gondwana (le super-continent rassemblant Amérique du Sud, Antarctique, Afrique, Australie, Inde et Madagascar durant l’ère primaire) ou bien révéler des migrations passées : la répartition de plusieurs espèces arctiques de pleuronectidés (poissons plats) dans l’atlantique Une vieille (Labrus bergylta)et le pacifique s’explique par des migrations répétées entre ces deux océans, de même que les relations de parenté entre acanthomorphes de la famille des labridés (telle la vieille ci-contre, Labrus bergylta), éclairent la distribution des eaux marines lors des dernières glaciations.

Relations de parenté de la tribu des Labrini
L'arbre ci-dessus est issu de Hanel et al. (2002), la tribu des labrinés  est un sous-groupe au sein des labridés.
Hypothèses zoo-géographiques de dispersion de la tribu des Labrini
Modifié d'après Hanel et al. (2002).
  • Ces arbres nous montrent que certains attributs sont perdus secondairement.

Par exemple, les acanthomorphes ont perdu leurs épines à plusieurs reprises : cela arrive chez les poissons plats, les tétraodons, mais aussi chez les hippocampes et espèces voisines (tel le Corythoichtys illustrant la page d’accueil de ce site).

Un hippocampe
Un hippocampe (Dessin: B. Chanet).
Un tétraodon
Un tétraodon (Cliché: V. Maran).
 
  • À l’inverse, ces arbres nous montrent que certaines formes sont facilement acquises plusieurs fois indépendamment.

Ainsi, au cours de l’évolution des acanthomorphes, on rencontre à plusieurs reprises, chez des animaux éloignés, une avancée de la nageoire dorsale au dessus de la tête : chez notamment les poissons plats, un regalec (lampridiformes), un rémora (echeneidés) ou certaines rascasses (scorpaeniformes). Chez les rémoras, elle est de plus transformée en ventouse par laquelle ces animaux s’accrochent à plus gros qu’eux (requins, raies, bateaux...).

Un targeur
Un targeur (Zeugopterus punctatus).
Un régalec
Un régalec (Regalecus glesne).
 
 

Un rémora

Un rémora (Remorina albescens)

 

Ces mêmes acanthomorphes sont capables au cours de leur évolution foisonnante, de synthétiser plusieurs fois indépendamment des protéines anti-gel dans le sang, dans des lignées non directement apparentées entre elles et vivant dans des eaux très froides: Un notothenioïde (Trematomus pennellii) chez les notothénioïdes (genre Notothenia) (pour plus de détails, voir Lecointre et Ozouf-Costaz (2004  Lecointre.ea.2004), chez les morues arctiques (genre Boreogadus), chez les chaboisseaux arctiques (genre Myoxocephalus), chez un poisson plat arctique (genre Pseudopleuronectes). On rencontre également des protéines anti-gel en dehors de ce groupe chez les éperlans arctiques (genre Osmerus), chez le hareng atlantique et même chez certains insectes... Étant donné que ces animaux sont fort éloignés les uns des autres en termes de relations de parenté, c'est-à-dire sur l'arbre. L’arbre nous raconte que certaines dispositions organiques sont « faciles » - évolutivement parlant- à mobiliser.

 
  • Enfin, les arbres peuvent nous aider à faire des choix dans la conservation de la nature.

En effet, la qualité d’une espèce ne se mesure pas seulement à sa rareté ou à l’utilisation que nous en faisons, ou encore à la charge esthétique ou symbolique que nous lui associons. Un arbre peut montrer qu’une espèce ou un groupe d’espèces peut être le dernier descendant d’une lignée très profonde, et donc posséder des caractères rares. En termes de diversité des caractères que nous sommes amenés à « protéger » dans la nature, l’arbre est précisément l’outil intellectuel approprié car il nous montre la répartition historique des caractères (Lecointre, 2010).

Les chondrostéens forment un groupe de poissons à nageoires rayonnées voisin des téléostéens. Ils sont représentés dans la nature actuelle par les esturgeons et les spatules.

Esturgeon étoilé
Esturgeon étoilé (Acipenser stellatus) (Cliché: A. Borvon).

L'intérêt économique des estugeons est connu à travers le monde entier (leurs oeufs constituent le fameux caviar) et tous ces animaux sans exception sont actuellement gravement menacés par les pêches excessives et les modifications apportées par l'Homme à leurs milieux de vie (barrages, pollution ...). Préserver ces animaux et leur environnement, c'est non seulement conserver une ressource, mais c'est aussi maintenir vivants des preuves et des rameaux de l’arbre de l’Évolution.

 

Références

  • Phylogenetic Relationships, Evolution of Broodcare Behavior, and Geographic Speciation in the Wrasse Tribe Labrini. Reinhold Hanel, Mark W. Westneat and Christian Sturmbauer, J. Mol. Evol., 2002(55), pages 776-789.
  • Pour une approche moins restrictive de la Biodiversité. Guillaume Lecointre, Pour la Science, n°397, novembre 2010, pages 18-19.