Dans le cadre de l'évolution humaine, comme pour toute étude liée à l'évolution des espèces, des phylogénies peuvent être établies et il importe de bien les comprendre.
En utilisant les documents fournis et les connaissances, préciser la parenté entre les deux espèces fossiles étudiées et les espèces actuelles présentées.
La phylogénie
La phylogénie est une méthode scientifique d'étude et de reconstitution des mécanismes évolutifs. Dans un arbre phylogénétique, ce qui est recherché n'est pas « qui descend de qui », mais « qui est le plus proche de qui ».
Toutes les espèces étudiées sont présentées sur une même ligne et sont reliées à des ancêtres théoriques entre lesquels des innovations évolutives sont mises en évidence.
Dans l'exemple ci-dessous, B, C et D sont des espèces qui proviennent d'un ancêtre théorique A. Entre cet ancêtre théorique et l'espèce C ou D, une innovation « i » est apparue, que l'espèce B ne possède pas. L'ancêtre théorique E possède cette innovation et il l'a léguée à C et D.
Les espèces les plus proches dans un arbre phylogénétique sont celles qui possèdent un ancêtre commun qui n'est pas partagé par les autres espèces. Ce sont également celles qui présentent le plus de caractères communs.
Ici, C et D sont les deux espèces les plus proches.
Une phylogénie d'espèces actuelles
L'arbre phylogénétique ci-après présente les liens de parenté évolutive entre diverses espèces animales actuelles.
Des espèces fossiles
La matrice présentée ci-dessous présente les caractéristiques de deux espèces fossiles : Compsognathus et Archaeopteryx.
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| Fenêtre temporale | Fenêtre mandibulaire | 3 doigts au sol | Plumes | Bréchet |
| Compsognathus | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| Archaeopteryx | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
Dans l'arbre théorique du document 1, quelles sont les espèces qui possèdent l'innovation « i » ?
Dans cet arbre, l'ancêtre théorique A et ses descendants possèdent cette innovation. Ce sont donc, parmi les espèces présentées, C et D.
Quelle espèce, dans le document 2, est la plus proche du crocodile ?
C'est la poule qui, dans cet arbre, est la plus proche du crocodile, ces deux espèces ayant un ancêtre commun exclusif (que les autres espèces ne partagent pas), qui a, le premier, l'innovation « fenêtre mandibulaire ».
Dans le document 2, quels caractères l'ancêtre commun exclusif à la poule et au crocodile possède-t-il ?
Un ancêtre commun théorique possède tous les caractères apparus avant (fenêtre mandibulaire, fenêtre temporale), mais pas les caractères qui n'apparaissent qu'après la division en plusieurs branches. Ces caractères ne sont spécifiques que des groupes appartenant à l'une ou l'autre des branches.
Dans l'arbre du document 2, et d'après les données du document 3, quelle espèce actuelle est la plus proche de l'Archaeopteryx ?
L'Archaeopteryx ne diffère de la poule que par un seul caractère (le bréchet) : il a donc avec la poule un ancêtre commun théorique récent et est l'espèce la plus proche de la poule.
D'après l'ensemble des documents, quel est l'arbre phylogénétique qui peut convenir aux espèces actuelles et fossiles présentées ici ?
L'arbre correct, avec les données fournies, est le suivant :
