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EXERCICE 1 :LE GROUPE DES POISSONS, UN GROUPE NON PHYLOGÉNÉTIQUE Dans l’ancien système de classification, qui reposait essentiellement sur des critères morphologiques, on regroupait sous le terme de poissons les animaux aquatiques, vertébrés, munis de nageoires et à la peau recouverte d’écailles. Actuellement, on regroupe les êtres vivants sur des critères de parenté. A partir des informations du document  1, expliquer pourquoi le groupe des poissons est actuellement abandonné. Document 1

– Arbre phylogénétique de quelques vertébrés 

* caractère dérivé : caractère issu de la transformation d’un caractère primitif.

EXERCICE 2 : CLASSIFICATION CLASSIFICATION ANCIENNE ET CLASSIFICATION PHYLOGÉNÉTIQUE : La classification des êtres vivants a été fondamentalement remaniée au cours des dix dernières années par l’utilisation de nouvelles méthodes de la phylogénie. De nombreux groupes de l’ancienne classification ont disparu : c’est le cas d e l’ancienne classe des reptiles. Après avoir repéré les différences entre les deux classifications (document ( document 2), 2), montrez en quoi l’exploitation des documents 3 et 4 justifie l’abandon de l’ancienne classification. Document 2a -

Ancienne classification 

Document 2b  –

Classification basée sur les nouvelles  méthodes de phylogénie 

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Document 3 –

Document 4 –

Matrice taxons / caractères 

Squelettes de deux archosauriens 

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CORRECTION EXERCICE 1 :LE GROUPE DES POISSONS, UN GROUPE NON PHYLOGÉNÉTIQUE Comprendre le sujet : •

•

Il s’agit d’avoir en tête les critères d’une classification basée sur les relations de parenté pour rechercher dans l’arbre phylogénétique fourni des arguments montrant que le groupe des Poissons ne répond pas à ces critères. En particulier il faut exploiter la notion de groupe monophylétique (ou clade) pour démontrer que les Poissons n’en forment pas un. Une façon complémentaire d’indiquer pourquoi le groupe des Poissons doit être abandonné est de fournir à partir des données extraites de l’arbre un regroupement, autre que celui des Poissons, traduisant bien les relations de parenté.. Il peut être utile pour bien vous faire comprendre de redessiner l’arbre (sans figure bien entendu) en apportant les légendes complémentaires).

Connaissances à utiliser : •

L’établissement de relations de parenté entre les êtres vivants s’effectue par comparaison de caractères homologues. Les comparaisons comparaisons prennent en compte l’état ancestral et l’état dérivé des caractères. Seul le partage d’états dérivés des caractères témoigne d’une étroite parenté. parenté.

La classification actuelle qui est basée sur les relations de parenté entre les êtres vivants ne doit comprendre que des groupes monophylétiques. Un tel groupe est formé par un ancêtre commun exclusif et tous ses descendants. descendants. Tous les membres de ce groupe possèdent au moins un état dérivé qui leur est propre et qui leur a été légué par leur ancêtre commun. L’arbre phylogénétique fourni montre que le Poisson-chat, la Truite et le Dipneuste ont un ancêtre commun, situé au nœud le plus bas de l’arbre qui est aussi celui du Zèbre et du Renard. Le groupe des Poissons qui ne réunit pas tous les descendants d’un ancêtre commun n’est donc pas monophylétique.. monophylétique En outre l’arbre montre que seul le Dipneuste partage avec le Zèbre et le Renard les états dérivés : « crosse aortique » et «  «  poumons avec alvéoles » et qu’il a donc avec eux un ancêtre commun qui n’est pas celui du Poisson-chat ni celui de la Truite. Le Dipneuste est donc plus étroitement apparenté au Zèbre et au Renard qu’au Poisson-chat et à la Truite . Il doit être réuni avec eux dans un groupe dont ne font f ont pas partie les autres animaux. Conclusion : la réunion du Dipneuste avec le Poisson-chat et la Truite dans le groupe des Poisson ne traduit  donc pas correctement les relations de par enté et en conséquence doit être abandonné.

Anciens groupes des poissons Poisson-chat

Truite

Dipneuste

Zèbre

Renard

Présence d’un cou Membre chiridien Nageoires rayonnées Poumons avec alvéoles

Ancêtre commun au Dipneuste, au Zèbre et au Renard

Crosse aortique

Ancêtre commun aux 5 vertébrés

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EXERCICE 2 : CLASSIFICATION CLASSIFICATION ANCIENNE ET CLASSIFICATION PHYLOGÉNÉTIQUE : Comprendre le sujet : •

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Une classification implique l’établissement de liens de parenté entre des espèces ou des groupes d’êtres vivants. Il s’agit ici de montrer que l’une des classification rend mieux compte des relations de parenté que l’autre. Il faut donc bien distinguer que les différences entre les 2 classifications (document (document 1) 1) puis démontrer à l’aide des documents 2 et  3 que l’une (classification (classification phylogénétiue) phylogénétiue) traduit mieux les relations de parenté que l’autre (ancienne (ancienne classification). classification).

Connaissances à utiliser : •

Seuls les états dérivés peuvent être pris en compte pour établir des liens de parenté et seuls ceux qui sont partagés par au moins 2 lignées peuvent être utilisés pour établir une classification.

Exploitation du document 1 : Le document 1 permet d’établir les différences entre les 2 classifications : Dans la classification ancienne (1a) les Crocodiles sont associés aux Tortues, Lézards et Serpents dans le groupe des Reptiles : ils il s possèdent tous le même ancêtre. -

Dans la classification phylogénétique (1b) les Crocodiles sont reliés aux Oiseaux dans le l e groupe des Archosauriens dont ne font pas partie les Tortues, Lézards et Serpents et dont font partie les Dinosaures.

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Dans la classification phylogénétique (1b) Lézards et Serpents font partie du groupe des Lépidosauriens dont ne fait pas partie la Tortue.

Lézards et Serpents partagent avec les Crocodiles, les Oiseaux et les Dinosaures un ancêtre commun qui n’est pas celu des tortues. Conclusion : dans la classification moderne, le Crocodile est plus étroitement étr oitement apparenté aux Oiseaux qu’aux Tortues, Lézards et Serpents. Il partage avec les Oiseaux et les Dinosaures un ancêtre commun qui n’est pas celui des Tortues, Lézards et Reptiles.

Exploitation du document 2 : Tous les groupes cités sont des Amniotes ; ce caractère ne peut donc pas être utilisé pour les classer. Seuls les états dérivés non présents chez tous les taxons envisagés peuvent être pris en compte pour classer : Serpents, Lézards, Crocodiles et Dinosaures possèdent l’état dérivé « 2 fenêtres temporales » que ne possèdent pas les tortues : cela est en accord avec le fait qu’ils ont un ancêtre commun qui n’est pas celui des tortues. Crocodiles et Dinosaures présentent l’état dérivé « 1 fenêtre mandibulaire » que ne possède ni la Tortue, ni le Lézard, ni le Serpent : ils ont donc un ancêtre commun qui n’est pas celui des lézards et des Serpents, ce qui st en accord avec la nouvelle classification (1b). Les Serpents possèdent l’état dérivé « absence de doigts » ; il n’est apparu que dans la lignée des Serpents et ne peut être utilisé pour classer car classer signifie établir des liens de parenté. Exploitation du document 3 : Le document 3 permet de compléter le document 2 (matrice taxon / caractère) : Crocodiles, Oiseaux et Dinosaures ont en commun « 1 fenêtre mandibulaire », ce qui confirme qu’ils possèdent un ancêtre commun exclusif qui n’est pas celui des Chéloniens et des Lépidosauriens ; Oiseaux et Dinosaures possèdent les mêmes « os du poignet en demi-lune » et « 3 doigts », ce qui confirme qu’ils ont un ancêtre commun qui n’est pas celui des Crocodiles. Le « bréchet » bréchet » et « la présence de plumes » sont des états dérivés propres aux Oiseaux : ils ne définissent que la lignée Oiseaux. Oiseaux.