Phylogénétique

La phylogénétique rassemble les méthodes qui reconstruisent et évaluent les relations de parenté évolutive entre organismes, populations ou gènes. Elle analyse des caractères héritables — morphologiques, moléculaires ou combinés — pour proposer une phylogénie, généralement représentée par un arbre. Chaque arbre constitue une hypothèse étayée par des données, non une généalogie directement observée.

Données et méthodes

Les taxons échantillonnés, le choix du groupe externe et l’établissement de caractères homologues déterminent le périmètre de l’analyse. Pour les données moléculaires, un alignement met en regard des positions supposées homologues. La parcimonie recherche les arbres nécessitant le moins de changements ; le maximum de vraisemblance évalue la probabilité des données sous un modèle d’évolution ; les méthodes bayésiennes combinent vraisemblance et distributions a priori.

Ces approches ne répondent pas exactement à la même question et leurs valeurs de soutien ne s’interprètent pas de façon identique. Le bootstrap mesure la stabilité d’un regroupement lors de rééchantillonnages des caractères, tandis qu’une probabilité postérieure dépend du modèle, des données et des distributions a priori. Les deux valeurs ne sont donc pas directement interchangeables.

Interprétation d’un arbre

Les nœuds d’un arbre représentent des ancêtres hypothétiques ou des divergences ; la rotation des branches autour d’un nœud ne change pas les relations. La longueur des branches représente une quantité de changement, un temps ou aucune grandeur particulière selon la construction de l’arbre.

Un arbre de gènes retrace l’histoire des copies d’un gène, qui peut différer de l’arbre des espèces en raison du tri incomplet des lignées, de duplications, de pertes, de transferts horizontaux ou d’hybridations. L’échantillonnage incomplet, les données manquantes, les homoplasies et un modèle inadéquat peuvent également modifier la topologie. Les classifications phylogénétiques restent ainsi révisables lorsque de nouveaux taxons ou caractères changent le soutien des clades.