Classification : le grand arbre des espèces

La classification du vivant

Quels sont les points communs entre une chauve-souris, un chêne et une truffe ? A priori, il n’y en a pas beaucoup. L’une a des pattes et bouge, l’autre a des feuilles, mesure plusieurs dizaines de mètres et est immobile, la troisième enfin n’est à nos yeux qu’une sorte de sphère enterrée dans le sol. Pourtant ces trois organismes, comme les quelques 1,7 million (1) d’espèces vivantes décrites sur la Terre font partie du monde vivant. A ce titre ils ont des points communs.© Droits réservés, Encyclopédie gratuite

Et la science qui cherche à déterminer le degré de ressemblance et de parenté entre chaque espèce s’appelle la classification (ou systématique). Ce lien de parenté n’a d’ailleurs parfois rien à voir avec la ressemblance physique. Un champignon par exemple est plus proche d’un animal que d’un végétal.

Sous l’apparent fouillis de formes des différents êtres vivants règne une organisation, qui permet d’établir des hypothèses concernant le moment de l’apparition des différentes espèces sur Terre. On appelle phylogénie la science qui estime ces dates d’apparition. L’arbre phylogénétique est un schéma permettant de visualiser les liens de parenté qui existent entre chaque espèce, d’identifier les racines communes à différentes espèces et de voir quelles sont celles qui sont les plus voisines (comme par exemple l’espèce humaine et le chimpanzé).© Philippe Blanchot - MNHN

La classification des espèces se fait selon six niveaux : le règne, l’embranchement, la classe, l’ordre, le genre et l’espèce. Le genre et l’espèce sont des noms latins universellement utilisés qui permettent aux chercheurs de n’importe quelle nationalité de se comprendre et d’éviter toute confusion.
En effet : si l’on parle de loup par exemple, rien ne permet de savoir si l’on évoque le mammifère carnivore Canis lupus ou le poisson de mer Dicentrarchus labrax. A l’inverse, en mentionnant Messor structor, il n’y a aucune ambiguïté : il s’agit d’une fourmi commune des forêts européennes.© Droits réservés, Science et action

Quelques exemples de classification :© Jacques Gambier / Inra

• chat : Règne animal ; Embranchement des chordés ; Classe des mammifères ; Ordre des félins ; Famille des félidés ; Genre Felis ; Espèce catus ;
• fraisier : Règne végétal ; Embranchement des spermatophytes ; Classe des dicotylédones ; Ordre des Rosidae ; Famille des rosacées ; Genre Fragaria ; Espèce virginiana (beaucoup d’espèces et de sous-espèces de fraises existent du fait de nombreux croisements) ;
• homme : Règne animal ; Embranchement des chordés ; Classe des mammifères ; Ordre des primates ; Famille des hominidés ; Genre Homo ; Espèce sapiens.

La systématique a permis d’estimer le degré de parenté entre plusieurs espèces. Ce calcul se base sur des comparaisons entre l’ADN des différentes espèces. C’est ainsi que nous savons maintenant que tous les êtres vivants (animaux et végétaux) ont en commun au moins 25% de leurs gènes. Ainsi, l’espèce humaine a par exemple 98% de gènes en commun avec le chimpanzé, mais également 35% de gènes en commun avec la jonquille (Narcissus jonquilla) (2) ! Cette différence s’explique par le fait que les ancêtres communs entre l’humain et la jonquille sont simplement plus éloignés dans le temps que les ancêtres communs entre l’humain et le chimpanzé. Mais l’ensemble des séquences d’ADN ne sont pas totalement indépendantes entre l’être humain et la jonquille ! Elles sont le résultat des histoires divergentes de lignées qui se sont séparées il y a quelques centaines de millions d’années ! © IRD Photothèque / Peeters, Martine

La classification du vivant est une science très active et très complexe étant donné le nombre d’espèces - quelques 1,7 million - actuellement recensées. Les études à l’échelle moléculaire et les outils mathématiques de construction d’arbres phylogénétiques toujours plus avancés permettent de nouvelles classifications et nous sommes loin d’avoir trouvé la classification exacte des êtres vivants.

(1) 1 749577 espèces recensées en 2006 d’après Lecointre G., Le Guyader H., 2006. Classification phylogénétique du vivant (3e édition). Belin Science édition.
(2) : Ouvrage : Jonathan Marks, 2002, Univ. California Press, Berkeley, 312p.

Qu’est-ce qui relie les êtres vivants entre eux ?

La vie se décline sous une multitude de formes, mais possède d’importants points communs. Il en existe trois principaux :

L’ADN

Contenu dans chaque cellule, l’ADN - pour acide désoxyribonucléique - est une molécule qui contient un code (le « code génétique ») permettant de fabriquer les protéines nécessaires à la vie. Il se retrouve chez tous les êtres vivants.© United States Departement of Energy

L’ADN est une longue chaîne composée de 4 bases (l’adénine, la cytosine, la thymine et la guanine, que l’on note A, C, T et G) qui se succèdent dans des ordres variables.
Cette longue chaîne peut se décomposer en séquences de bases de différentes longueurs, nommés gènes, qui caractérisent chaque individu.

L’ordre dans lequel se trouvent ces bases constitue le code génétique. Il est différent pour chaque organisme. Il existe donc une multitude de codes génétiques différents qui donnent une multitude d’organismes différents (de la bactérie à l’éléphant, en passant par la fougère ou l’huître, etc.) : c’est cela qui est à l’origine de la diversité du vivant, qu’on appelle aussi biodiversité.© Michel Meuret / Inra

La reproduction

Les êtres vivants n’apparaissent pas spontanément. Ils sont tous issus de la reproduction de leur(s) ancêtre(s). Et ils se reproduiront à leur tour en copiant une partie ou la totalité de leur ADN (donc de leur code génétique) pour le donner à un nouvel être vivant selon l’un des deux modes suivants :

• la reproduction asexuée, qui est le transfert direct d’une copie de son ADN vers un nouvel individu  © CNRS Photothèque  /  FONTAINE Colin
• la reproduction sexuée qui est la combinaison de la moitié de l'ADN de deux individus pour en former un troisième. Cette reproduction permet un brassage des gènes et c’est la source de la grande diversité que l’on retrouve sur Terre.

Les interactions avec l’environnement

Tous les êtres vivants interagissent avec l’environnement : l’alimentation, la respiration ou les échanges gazeux, les échanges énergétiques, etc., sont des interactions indispensables pour maintenir la vie et qui varient en fonction des espèces.© Bruno Locatelli (www.locatelli1.net)

Les organismes vivants font appel à différentes sources d’énergie : le soleil fournit principalement aux plantes l’énergie lumineuse nécessaire pour se développer, à côté de l’absorption de minéraux. Ces plantes pourront ensuite servir de source d’énergie à d’autres organismes qui les consommeront avant d’être consommés eux-mêmes par d’autres organismes. Ces êtres vivants ont également la capacité de rejeter dans le milieu environnant différents produits qui serviront à l’alimentation d’autres organismes. Cet ensemble d’êtres vivants qui dépendent les uns des autres pour s’alimenter constituent le « réseau trophique » ou « chaîne alimentaire ».
Prenons un exemple très simplifié d’un réseau trophique : dans les prés, l’herbe pousse grâce au soleil et aux éléments nutritifs du sol. Elle est broutée par les vaches que les êtres humains consomment. Or, ces derniers ne pourraient pas manger de vaches si elles n’avaient pas au préalable pu se nourrir d’herbe. Qui plus est, ces vaches ne pourraient pas digérer l’herbe sans la kyrielle de bactéries présentes dans leur intestin. Et l’herbe ne pousserait pas sans le soleil et les éléments nutritifs du sol.
Notons que dans la réalité, les réseaux trophiques sont bien plus complexes car ils intègrent beaucoup plus d’acteurs. Ainsi la biodiversité est-elle un ensemble d’êtres vivants dont les interactions entre eux et avec leur environnement sont indispensables à leur survie.© IRD Photothèque / Moizo, Bernard