Molecular phylogeny: reconstructing the forest - 10/03/09
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Abstract |
Phylogeny, be it morphological or molecular, has long tried to explain the extant biodiversity by the Tree of Species, which is a logical consequence of strict Darwinian evolutionary principles. Through constant improvement of both methods and data sets, some parts of this diversity have actually been demonstrated to be the result of a tree-like process. For some other parts, and especially for prokaryotes, different molecular markers have, however, produced different evolutionary trees, preventing the reconstruction of such a Tree. While technical artifacts could be blamed for these discrepancies, Lateral Gene Transfers are now largely held for responsible, and their existence requires an extension of the Darwinian framework, since genetic material is not always vertically inherited from parents to offspring. Through a variety of biological processes, sometimes large parts of DNA are exchanged between phylogenetically distant contemporary organisms, especially between those sharing the same environment. While mainly concerning prokaryotes, Lateral Gene Transfers have been also demonstrated to affect eukaryotes, and even multicellular ones, like plants or animals. Most of the time, these transfers allow important adaptations and the colonisation of new niches. The quantitative and qualitative importance of genetic transfers has thus severely challenged the very existence of a universal Tree of Species, since genetic connections, at least for microbes, seem more reticulated than tree-like. Even traditional biological concepts, like the concept of species, need to be re-evaluated in the light of recent discoveries. In short, instead of focusing on a elusive universal tree, biologists are now considering the whole forest corresponding to the multiple processes of inheritance, both vertical and horizontal. This constitutes the major challenge of evolutionary biology for the years to come. To cite this article: P. Lopez, E. Bapteste, C. R. Biologies 332 (2009).
Le texte complet de cet article est disponible en PDF.Résumé |
La phylogénie, qu’elle soit morphologique ou moléculaire, a longtemps tenté d’expliquer la biodiversité actuelle par l’Arbre des Espèces, qui est une conséquence logique des stricts principes évolutifs darwiniens. Grâce à l’amélioration constante à la fois des méthodes et des données, on a effectivement montré que certaines parties de cette biodiversité étaient le résultat d’un processus arborescent. Pour d’autres parties, en revanche, et spécialement les procaryotes, différents marqueurs moléculaires produisent des arbres différents et empêchent de reconstruire un arbre universel. Bien que divers artefacts méthodologiques puissent être la cause de ces incongruences, les Transferts Horizontaux de Gènes en sont maintenant reconnus responsables et leur existence nécessite l’extension du cadre darwinien, puisque le matériel génétique n’est pas nécessairement transmis de parents à descendants. Toute une gamme de processus biologiques permet l’échange de fragments d’ADN, parfois très grands, entre organismes contemporains phylogénétiquement éloignés, et particulièrement entre ceux qui partagent un même environnement. Bien que concernant surtout les procaryotes, on a montré récemment que les transferts horizontaux affectent aussi les eucaryotes, et même les multicellulaires, comme les plantes ou les animaux. La plupart du temps, ces transferts permettent d’importantes adaptations et la colonisation de nouveaux milieux. L’importance quantitative et qualitative des transferts de matériel génétique a donc très fortement remis en cause l’existence même d’un Arbre des Espèces, dans la mesure où les connections génétiques, du moins pour les microbes, semblent plus réticulées qu’arborescentes. Même les concepts traditionnels de biologie, comme la notion d’espèce, doivent être réévalués à la lumière des découvertes récentes. En somme, plutôt que de se concentrer sur un insaisissable Arbre Universel, les biologistes considèrent maintenant la forêt qui correspond aux multiples processus de transmission, à la fois verticaux et horizontaux. Cela constitue le défi majeur des prochaines années pour la biologie évolutive. Pour citer cet article : P. Lopez, E. Bapteste, C. R. Biologies 332 (2009).
Le texte complet de cet article est disponible en PDF.Keywords : Evolution, Genome fluidity, Lateral gene transfers, Phylogeny
Mots-clés : Évolution, Fluidité du génome, Transferts latéraux des gènes, Phylogénie
Plan
Vol 332 - N° 2-3
P. 171-182 - février 2009 Retour au numéroBienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
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