Biologie du primaire et du collège · Grades 1–9
44Classification et parenté
Pourquoi la classification de Chapitre 21 fonctionne-t-elle si bien ? Trie les animaux d’après les plumes et les poils, et mille autres caractères se rangent docilement : les nourrisseurs au lait ont une colonne vertébrale, les porteurs de plumes pondent des œufs à coquille, et personne n’a besoin de vérifier. Remarque 21.10 laissait la question en suspens. Ce chapitre y répond en un mot — la parenté — et rebâtit les boîtes en arbre généalogique.
44.1 Des attributs, partagés et emboîtés
Définition 44.1 (Attribut)
Un attribut est un caractère qu’un organisme possède, énoncé de façon vérifiable : possède un squelette avec une colonne vertébrale ; possède quatre membres ; possède des poils et allaite ; possède des plumes. La classification est bâtie sur des attributs — les bons critères de Définition 14.1, mis en forme.
Proposition 44.2 (Les attributs s’emboîtent)
Vérifiés sur de nombreuses espèces, les attributs se répartissent en ensembles emboîtés — tout animal à poils a aussi quatre membres ; tout animal à quatre membres a aussi une colonne vertébrale ; jamais le motif inverse (des poils sans colonne) et jamais des ensembles qui se croisent (poils et plumes ensemble). Cet emboîtement est la raison pour laquelle les groupes dans des groupes (Définition 21.1) conviennent au monde vivant.
Démonstration. Admis à ce niveau. ∎
Exemple 44.3 (Placer trois animaux)
Vérifie les boîtes pour la baleine, la truite et le merle. Baleine : colonne oui, quatre membres oui (des nageoires avant, et des vestiges cachés à l’arrière), poils et lait oui — la boîte la plus intérieure, avec le chat. Truite : colonne oui, stop — la boîte extérieure seulement. Merle : colonne, quatre membres (deux pattes, deux ailes), plumes — la boîte des quatre membres, dans le compartiment propre aux plumes. Aucun animal n’exige jamais deux boîtes qui se croisent.
44.2 La parenté : la raison de l’emboîtement
Proposition 44.4 (Des attributs partagés signifient une ascendance commune)
L’explication de l’emboîtement est l’hérédité (Remarque 23.3 : les jeunes reçoivent de leurs parents). Les espèces qui partagent un attribut le partagent parce qu’elles l’ont hérité d’un ancêtre commun — une espèce grand-parente lointaine. Plus deux espèces partagent d’attributs, plus leur parenté est proche : le chat et la baleine, tous deux velus et nourrisseurs au lait, sont des cousins plus proches l’un de l’autre que ne l’est chacun de la truite. Un groupe de la classification est, au fond, une famille : un ancêtre et tous ses descendants.
Démonstration. Admis à ce niveau. ∎
Exemple 44.5 (Lire enfin correctement la baleine)
Voilà pourquoi l’énigme de la baleine (Exercice 21.9) devait se résoudre comme elle l’a fait : les poils et le lait marquent la lignée familiale de la baleine — ses ancêtres étaient des mammifères terrestres qui allaitaient — tandis que sa forme de poisson est l’ouvrage de l’eau (Exercice 28.11), imprimée sur une famille étrangère par le même mode de vie. Les attributs d’ascendance trient les familles ; les ressemblances de milieu peuvent être empruntées par des étrangers. La classification se fie aux premiers et se méfie des secondes.
Définition 44.6 (L’arbre de parenté)
La parenté se dessine en arbre : les points de branchement représentent des ancêtres communs, et chaque attribut n’apparaît qu’une fois, à l’embranchement où il est apparu — toute espèce au-delà de cette fourche en hérite. Les boîtes emboîtées et l’arbre portent la même information : une boîte est une branche avec tous ses rameaux.
Méthode 44.7 (Construire un petit arbre de parenté)
Devant une poignée d’espèces :
- dresse le tableau de leurs attributs — les espèces en lignes, les attributs vérifiables en colonnes, une croix là où l’attribut est possédé ;
- regroupe par croix partagées, l’attribut le plus large d’abord : l’emboîtement apparaît dans le tableau ;
- dessine l’arbre : une fourche par attribut, la plus large au plus près du tronc ; place chaque espèce au-delà exactement des fourches dont elle possède les attributs ;
- lis la parenté : la proximité de deux espèces est la dernière fourche qu’elles partagent.
Remarque 44.8 (Ce que l’arbre laisse entendre)
Prends cet arbre au sérieux et il dit quelque chose d’énorme : suis deux branches quelconques vers l’arrière et elles se rejoignent. Le chat et la truite ont une espèce grand-parente commune ; il doit donc en aller de même, plus loin en arrière, du chat et de l’escargot, de la pâquerette et de l’enfant. Tous les êtres vivants formeraient alors une seule famille, dont l’unité (Proposition 29.2) serait un air de famille — et les espèces doivent pouvoir changer au fil des générations, sans quoi le branchement n’aurait jamais pu avoir lieu. Savoir si c’est vrai, et comment cela pourrait fonctionner, est la grande question de l’année de Chapitre 67 — cet arbre est le schéma qui l’impose.
44.3 Exercices
Exercice 44.1 ★
Qu’est-ce qu’un attribut ? Donnes-en trois, énoncés de façon vérifiable.
Solution
Solution de Exercice 44.1.
Un caractère qu’un organisme possède, énoncé de façon vérifiable : possède une colonne vertébrale ; possède quatre membres ; possède des poils et allaite ses petits (ou : possède des plumes).
Exercice 44.2 ★
Que veut dire que les attributs s’emboîtent ? Donne l’exemple des trois boîtes du chapitre.
Solution
Solution de Exercice 44.2.
L’ensemble des possesseurs de chaque attribut se range tout entier dans celui d’un autre : tous les porteurs de poils ont quatre membres, tous les animaux à quatre membres ont une colonne vertébrale — jamais l’inverse, jamais de croisement. Des boîtes dans des boîtes, sans aucun cas à cheval.
Exercice 44.3 ★
Pourquoi des espèces partagent-elles des attributs, d’après Proposition 44.4 ?
Solution
Solution de Exercice 44.3.
Parce qu’elles les ont hérités d’un ancêtre commun : un attribut descend le long d’une lignée familiale, si bien que ses possesseurs sont les descendants de cet ancêtre — une famille.
Exercice 44.4 ★
Sur l’arbre de poche, au-delà de quel point d’attribut se tient la truite ? Et au-delà de quels points se tient la baleine ?
Solution
Solution de Exercice 44.4.
La truite se tient au-delà du seul point de la colonne vertébrale. La baleine se tient au-delà de la colonne, des quatre membres et des poils et lait — les trois.
Exercice 44.5 ★
Qui sont les cousins les plus proches : la baleine et le chat, ou la baleine et la truite ? Lis la réponse sur les fourches de l’arbre.
Solution
Solution de Exercice 44.5.
La baleine et le chat : ils partagent la fourche des poils et du lait, la plus récente qui soit dessinée ; la truite s’est séparée à la plus ancienne.
Exercice 44.6 ★
Énonce la relation entre une boîte emboîtée et une branche de l’arbre.
Exercice 44.7 ★★
Pourquoi la classification se fie-t-elle aux poils et au lait mais se méfie-t-elle de « a la forme d’un poisson » ? Sers-toi de Exemple 44.5.
Solution
Solution de Exercice 44.7.
Les poils et le lait sont hérités le long d’une seule lignée familiale — ils marquent l’ascendance. « A la forme d’un poisson » peut être imprimé sur des étrangers par un même mode de vie aquatique, comme le montre la baleine : forme empruntée, famille ailleurs. La classification trie des familles : elle se fie donc à l’héritage et se méfie de l’habit emprunté.
Exercice 44.8 ★★
Construis le tableau d’attributs de Méthode 44.7 pour : la truite, la grenouille, le chat, le merle — attributs : colonne vertébrale, quatre membres, poils et lait, plumes.
Solution
Solution de Exercice 44.8.
Truite : colonne seulement. Grenouille : colonne, quatre membres. Chat : colonne, quatre membres, poils et lait. Merle : colonne, quatre membres, plumes. L’emboîtement se voit dans les croix : les croix de chaque ligne comprennent la colonne ; toute ligne qui coche un revêtement coche aussi les quatre membres.
Exercice 44.9 ★★
Ajoute le lézard à l’arbre de poche : quelles fourches franchit-il, et où sa branche part-elle ?
Solution
Solution de Exercice 44.9.
Il franchit la colonne vertébrale et les quatre membres, et part sur sa propre branche avec sa peau sèche et écailleuse — à côté, et non au-delà, des fourches des poils et des plumes.
Exercice 44.10 ★★
La chauve-souris vole comme un merle mais allaite comme un chat. Quelle ressemblance marque la parenté et laquelle est empruntée au mode de vie ? Décide avec la logique de l’arbre.
Solution
Solution de Exercice 44.10.
L’allaitement marque la parenté : les poils et le lait sont l’héritage de la famille des mammifères, si bien que la chauve-souris se branche avec le chat. Le vol est emprunté au mode de vie — les ailes sont apparues séparément sur la branche des oiseaux et sur celle des chauves-souris, comme le corps fuselé chez la baleine et la truite.
Exercice 44.11 ★★
« Un groupe est un ancêtre et tous ses descendants. » Éprouve la phrase sur les mammifères et sur l’ornithorynque de Exercice 21.11 : cette bizarrerie pondeuse d’œufs brise-t-elle la famille, ou lui appartient-elle ?
Solution
Solution de Exercice 44.11.
Il lui appartient. L’ornithorynque descend de l’ancêtre commun des mammifères et porte les héritages de la famille (poils, lait) ; son œuf est un caractère ancien que sa branche précoce a conservé alors que les autres l’ont perdu. La famille est l’ancêtre et tous ses descendants — bizarreries comprises ; le paquet de caractères (Exercice 21.11) l’avait déjà admis.
Exercice 44.12 ★★★
Pousse Remarque 44.8 jusqu’au bout : que doit-il être vrai des espèces sur de longues durées, si chaque paire de branches se rejoint vraiment ? Énonce l’implication en une phrase — et nomme le genre de preuves que tu exigerais.
Solution
Solution de Exercice 44.12.
Si chaque paire de branches se rejoint, alors les espèces doivent changer au fil des générations sur de longues durées — de nouveaux attributs apparaissant et étant hérités — pour qu’une lignée ancestrale ait pu se ramifier en truite, en chat et en pâquerette. Implication en une phrase : tous les êtres vivants descendent, avec changement, d’ancêtres communs. Preuves à exiger : des traces du changement — des formes intermédiaires, des restes conservés dans des roches anciennes, et des airs de famille placés exactement là où l’arbre le prédit (l’affaire d’une année ultérieure).
44.4 Problème : le tiroir du muséum
Problème 44.1
Problème du week-end — six spécimens, un tableau d’attributs, un arbre
Un muséum prête à la classe un tiroir de six spécimens : une truite, une grenouille, un lézard, un pigeon, une souris, et un crâne de dauphin avec des moulages de nageoires. La tâche : les classer par attributs et dessiner leur arbre de parenté.
Partie I — Le tableau.
- Construis le tableau des six, avec les attributs : colonne vertébrale ; quatre membres ; peau sèche et écailleuse ; plumes ; poils et lait. (Pour le dauphin, presque sans poils, l’étiquette du muséum l’atteste : petits nourris au lait — Exemple 14.5 explique pourquoi ce témoignage tranche.)
- Quel attribut les six partagent-ils tous ? Que signifie le partage le plus large, en termes de parenté ?
- Quels spécimens cochent « quatre membres » ? Explique les croix du pigeon et du dauphin — que sont des ailes et des nageoires, selon la logique de l’arbre ?
- Pourquoi « vit dans l’eau » n’apparaît-il nulle part dans le tableau, alors que la truite et le dauphin y vivent tous deux ? Cite la règle du chapitre.
Partie II — L’arbre.
- Dessine l’arbre : ordonne les fourches — colonne vertébrale, quatre membres, puis les revêtements (écailles, plumes, poils) sur leurs propres branches — et place les six.
- Lis sur ton arbre : le cousin le plus proche de la souris dans le tiroir, et celui de la truite.
- La grenouille se tient au-delà de « quatre membres » mais avant toute fourche de revêtement. Comme quoi sa peau nue et humide (Remarque 21.6) la désigne-t-elle, et où sa branche part-elle ?
- Une étiquette tombe d’un septième spécimen : peau sèche et écailleuse, quatre membres, colonne vertébrale. Place-le sur l’arbre et nomme sa classe — sans voir l’étiquette.
Partie III — Le sens.
- Le dauphin et la truite partagent un corps fuselé ; le dauphin et la souris partagent une ascendance à poils et à lait. Quelle paire se tient la plus proche sur l’arbre, et pourquoi l’arbre doit-il ignorer le corps fuselé ?
- Énonce ce que la fourche « quatre membres » affirme historiquement : de quelle chose unique, il y a très longtemps, la grenouille, le lézard, le pigeon, la souris et le dauphin descendent-ils tous ?
- L’arbre de la classe fait finalement se rejoindre toutes les branches au tronc. Dis en une phrase ce que ce dessin affirme discrètement des six spécimens — et des élèves qui le dessinent.
- Une sceptique dit : « votre arbre n’est qu’un système de classement ». Donne la réponse en deux parties : sur quoi l’emboîtement des attributs est un fait, et ce que l’arbre explique qu’un simple classement laisserait inexpliqué.
Solution
Solution de Problème 44.1.
1. Truite : colonne vertébrale. Grenouille : colonne, quatre membres. Lézard : colonne, quatre membres, peau sèche et écailleuse. Pigeon : colonne, quatre membres, plumes. Souris : colonne, quatre membres, poils et lait. Dauphin : colonne, quatre membres, poils et lait (le témoignage de l’étiquette sur le lait ; ce sont les caractères qui décident, et le lait est le caractère décisif).
2. La colonne vertébrale — tous les six sont des vertébrés. Le partage le plus large marque l’ancêtre commun le plus ancien : à cette profondeur, les six ne forment qu’une famille.
3. La grenouille, le lézard, le pigeon, la souris, le dauphin. Les ailes du pigeon et les nageoires du dauphin sont quatre membres en habit de travail : les mêmes membres hérités, façonnés par des vies différentes — l’arbre compte l’héritage, pas l’habit.
4. Parce qu’une adresse partagée n’est pas une famille partagée : « vit dans l’eau » est un milieu, empruntable par des étrangers, et non un attribut de l’ascendance du corps — la vieille règle de Définition 14.1, munie maintenant de sa raison.
5. Tronc fourche de la colonne (la truite part après elle) fourche des quatre membres trois branches de revêtement : écailles sèches (lézard), plumes (pigeon), poils et lait (souris et dauphin ensemble sur la fourche la plus récente) ; la grenouille part après les quatre membres, avant tout revêtement.
6. Le cousin de tiroir le plus proche de la souris est le dauphin (ils partagent la fourche des poils et du lait). Celui de la truite, c’est tout le monde à égalité — elle s’est séparée à la première fourche, si bien que les cinq autres sont des cousins également éloignés.
7. Un amphibien — quatre membres, peau nue et humide, aucune fourche de revêtement à elle ; sa branche part entre la fourche des quatre membres et les revêtements.
8. Au-delà de la colonne et des quatre membres, sur la branche des écailles sèches : un reptile — classé sans être vu, parce que ce sont les attributs, non les étiquettes, qui décident.
9. Le dauphin et la souris se tiennent plus près : les poils et le lait sont une fourche héritée. Le corps fuselé est l’uniforme de l’eau, distribué pareillement à des nageurs sans parenté (Exercice 28.11) ; compté, il classerait un habit emprunté comme une famille et ruinerait l’emboîtement.
10. Une unique espèce ancestrale — un ancien vertébré à quatre membres — dont la grenouille, le lézard, le pigeon, la souris et le dauphin descendent tous, chacun portant ses quatre membres en habit différent.
11. Que tous les six — et la classe qui les dessine — appartiennent à une seule famille ramifiée, descendue avec changement d’ancêtres communs, les humains se trouvant sur la branche des poils et du lait parmi les autres.
12. L’emboîtement est un fait du monde vivant — les attributs se répartissent réellement en boîtes emboîtées, ce qu’aucun archiviste n’a décrété. L’arbre explique ce fait : l’hérédité à partir d’ancêtres communs doit produire des attributs emboîtés, alors qu’un simple classement laisserait l’obligeante propreté du monde à l’état de miracle.