2.1LA CLASSIFICATION DU VIVANT ET SES PRINCIPES

La taxinomie est la discipline scientifique qui consiste à nommer, décrire et classer les êtres vivants. Cette science, très formalisée, obéit aux instructions de codes internationaux de nomenclature. La systématique quant à elle a pour objectifs l’étude de la diversité des organismes et la compréhension des relations entre les organismes vivants et fossiles, c’est-à-dire leurs degrés de parenté. Ce que l’on appelle actuellement biosystématique, est une approche moderne de la systématique qui fait appel à des informations de différentes origines: morphologie, génétique, biologie, comportement, écologie, etc.

2.1.1 Les niveaux d’organisation du monde vivant

Une des caractéristiques du monde vivant est sa structuration complexe et hiérarchisée: les atomes s’organisent en cristaux (monde inanimé) ou en molécules, et ces molécules s’organisent à leur tour en cellules capables de se reproduire (monde vivant). Les cellules peuvent s’agréger et coopérer pour constituer des organismes multicellulaires. Les individus, unis ou pluricellulaires, s’organisent en populations et en communautés multispécifiques. Si l’on prend en compte le milieu dans lequel vivent les organismes, on accède alors à des ensembles de plus en plus complexes appelés écosystèmes, paysages et biosphère. Dans cette échelle hiérarchique les éléments d’un niveau d’organisation constituent les unités élémentaires qui vont entrer dans la constitution du niveau d’organisation supérieur. À chaque étape, émergent des structures et des propriétés nouvelles qui sont le résultat des interactions entre les éléments du niveau inférieur.

L’unité élémentaire du monde vivant est l’individu, porteur d’un patrimoine génétique propre. L’ensemble de ses gènes constitue son génotype. Une bactérie contient environ 1 000 gènes, certains champignons de l’ordre de 10 000. Il y en a un peu plus de 20 000 à 25 000 chez l’homme.

L’espèce est l’ensemble des individus susceptibles d’échanges génétiques fertiles et féconds (voir paragraphe 2.1.3) Une espèce est souvent répartie en populations plus ou moins isolées qui peuvent, ou non, échanger des individus et donc des informations génétiques. La population correspond à l’ensemble des individus d’une même espèce biologique habitant un même milieu. C’est à ce niveau d’organisation que s’effectue la sélection naturelle. Des populations fragmentées interactives sont des métapopulations.

sert à rendre compte des degrés de parenté entre les taxons de rang inférieur (voir tableau 2.1).

TABLEAU 2.1 CLASSIFICATION BIOLOGIQUE HIÉRARCHIQUE DE TROIS ESPÈCES ANIMALES.

On a utilisé divers critères pour hiérarchiser les taxons. La hiérarchie phénétique est fondée sur la similitude des formes ou des caractères morphologiques entre les espèces. La taxonomie numérique fait l’hypothèse que les organismes qui partagent des caractéristiques communes (traits homologues) ont une histoire évolutive similaire, sans préjuger pour autant de leur généalogie. Cependant, les convergences morphologiques au cours de l’évolution ont pu conduire à des regroupements discutables. Ainsi, les Dipneustes (poissons à poumons fonctionnels tels que le Protopterus) sont plus proches morphologiquement du saumon que de la vache, mais ils ont avec la vache un ancêtre commun plus récent qu’avec le saumon. Comment faut-il donc classer les Dipneustes?

La hiérarchie phylogénétique est fondée quant à elle sur la parenté évolutive de groupes issus d’ancêtres communs. La classification cladistique (parfois appelée classification hennigienne) part du principe qu’au cours de l’évolution une espèce ancestrale donne naissance à deux espèces filles. Un groupe d’espèce est dit monophylétique lorsqu’il dérive d’un seul ancêtre commun, alors qu’un groupe polyphylétique comprend des espèces qui présentent des ressemblances, mais ne descendent pas toutes en ligne directe d’un ancêtre commun. Chez les

d’autres sont plus proches des protistes. En outre la majorité des lignées eucaryotes n’a pas de représentants pluricellulaires, ce qui sous-entend que l’évolution n’irait pas nécessairement dans le sens de la pluricellularité.

Où placer les virus?

Il existe des êtres étranges, les virus. Ils sont constitués d’un peu de matériel génétique, ADN ou ARN, enfermé dans une enveloppe de protéines. Il n’existe pas de gènes universels communs aux organismes cellulaires et aux virus. Ils ne possèdent pas de ribosomes, et donc pas d’ARNr et ne peuvent donc être inclus dans l’arbre universel du vivant. Ils exploitent les systèmes moléculaires de leurs hôtes pour exprimer leur information génétique et se multiplier.

Le biologiste André Lwoff en a donné une définition en 1957 qui sert encore de référence: ce sont des organismes de petite taille qui n’ont qu’un type d’acide nucléique (ADN ou ARN) en guise de génome, qui ne possèdent aucune des enzymes nécessaires pour produire de l’énergie, qui sont incapables de se multiplier par division, et qui sont des parasites intracellulaires obligatoires… Malgré tout cela, il existe une très grande diversité de virus qui constituent une énigme pour les scientifiques.

Après les avoir considérés comme la forme la plus élémentaire de vie, on les a même classés à une époque parmi les substances chimiques. Savoir si un virus est vivant, c’est un peu se poser la question: qu’est-ce que la vie? Ce qui est certain est que les virus échangent de l’information génétique avec les organismes vivants. Le génome d’un virus peut ajouter des gènes viraux au génome de l’hôte, et devenir en quelque sorte une partie de ce génome. Qu’ils soient ou non vivants, les virus sont donc à la frontière qui sépare le monde vivant de celui de la biochimie. Certains scientifiques les considèrent actuellement comme des parasites qui utilisent les matériaux et l’énergie d’une cellule hôte pour synthétiser les acides nucléiques et les protéines qui leur permettent de se multiplier et de se propager.

Chez les Métazoaires (figure 2.1), à la vision classique d’un arbre phylogénique à complexité croissante (figure 2.1A) est venue se substituer une vision dans laquelle tous les groupes «intermédiaires» ont disparu (figure 2.1B). Les Arthropodes seraient proches des Nématodes,

Jusqu’au milieu du XVIIIe siècle, les systématiciens avaient une conception fixiste des espèces: elles étaient telles que Dieu les avait créées, en nombre limité. Le but de la taxinomie était alors d’inventorier toutes les formes de vie existantes et de décrire leurs caractères spécifiques. Linné a formalisé cette conception en matérialisant l’espèce par un individu type (holotype): l’espèce est un ensemble d’individus identiques entre eux, et avec le spécimen «type», c’est-à-dire l’exemplaire ayant servi à décrire et caractériser l’espèce sur le plan morphologique. Ce type est déposé dans un Muséum où il sert de référence, ou en quelque sorte d’étalon, pour des comparaisons ultérieures.

Cette notion fixiste n’a pas résisté à la découverte des mécanismes de l’évolution (mutation, sélection, dérive génétique) et a fait place vers le milieu du XXe siècle au concept d’espèce biologique fondé non seulement sur la ressemblance, mais également sur l’interfécondité des individus constituant une population, et dont les descendants sont euxmêmes interféconds. Ainsi, l’âne et le cheval qui peuvent se reproduire sont des espèces distinctes car leurs descendants ne sont pas féconds. C’est donc l’isolement reproductif d’un groupe d’individus qui en fait une espèce, mais encore faut-il qu’on puisse le démontrer. Il est en effet matériellement impossible de croiser la plupart des formes sauvages pour vérifier, ou non, leur interfécondité potentielle. Il en résulte une difficulté évidente pour appliquer le concept d’espèce biologique. En outre, cette définition ne s’applique en toute rigueur qu’aux espèces à reproduction bisexuée, et laisse en suspens la question pour les microorganismes. Malgré les réserves que l’on peut émettre à son sujet on continue donc, quand c’est possible, à utiliser largement la description morphologique pour identifier les espèces, en la complétant éventuellement par une description biochimique.

Au sein d’une même espèce on peut distinguer des ensembles, que l’on qualifie de sous-espèces, de races, de souches, de variétés, etc. Il n’existe pas de définition précise et universellement admise de ces catégories infraspécifiques qui peuvent être établies sur des bases morphologiques, géographiques, ou encore génétiques. Ainsi reconnaît-on parmi les nombreuses races d’animaux domestiques des formes bien différenciées sur le plan morphologique. Mais la variabilité intraspécifique peut s’exprimer de bien d’autres façons, dans le comportement reproducteur ou dans les modes de communication par exemple.

Depuis peu, les outils de la biologie moléculaire sont devenus des auxiliaires précieux pour séparer les individus appartenant à des espèces très proches sur le plan morphologique: on parle d’espèces jumelles