Comment et pourquoi représenter l'arbre phylogénétique du vivant ? La réponse du Musée des Confluences de Lyon

Les trois branches du buisson du vivant (les Bactéries, les Archées et les Eucaryotes) ont été explicitées. Quelques-unes des millions d'espèces vivantes ont été figurées. Ce buisson est sphérique. Le temps se déroule en sphères virtuelles emboîtées concentriques du centre à la périphérie. Le centre de la sphère est vieux de quelques milliards d'années et correspond à LUCA (Last Universal Common Ancestor), le Dernier Ancêtre Commun à tous les êtres vivant aujourd'hui, et dont on pourrait franciser le nom en DACU (Dernier Ancêtre Commun Universel, quel dommage qu'il n'y ait pas un mot synonyme de commun commençant par un H). Les sphères concentriques virtuelles de plus en plus externes correspondraient au temps qui passe. Tous les rameaux terminaux aboutissant à la sphère virtuelle externe correspondent aux millions d'espèces vivantes aujourd'hui. Les petites branches se terminant à l'intérieur du buisson sans atteindre la surface externe correspondent aux espèces disparues sans descendants. Représenter l'arbre du vivant comme un buisson sphérique porte un message : de même qu'il n'y a aucun point privilégié à la surface d'une sphère, il n'y a aucun rameau particulier ou privilégié dans ce buisson du vivant. Le trajet qui va de LUCA à l'Homo Sapiens (trajet surligné en rouge par anthropocentrisme) n'a rien de plus ni rien de moins que les millions d'autre, ceux allant de LUCA à Saccharomyces cerevisiae ou de LUCA à Deinococcus radiodurans par exemple.

Pour une visite guidée par une approche géologique, reportez-vous aux sciences de la Terre au Musée des Confluences de Lyon.

Le « buisson du vivant » est visible à droite.

Il s'agit d'une des premières représentations connues du vivant figuré sous forme d'un arbre.

Un arbre phylogénétique y est représenté, c'est d'ailleurs la seule figure de cet ouvrage. Darwin y a choisi une représentation en pin parasol, le temps se déroulant de gauche à droite vu l'orientation de la figure.

Il s'agit d'un exemple d'arbre où l'Homme a manifestement une place à part (presque un Tannenbaum puisque Haeckel était allemand). L'axe vertical ne représente pas le temps (mais que représente-t-il ?).

Quels que soient les textes accompagnant cette figure, le lecteur ne pourra pas ne pas avoir l'impression que l'Homme est l'aboutissement de l'Évolution, avec la  «"hiérarchie" suivante : Homme > autres mammifères > autres vertébrés > invertébrés > animaux primitifs, sans que l'on sache trop ce que signifie cette notion de supérieure (>). Un message philosophique, sans doute volontaire de la part d'Haeckel, émerge de cette figure.

Cette représentation est intermédiaire entre le sapin de Noël et le pin parasol. Les 3 branches du vivant (animaux, protistes et végétaux selon l'interprétation de la fin du XIX^ème siècle) sont traitées "à égalité". Chez les animaux, deux groupes dominent, les vertébrés amniotes (nous, bien sûr) et les arthropodes. D'autres groupes bien vivants et continuant à évoluer sont beaucoup plus bas (échinodermes, mollusques …) ; pourquoi plus bas puisqu'il ne s'agit pas d'une chronologie ? En quoi un calmar (dans le groupe appelée mollusca) est-il "plus bas" qu'un insecte (dans le groupe appelé articulata) ? Cet arbre comporte aussi des erreurs de chronologie relative, mais bien pardonnables en 1866. Par exemple, le Dernier Ancêtre Commun (DAC) des vertébrés et des échinodermes (deux groupes de deutérostomiens) est plus proche de nous que le DAC vertébrés – arthropodes (qui sont des protostomiens), alors que cet arbre de 1866 montre le contraire.

La largeur des branches figure l'importance (en nombre d'espèces) des différents groupes. Mais ce que signifie la position à droite ou à gauche n'est pas clairement défini. Sous son apparente objectivité, cette représentation donne quand même une place à part au groupe de l'Homme (les placentaires) : ce groupe est à l'extrémité droite de l'arbre, il dérive "en ligne presque droite" de l'ancêtre commun, et tous les autres groupes ne semblent que des branches latérales d'un axe majeur dont l'Homme est l'extrémité (pour ne pas dire la finalité).

Source : Histoire de la création des êtres organisés d'après les lois naturelles, Ernest Haeckel, 1874.

Un être vivant caractéristique de chaque période est représenté. Rien n'est faux dans cette représentation. Mais si on analyse ces dessins, qu'y voit-on ?

1 – Rien que des animaux. La vie, ce sont les animaux ; on ne va quand même pas s'occuper des légumes !

2 –Jusqu'au Carbonifère, l'Évolution se fait en milieu aquatique. Après, sauf avec le retour d'un dinosaure dans l'eau au Crétacé, plus rien ne se passe dans la mer, partie insignifiante de notre planète comme chacun sait.

3 - Il y a des poissons au Carbonifère. Mais après, plus de poissons. Le principal groupe de vertébrés, celui qui a le plus évolué, un des derniers à être apparu, c'est le groupe des téléostéens, "poissons" apparus au Jurassique. Mais on ne s'occupe des poissons qu'avant le dernier DCA poisson-mammifère (au Carbonifère). Ce qui arrive après aux poissons, on s'en f...iche , ils ne sont là que pour "préparer" la venue des vertébrés terrestres.

4 - Et bien sûr, tout en haut, l'Homme... qui n'est pourtant pas la dernière espèce vivante apparue sur Terre.

Présente avec les notices des cartes du BRGM au 1/50 000, elle est illustrée avec un mode humoristique... mais l'Homme est quand même en haut !

Le buisson du vivant du Musée des confluences en est une représentation figurative artistique. Ce genre d'arbre circulaire ne privilégie aucune branche. Il sépare bien les 3 grands groupes du vivant actuel : les Archées (en vert), les Eucaryotes (en rouge) et les bactéries (en bleu). Le long d'une même branche, la chronologie relative des "bifurcations" est évidente. Les barres (vertes, rouges ou bleues) à l'extérieur du cercle indiquent la taille du génome des êtres déjà séquencés. On voit bien que la plus grande diversité génétique (et donc métabolique et biochimique) est chez les bactéries, qui représentent l'essentiel du monde vivant actuel connu. Les plus grandes tailles de génome (donc la plus grande diversité morphologique) sont chez les eucaryotes. D'après ce graphique, on peut remarquer que, même si notre fierté doit en souffrir, ce n'est pas Homo sapiens (point violet) qui a le plus grand génome parmi les êtres vivant séquencés en 2006. Il est dépassé par la souris, le danio, l'arabette des dames et le riz (le record en 2006, point orange). Ce qui rend ce diagramme difficile à interpréter par des élèves, c'est que les extrémités de tous les rameaux (forcément contemporains puisque concernant des êtres actuels) ne sont pas à la même distance du centre. Il est impossible de faire de la chronologie absolue, ou même relative entre deux rameaux éloignés. Les lignes isochrones ne seraient pas des cercles centrés sur LUCA, mais des courbes irrégulières, des ellipses bosselées en quelque sorte. Les mammifères ont une place "spéciale" chez les eucaryotes (à l'extrême droite), mais l'auteur a pris soin de ne pas mettre l'Homme à la toute extrémité (c'est le chimpanzé). Le format et la résolution des images de Planet-Terre ne permet pas lire le nom des dizaines d'espèces séquencées. Pour les lire, téléchargez la version originale sur la page Tree of life SVG.

La contemporanéité de tous les groupements nommés est alors évidente. Les animaux n'ont pas une place privilégiée (ce sont les champignons). Par contre, on ne peut toujours pas faire de chronologie absolue, ni de chronologie relative pour des branches éloignées.

On peut faire les mêmes critiques à cette représentation : toutes les terminaisons de rameaux ne sont pas à la même distance de LUCA. Pour quelle raison puisque que ce n'est pas le temps ? Proximité génétique ? Et pour quelle raison, dans le phylum des eucaryotes, tous les groupes sont-ils représentés par des rameaux latéraux d'une ligne droite conduisant aux champignons ?

On peut supposer que l'auteur a voulu représenter (par les deux lignes joignant le monde des bactéries à celui des eucaryotes) les plastes et les mitochondries. La notion de LUCA n'a plus beaucoup de signification dans cette hypothèse.

Il y a, par exemple, un chemin aussi long et compliqué pour aller de LUCA à l'Homo sapiens que pour aller de LUCA à Polypodium vulgare. Toutes les ramifications et bifurcations sont dessinées un peu au hasard, mais pas totalement. J'ai essayé de montrer, par exemple, que l'Homme (un deutérostomien) est plus près de l'oursin (autre deutérostomien) qu'il ne l'est du homard (un protostomien). On voit aussi que l‘Homme (un eucaryote) est plus près des Méthanococcus (des archées) que les Méthanococcus ne le sont de Yersinia pestis, une bactérie. J'ai essayé de visualiser le fait que LUCA n'est pas le premier être vivant, mais seulement (par définition) le dernier ancêtre commun à tous les êtres actuels. J'ai aussi essayé de montrer que l'Évolution n'est pas un long fleuve tranquille, mais qu'elle est interrompue par des crises.

L'Homme (un tétrapode) est à une place quelconque, sans aucune particularité (ni au centre, ni sur un bord). On peut reprocher à cet arbre d'avoir privilégié outrageusement les eucaryotes, alors que l'essentiel de la biodiversité semble être chez les bactéries. On peut aussi lui reprocher d'avoir privilégié animaux et végétaux, nommés par leur nom, au détriment des champignons, protozoaires, archées et bactéries simplement numérotés. On peut enfin lui reprocher d'avoir privilégié les vertébrés divisés en deux (tétrapodes et "poissons"), alors que les arthropodes ne sont représentés que par un rameaux. Il n'y a pourtant qu'environ 50 000 espèces de vertébrés, sans doute connus dans leur grande majorité, alors qu'il y a plus de 1 500 000 espèces connues d'arthropodes (30 fois plus que de vertébrés, et sans doute beaucoup sont encore inconnus) répartis en plusieurs grands groupes (insectes, crustacés, arachnides …). Pour relativiser l'importance des vertébrés quand je montre cette figure, j'ai coutume de dire qu'il y a plus d'espèces de petits coléoptères couramment nommés charançon (entre 50 000 et 200 000 espèces) que de vertébrés. De quoi mettre à mal notre vertébrocentrisme !

Les végétaux sont souvent les oubliés dans les exposés sur l'Évolution, alors qu'un monde sans végétaux ne serait pas le même monde L'épaisseur du trait représente (de manière très qualitative) le nombre d'espèces et l'importance écologique des différents groupes.

Source : Conifères fossiles du Kimméridgien, Cerin (Ain) et gisement voisin (Isère).

Le but de cet arbre était (1) de remettre les tétrapodes (branche latérale des sarcoptérigiens) à leur place, et (2) de montrer qu'il n'y avait pas que les tétrapodes qui évoluaient au Mésozoïque et au Cénozoïque. Les actinoptérigiens téléostéens (les poissons "classiques", de la sardine à l'hippocampe en passant par les mérous) représentent plus de la moitié des espèces de vertébrés. Et ils ne sont apparus qu'au Mésozoïque, sans doute après les dinosaures et les mammifères. Mais pourtant, ils ne représentent qu'un infime pourcentage des ouvrages non hyperspécialisés sur l'Évolution.

Source : Batoïdes ("raies") et requins fossiles du Kimméridgien, carrière de Cerin (Ain).

Les buts de cet arbre étaient (1) de montrer la nature paraphylétique de ce qu'on nomme "reptiles" (repérés par un "+" sur la figure), (2) de montrer que les mammifères constituaient un groupe ancien, a priori plus ancien que les serpents, par exemple, et (3) que les oiseaux étaient des dinosaures (ce qui commence maintenant à être bien connu). On peut reprocher à cet arbre une terminologie vieillotte (on appelle maintenant les reptiles mammaliens des thérapsides), et l'importance égale donnée aux mammifères et aux oiseaux. Or il existe environ 10 000 espèces d'oiseaux pour seulement 5 000 de mammifères. Mais notre inconscient est tellement persuadé que les mammifères dominent le monde depuis la (prétendue) disparition des dinosaures…

Source : Les Rhynchocéphales du Kimméridgien de Cerin (Ain).