Caractère ancestral et caractère dérivé

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Le caractère « membres pairs » a deux états :
État ancestral	État dérivé
2 paires de nageoires des poissons (9 et 10)	2 paires de pattes (lézard)

Un caractère ancestral ou plésiomorphie chez une espèce, est un caractère qui a subi au cours de l'évolution une modification. Le nouvel état de ce caractère est dit dérivé.

Inversement, un caractère dérivé ou apomorphie (racine grecque "apo" : modification, différenciation, écartement, séparation) est un caractère nouveau qui est le résultat d'une modification d'un caractère ancestral au cours de l'évolution.

Ce sont des notions fondamentales pour construire des phylogénies, par la méthode cladistique.

Sommaire

1 Exemple
2 Déterminer les états « ancestral » et « dérivé » d'un même caractère
- 2.1 Sans fossile
- 2.2 Avec fossiles
3 Notions à relativiser
4 Voir aussi
5 Notes et références

[modifier] Exemple

Par exemple, les poissons ont depuis longtemps quatre nageoires qui sont un caractère ancestral (plésiomorphie). Cet état de caractère s'est transformé en un nouvel état : quatre membres marcheurs des Tétrapodes, qui constituent un caractère dérivé par rapport au caractère ancestral (apomorphie).

Dans l'exemple, tous les poissons actuels ont toujours le caractère ancestral « nageoires ». Un caractère ancestral n'est donc pas synonyme de caractère disparu puisque il peut s'être maintenu dans de nombreuses lignées.

Comparaison de caractéristiques ancestrales et dérivées dans l'évolution des oiseaux

Caractéristiques anatomiques	Théropodes ("non avaire") 220 à 65 Ma	Archaeopteryx 156 à 150 Ma	Confuciusornis 125 et 110 Ma	oiseaux plus développés Ornithothoraces à partir du Jurassique moyen
Fusion des deux fenêtres temporales avec l'orbite	-	+	-	+
Disparition des dents	- nombreuses	-	+	Beaucoup pour les Oiseaux du Crétacé
La queue à Pygostyle raccourcie, vertèbres de queue fusionnées	en petit nombre	-	+	+
Clavicules fusionnées (furcula)\|	- Accollées (forme de boomerang) \|	+ Forme de boomerang	+ Forme de boomerang	+ Forme en V, à angle aigu
longueur du Coracoïdes long, en forme de ruban	-	-	+	+
Sternum avec bréchet	-	-	- Sternum plat avec quille trés réduite	+ Seulement les Neognathae , disparition secondaire chez les paléognathes
Côtes liées au sternum	avec une	-	+	+
Disparition des Côtes abdominales (Gastralia)	-	-	-	+
côtes avec Processus unciné	avec une côte supplémentaire ou présent chez les Maniraptora	-	+	+ Plusieurs
Humérus dilaté avec crête deltopectoral perforé (autoapomorphie)	-	-	+	-
os de métacarpe des patte avant I, III à Carpe-métacarpe fusionné	-	-	+ (fusion après la base)	+
os médian du pied II-IV fusionné (Tarso-métatarse)	un	+	+	+
os médian du pied IV present	+	+	+	-
Plumes de vol actif, asymétriques	quelques uns	+	+	+
Alula	peu abondantes	-	-	+

[modifier] Déterminer les états « ancestral » et « dérivé » d'un même caractère

Dans l'exemple, l'hypothèse de départ est l'évidence que la patte a dérivé de la nageoire. Pour quelles raisons ne serait-ce pas l'inverse (la nageoire a dérivé de la patte des tétrapodes) ?

[modifier] Sans fossile

Cette détermination repose en partie sur l'intuition : en général l'état dérivé présente plus de complexité que l'état ancestral. En cas de difficulté, on applique le principe de parcimonie : les innovations évolutives sont rares, donc on admet toujours l'hypothèse qui suppose le moins d'innovations.

[modifier] Avec fossiles

Les archives fossiles sont finalement le meilleur moyen puisque, les fossiles une fois datés, l'ordre d'apparition des caractères peut être établi, plus ou moins bien.

Un exemple actuel qui fait l'objet de discussion : la bipédie humaine et la locomotion des chimpanzés et des gorilles (knuckle walking) sont deux états d'un même caractère. Les scientifiques débattent actuellement pour savoir lequel est dérivé et lequel est ancestral.^[1]

[modifier] Notions à relativiser

La présence du caractère ancestral "nageoires" peut être aussi qualifié de caractère dérivé, par rapport à un caractère encore plus ancestral : l'absence de membre.

Également, un caractère dérivé peut être qualifié d'ancestral, s'il s'est modifié par la suite. Par exemple chez les tétrapodes le caractère "4 membres locomoteurs" est un caractère ancestral, par rapport au serpent chez qui ces membres ont régressés jusqu'à disparaître.

*La notion d'état ancestral ou dérivé d'un caractère est relative*
État ancestral	État dérivé
	État ancestral	État dérivé
		État ancestral	État dérivé
Pas de nageoires paires (agnathe)	Membres paires (nageoires des poissons)	Pattes (lézard)	Membres régressés (serpent)