2020-2021 / BOTA0410-1

Phylogénie des eucaryotes

Durée

30h Th

Nombre de crédits

 Master en biologie des organismes et écologie, à finalité3 crédits 

Enseignant

Denis Baurain

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en juin

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

[MISE-A-JOUR EN 2018] Les techniques de comparaison de séquences moléculaires ont été intensément appliquées à l'énigme de l'évolution des eucaryotes. Pendant une dizaine d'années, les arbres obtenus à partir de l'ARNr de la petite sous unité ribosomique suggéraient que la plupart des eucaryotes étaient apparus simultanément (évolution en couronne), tandis que quelques lignées de "protistes" se seraient différenciées plus tôt. Comme ces lignées basales semblaient essentiellement composées de parasites dépourvus de mitochondrie (ex. microsporidies), l'hypothèse dominante voulait que ces "Archezoa" soient effectivement apparus avant l'acquisition de la mitochondrie -- à la suite de l'endosymbiose d'une bactérie par un de ces proto-eucaryotes amitochondriaux.
Toutefois, au tournant du millénaire, un faisceau d'indices convergeants a fini par convaincre les phylogénéticiens que cet arbre était incorrect et que les Archezoa -- s'ils avaient jamais existé -- avaient disparu de nos jours. Parmi ces indices, citons la découverte de mitochondries dégénérées (hydrogénosomes et mitosomes) de même que la présence de gènes d'origine mitochondriale dans les noyau des prétendus Archezoa. En ce qui concerne la topologie de l'arbre d'ARNr, elle pouvait être expliquée par des artefacts phylogénétiques ayant pour effet de rejeter les espèces à évolution rapide à la base de l'arbre.
Plus récemment, l'avènement de la phylogénomique (comparaison de centaines de gènes simultanément) a permis de faire de grand progrès dans la résolution de l'arbre des eucaryotes, notamment en les regroupant en six super-groupes (Opisthokonta, Amoebozoa, Excavata, Plantae, Chromalveolata et Rhizaria), appartenant à deux méga-groupes (unikontes et bikontes) entre lesquels se trouverait l'origine ultime (= racine) des eucaryotes.
Cette topologie remaniée a connu un grand retentissement et a même percolé jusque dans les manuels de biologie. Hélas, de nouvelles études phylogénomiques suggèrent aujourd'hui qu'il ne s'agit toujours pas d'une représentation fidèle de l'arbre des eucaryotes, en partie parce que les Chromalveolata ne forment pas un réel super-groupe, mais apparaissent plus éclatés. A présent, l'hypothèse de travail considère trois méga-groupes (unikontes, Excavata et un assemblage composé des Plantae/Chromalveolata/Rhizaria). En supposant que ces groupes soient réels, leur organisation interne reste encore à définir.
Dans ce cours, les étudiants seront initiés concrètement à la phylogénie des eucaryotes et à ses péripéties au travers de la rédaction d'un travail personnel de revue critique de la littérature phylogénétique à perspective historique.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

A l'issue de ce cours, les étudiants auront pris conscience de la difficulté à inférer l'origine et l'évolution des eucaryotes et des lignées les composant, notamment en raison des artefacts phylogénétiques. Ils pourront présenter, argumenter et contraster les différentes cadres phylogénétiques proposés au cours des 30 dernières années et en citer les auteurs principaux pour des lignées évolutives d'intérêt.

Savoirs et compétences prérequis

Il serait préférable d'avoir de bonnes bases de diversité du Vivant, dont la "protistologie" (ex. algues et champignons), et de phylogénie moléculaire : Biodiversité et écologie [BIOL0518-1], Microbiologie [MICR0715-2] et Méthodes de phylogénie [GENE0448-1].

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Si plusieurs étudiants sont intéressés par le cours, différents sous-thèmes seront définis en concertation pour éviter les doublons. Ainsi, il sera possible de travailler sur la phylogénie d'un groupe eucaryotique spécifique (ex. arthropodes, lichens) ou sur un concept évolutif en particulier (ex. fossiles vivants, simplification secondaire). Quel que soit le thème choisi, la perspective historique (évolution des idées) devra être au centre du travail.
Une vingtaine à une trentaine d'articles (ou portions d'ouvrages) traitant du concept évolutif ou de la phylogénie du groupe eucaryotique choisi seront collectés par l'étudiant. Ce dernier devra en lireen détails une quinzaine parmi les plus pertinents afin d'en rédiger une revue critique (voir ci-dessous). Plusieurs consultations avec l'enseignant se tiendront en vue de clarifier les concepts difficiles, discuter de la structure du travail écrit et contrôler son bon état d'avancement.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Travail personnel et consultations avec l'enseignant.

Adaptations organisationnelles liées au contexte sanitaire

Les rencontres avec l'enseignant se feront par vidéo-conférence.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Liste d'articles de recherche à définir.

Modalités d'évaluation et critères

Conformément à la circulaire de rentrée académique 2020-2021, un protocole de fonctionnement décliné en codes couleur a été établi pour l'enseignement supérieur dans le cadre de la lutte contre la Covid. Les engagements pédagogiques ont été prévus en codes « jaune » et « orange ».
En cas de passage en code « rouge », aucune évaluation ne pourra être organisée en présentiel.
Plus d'informations

Rédaction d'une revue critique de la littérature phylogénétique du sujet choisi, dont la perspective est avant tout historique (= évolution des conceptions au cours du temps, depuis l'Antiquité jusqu'à la phylogénomique). Le travail doit comporter environ 10 pages de texte principal, 1 à 2 boîtes sur fond coloré discutant de points plus techniques et 1 à 3 figures originales. Le texte principal doit être accessible à un bachelier en biologie et sa structure ne peut pas contenir plus de deux niveaux de titres (non-numérotés), c'est-à-dire comme un article de revue de vulgarisation. Le travail peut être rédigé en français ou anglais et doit parvenir à l'enseignant au moins une semaine avant les délibérations de fin d'année.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Contacts

Prof. Denis Baurain Institut de Botanique B22 (P70) denis.baurain@uliege.be
Assistant: Dr. Damien Sirjacobs Institut de Botanique B22 (P70) 04/366.38.54 D.Sirjacobs@uliege.be