Découverte et analyse de la biodiversité : les moyens actuels
Résumé
Since the antiquity, the diversity of forms has fascinated people and has been the subject of description, analyses and classifications. For centuries, characterising biodiversity has relied on morphological characters. The rapid development of molecular technologies and analytical methods now allows developing complex and integrative approaches to study biodiversity, while incorporating morphological data. These approaches can be classified into three categories:
1) Microevolutionary population genetics approaches that use markers spread across the genome and unravel biodiversity fine-scale structure, providing insights into speciation processes (species formation).
2) “Barcoding” approaches, which relies on the genetic characterisation of individuals and to assign them a species name based on DNA sequence variation of one or several genes. This approach enables defining species limits. The combination of molecular barcoding and morphology results in integrative taxonomy.
3) Macroevolutionary phylogenetic approaches (based on molecular and/or morphological data) that show the pattern of relatedness among species and provide insights into systematics and into evolutionary processes that structure biodiversity (historical biogeography, role of characters in diversification, variation of diversification rates...).
These three approaches, which can be combined and associated with morphological approaches, have improved the characterisation and the understanding of factors that shape biodiversity. Examples include the discovery of cryptic species (species that look so similar that they were not distinguished), particularly on insects; changes in traditional classification; and the questioning of the paradigm of geographical isolation in species formation. Although the contribution of these modern approaches is important, they remain complex and largely perfectible. Importantly, it is essential to integrate experts from various fields to understand biodiversity better
– Depuis l’antiquité, la diversité des formes biologiques fascine, et fait l’objet de descriptions, d’analyses
et classifications. Alors que pendant des siècles la caractérisation de la biodiversité a reposé sur des critères morphologiques, l’avènement et le développement rapide des techniques moléculaires et des méthodes analytiques associées ont permis de développer des approches complexes et intégratives pour étudier la biodiversité, tout en incorporant les données issues de la morphologie. Ces approches se classent en trois catégories :
1) Les approches microévolutives de type “génétique des populations”, basées sur de nombreux marqueurs moléculaires répartis dans tout le génome, et qui renseignent sur la structure fine de la biodiversité en étudiant les processus de spéciation (formation des espèces).
2) Les approches de type barcoding, qui permettent de caractériser génétiquement un individu et de lui assigner un nom d’espèce sur la base de la variation de la séquence d’ADN d’un ou de plusieurs gènes. Éventuellement, cette approche permet de définir les limites d’espèces. Combiné à la morphologie, le barcoding moléculaire a conduit à la taxonomie intégrative.
3) Les approches macroévolutives de type “phylogénies” (établies sur des données moléculaires et/ou morphologiques), qui reconstruisent les relations de parenté entre espèces et sont donc non seulement informatives sur la systématique du groupe étudié, mais également sur les processus évolutifs qui en ont structuré la biodiversité (biogéographie historique, rôle de caractères particuliers dans la diversification du groupe, variation des taux de diversification dans le temps ou entre lignées...).
Ces trois approches, qui peuvent être combinées entre elles ainsi qu’aux approches morphologiques, ont contribué à mieux caractériser et comprendre les facteurs à l’origine de la biodiversité, par exemple en mettant en évidence des espèces cryptiques (des espèces qui se ressemblent tellement qu’elles étaient considérées comme une seule et même espèce), notamment chez les Insectes; en bouleversant les classifications traditionnelles; ou en remettant en cause le paradigme de l’isolement géographique dans la formation des espèces. Bien que la contribution de ces approches modernes soit notable, elles restent cependant très complexes et perfectibles. Plus important encore, il est essentiel aujourd’hui d’intégrer des experts de divers domaines pour appréhender sous divers angles et mieux comprendre cette biodiversité.
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