La reconstruction phylogénétique Concepts et méthodes (Nouvelle édition revue et augmentée)

Avant-propos (2017) (page 5)

Chapitre 1 (page 9) De la généalogie à la phylogénie

1] De Lamarck à Haeckel (page 9)

2] L’arbre phylogénétique (page 14)

3] Quelques définitions majeures (page 15)

3.1] Les sommets (page 16)

3.2] Les liens (page 16)

3.3] Réseaux et arbres (page 17)

3.3.1] Le réseau (page 17)

3.3.2] L’arbre (page 18)

3.4] Variétés d’arbres (page 19)

4] Combien d’arbres ? (page 19)

Chapitre 2 (page 23) Brève histoire de la problématique phylogénétique

1] Le « triple parallélisme » (page 24)

1.1] L’anatomie comparée (page 24)

1.2] L’ontogénie (page 26)

1.3] La paléontologie (page 27)

2] Le concept de ressemblance (page 28)

Chapitre 3 (page 33) Les objets de la phylogénétique : caractères et taxons

1] Les caractères (page 33)

2] Les taxons (page 36)

2.1] L’espèce et les taxons infra-spécifiques (page 38)

2.2] Taxons supra-spécifiques (page 41)

2.3] Du taxon spécifique aux UE (page 43)

Chapitre 4 (page 45) La méthode cladistique

1] Qu’est-ce que l’analyse cladistique ? (page 45)

1.1] Apomorphie, plésiomorphie et groupes naturels (page 46)

1.2] Images cladistiques (page 49)

1.3] Cladogramme et arbre phylogénétique (page 50)

1.4] Ancêtres (page 51)

2] Homologie et orthologie (page 52)

2.1] Définition et critères de l’homologie (page 52)

2.2] Homologie dans le cas de séquences (page 55)

2.2.1] L’alignement multiple (page 55)

2.2.2] L’homologie dynamique (OD) (page 59)

2.2.2.1] Le principe de l’OD (page 59)

2.2.2.2] La méthode (page 60)

2.2.2.3] Un exemple pratique en parcimonie (page 62)

2.2.2.4] Choix des jeux de paramètre par analyse de sensibilité (page 64)

2.2.2.5] Discussion (page 66)

3] Méthode et empirisme (page 68)

3.1] Le principe de parcimonie (page 69)

3.2] La notion de congruence (page 72)

4] Les critères d’identification du sens de transformation des caractères (page 73)

4.1] Le critère de comparaison extra-groupe (page 73)

4.1.1] Combien d’extra-groupes ? (page 74)

4.1.2] Le choix des extra-groupes et les limites d’application du critère (page 78)

4.2] Le critère ontogénique (page 79)

4.2.1] La reformulation de la « loi biogénétique » (page 80)

4.2.2] Réfutation et parcimonie (page 83)

4.2.3] la paedomorphose et l’exception à la règle (page 85)

4.3] Les critères paléontologique et chorologique (page 87)

4.3.1] Le critère paléontologique (page 87)

4.3.1.1] Lignées paléontologiques (page 89)

4.3.1.2] Lignées et cladogrammes (page 91)

4.3.2] Le critère de progression chorologique (page 93)

4.4] Polarisation et construction cladistique (page 94)

4.5] Le cladogramme et la dimension temporelle (page 98)

4.5.1] L’introduction des données extrinsèques (page 101)

4.5.2] Le critère de cohérence clado-stratigraphique (page 103)

4.5.3] Hiérarchie et partition (page 104)

Chapitre 5 (page 109) Les procédures de parcimonie

1] La recherche de l’arbre le plus court (page 109)

1.1] Modèles de parcimonie (page 110)

1.1.1] Parcimonie de Wagner (page 110)

1.1.2] Parcimonie de Camin-Sokal (page 110)

1.1.3] Parcimonie de Dollo (page 112)

1.1.4] Parcimonie, longueur de l’arbre et sens de l’évolution (page 112)

1.2] Algorithmes exacts et heuristiques (page 113)

1.2.1] La procédure de parcimonie (page 114)

1.2.2] Méthode, algorithme et arbre de Wagner (page 119)

1.2.3] Algorithmes exacts (page 123)

1.2.4] Algorithmes heuristiques (page 125)

1.3] Longueur de l’arbre, longueur des branches et optimisation des caractères (page 129)

1.4] Localisation des homoplasies (page 129)

2] Les caractères : codage, optimisation, pondération (page 132)

2.1] Caractères binaires et états multiples (page 132)

2.1.1] Caractères binaires (page 132)

2.1.2] Caractères à états multiples (page 133)

2.1.3.1] Relations non ordonnées (= non additives) (page 133)

2.1.3.2] Relations ordonnées (= additives) (page 133)

2.1.3] Codage binaire des séries de transformations (factorisation) (page 135)

2.1.3.1] Exemple 1. La série linéaire additive (page 135)

2.1.3.2] Exemple 2. La série non linéaire additive (page 136)

2.1.3.3] Exemple 3. Un arbre de caractère à transformations orientées (page 136)

2.1.3.4] Exemple 4. Caractère morphologique à états multiples (page 137)

2.1.3.5] Exemple 5. Le codage en biologie moléculaire (page 141)

2.1.4] Séries de transformations combinant additivité et non-additivité (page 143)

2.1.5] Polymorphisme (page 144)

2.1.6] Analyse des caractères à états multiples selon la méthode du TSA (page 145)

2.2] Caractères continus, discrétisation (page 146)

2.2.1] Quelles hypothèses évolutives pour un caractère quantitatif ? (page 147)

2.2.2] Les procédures de discrétisation (page 148)

2.3] Pondération des caractères et des transformations (« parcimonie pondérée ») (page 152)

2.3.1] Pondération des caractères (page 152)

2.3.2] Pondération des transformations (page 157)

2.3.2.1] Caractères discrets (page 157)

2.3.2.2] Caractères moléculaires (page 157)

2.3.2.3] Le problème des indels (page 163)

3] L’enracinement de l’arbre (page 165)

3.1] Racine et ancêtre (page 165)

3.2] Racine, dichotomie, trifurcation et extra-groupe(s) (page 166)

4] Mesures de l’homoplasie (page 168)

4.1] Mesures de l’homoplasie (page 168)

4.2] Pondération a posteriori des caractères (page 172)

4.2.1] Pondération successive (« Successive weighting ») (page 172)

4.2.2] Implied weighting (page 175)

5] Les invariants (page 177)

5.1] Les invariants de Cavender (page 177)

5.2] Les invariants de Lake (page 179)

6] L’évolution est-elle parcimonieuse ? (page 181)

Chapitre 6 (page 189) Les méthodes de compatibilité

1] Méthodes de compatibilité (page 189)

1.1] La méthode (page 190)

1.2] Compatibilité et parcimonie (page 192)

1.3] Compatibilité et cladisme (page 195)

2] L’analyse à trois taxons (page 196)

2.1] Principe de l’analyse à trois éléments (page 196)

2.2] La méthode 3ia (page 198)

2.2.1] Définition des 3is (page 198)

2.2.2] La pondération fractionnaire (« Fractional weight ») (page 200)

2.2.3] Décomposition de caractères à états multiples (page 201)

2.2.4] Données manquantes et données non applicables (page 205)

2.2.5] Recherche des arbres optimaux (page 208)

2.2.6] Mesures de soutien en 3ia (page 209)

2.2.6.1] L’indice de cohérence (page 210)

2.2.6.2] L’indice de rétention (page 210)

2.3] Exemples comparatifs (page 211)

2.3.1] Différences dans la transcription des observations (page 211)

2.3.2] Différences en ce qui concerne la précision et l’interprétation (page 212)

Chapitre 7 (page 215) Les méthodes phénétiques

1] Historique (page 217)

2] Similitude et distance (page 219)

2.1] La notion de similitude et de distance (page 220)

2.2] Indices de similitude et de distance fondés sur des attributs (page 221)

2.2.1] Caractères où deux états seulement sont comparés (page 223)

2.2.2] Caractères où plusieurs états sont comparés (page 224)

2.3] Indices de distances fondées sur des données quantitatives (page 225)

3] Distances patristique, observée, estimée (page 228)

3.1] Distance patristique ou phylétique (page 228)

3.2] La distance observée (page 230)

3.2.1] Distance patristique et distance observée (page 230)

3.2.2] Correction des distances observées (page 231)

3.3] Distance estimée (page 233)

3.4] évaluation des différences entre distances observées et patristiques (page 237)

3.4.1] Critères métriques (page 237)

3.4.2] Critères topologiques (page 237)

4] Méthodes phénétiques de construction d’arbres (page 238)

4.1] Les méthodes agglomératives (page 239)

4.1.1] Les classifications hiérarchiques combinatoires (page 239)

4.1.2] La méthode dite du « Neighbor-joining » (NJ) (page 243)

4.2] Les méthodes d’ajustement (page 246)

4.2.1] Le modèle (page 246)

4.2.2] La construction de l’arbre (page 249)

4.2.3] Quelques tests statistiques (page 253)

4.2.3.1] Le test f (page 253)

4.2.3.2] Le test du taux relatif (page 255)

4.3] Les méthodes de parcimonie (page 256)

5] Arbre ou réseau : le NeighborNet (page 260)

6] Remarques et conclusions à propos des méthodes phénétiques (page 260)

6.1] Similitude globale et caractères (page 261)

6.2] Arbre : racine et branches (page 263)

Chapitre 8 (page 265) Les méthodes probabilistes

I – Le maximum de vraisemblance

1] Introduction (page 266)

1.1] Généralités (page 266)

1.2] Exemple d’estimation par ML (page 269)

1.3] Exemple simple appliqué à la phylogénie (page 270)

1.3.1] Le modèle d’évolution et les paramètres (page 272)

1.3.2] Le calcul des vraisemblances, de leurs variations et de leur rapport (page 273)

1.4] Conclusions (page 275)

2] Modèle d’évolution de caractères quantitatifs (page 276)

2.1] La solution de Felsenstein (page 278)

2.2] La méthode du Treeness (page 279)

3] Modèle d’évolution de caractères discrets (page 283)

3.1] Généralités (page 284)

3.2] Modèle d’évolution de type Poisson, fonction du temps (page 288)

3.3] Modèle d’évolution indépendant du temps (page 289)

3.4] Le modèle général appliqué à l’ADN et ses sous-modèles (page 290)

3.5] Le modèle appliqué aux séquences d’acides aminés (page 292)

3.6] Quelques tests (page 293)

3.7] Quel modèle choisir ? (page 295)

4] Parcimonie et vraisemblance (page 296)

5] Parcimonie, vraisemblance et consistance (page 301)

6] Conclusions (page 306)

II – Les approches bayésiennes

1] Un exemple simple (page 309)

2] Le modèle général (page 311)

3] Exemple d’estimation de π par MC (page 314)

4] Les stratégies utilisées dans l’approche bayésienne (page 315)

5] Un exemple (page 317)

Chapitre 9 (page 321) Les méthodes comparatives

1] Le problème (page 321)

2] Méthode des contrastes indépendants (page 322)

3] Méthode de dépendance phylogénétique (page 325)

4] Méthodes unifiées (page 327)

5] Exemples (page 329)

Chapitre 10 (page 331) Méthodes de comparaisons de phylogénies

1] Comparaison d’arbres par sites appariés (page 333)

1.1] Tests χ² (page 333)

1.2] Tests de vraisemblance (page 334)

1.2.1] Le test statistique KH (page 334)

1.2.2] Test statistique de vraisemblance avec réechantillonnage (test RELL) (page 335)

1.2.3] Le test statistique de vraisemblance avec réechantillonnage (test SH) (page 336)

2] Test d’incongruence entre deux ou plusieurs arbres (page 338)

2.1] Le test ILD (page 338)

2.2] Le test cRT (page 340)

3] Comparaison de matrices de distance (page 343)

3.1] Le test de Mantel (page 343)

3.2] Le test PLD (Path Length Difference) (page 345)

4] Comparaison de structures d’arbres (page 346)

4.1] Comparaisons de paires de topologies (page 347)

4.2] RF, SD ou NNI (page 347)

4.3] Maximum Agreement Subtree (MAST) (page 347)

4.4] Quartet differences (page 348)

4.5] Corrélation entre les distances d’arbre (page 349)

4.6] Mesures de distances d’arbre et leurs corrélations (page 350)

5] Comparaisons d’un ensemble d’arbres (page 350)

5.1] L’arbre de consensus strict (page 351)

5.2] L’arbre-consensus d’Adams (page 352)

5.3] L’arbre de consensus majoritaire (page 353)

5.4] L’arbre de consensus gourmand (page 353)

5.5] Pondération successive (page 354)

6] Les méthodes de rééchantillonnage (page 356)

6.1] Le Jackknife (page 357)

6.2] Le bootstrap (page 359)

6.3] Interprétation (page 360)

7] Les méthodes de supertree (page 362)

8] L’indice de Bremer (page 365)

9] La coévolution (page 367)

9.1] La Brooks Parsimony Analysis (BPA) (page 369)

9.2] La méthode de Page (page 370)

9.3] La méthode « jungles » de Charleston (page 370)

9.4] Le test de coévolution de Legendre (page 371)

9.5] la méthode de reconstruction par ABC (page 371)

10] Conclusion (page 370)

Conclusion (page 373)

Bibliographie (page 381)

Index des notions (page 409)

Index des noms (page 415)