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

Sous la direction de Pierre Darlu & Pascal Tassy, avec la collaboration de Cyrille d’Haese & René Zaragüeta i Bagils
Collection : Sciences & philosophie

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Les arbres évolutifs, ou phylogénies, racontent une histoire, l’histoire des êtres vivants, de leur morphologie et de leurs gènes, mais aussi, l’histoire des langues, des textes, des faits culturels ou même des idées. Ces arbres sont avant tout des hypothèses sur les liens de parentés qui exigent réflexions à la fois sur les faits et sur les méthodes. Ce livre définit les concepts fondamentaux de la reconstruction phylogénétique. Il explique la nature et la diversité des approches pratiquées depuis leurs balbutiements au XIXe siècle jusqu’à nos jours. Il insiste, de manière pédagogique et aussi objectivement que possible, sur leurs performances et leurs limites, en fonction de la nature des données étudiées.

Cet ouvrage constitue une version largement augmentée de La Reconstruction phylogénétique. Concepts et méthodes publié en 1993 dans la collection « Biologique théorique » des éditions Masson. Il tient donc compte des méthodes et débats qui ont marqué l’évolution rapide de la discipline ces vingt-cinq dernières années.

Il s’adresse aux étudiants des 1er, 2e et 3e cycles et aux chercheurs non spécialistes de phylogénie mais désireux de connaître l’état actuel de la question.

Titre La reconstruction phylogénétique
Sous-titre Concepts et méthodes (Nouvelle édition revue et augmentée)
Édition 2e édition revue et augmentée
Date de publication Décembre 2018
Sous la direction de Pierre Darlu & Pascal Tassy, avec la collaboration de Cyrille d’Haese & René Zaragüeta i Bagils
ISBN 978-2-37361-172-4
eISBN 978-2-37361-173-1
Support papier et ebook
EAN13 Papier 9782373611724
EAN13 PDF 9782373611731
EAN13 ePub 9782373611748
Nombre de pages 430
Nombre de figures 141
Dimensions 16,4 x 24 cm
Prix livre papier 22 € jusqu'au 14 décembre, puis 29 €
Prix eBook PDF 15,99 €

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 x)

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