Les biologistes décrivent souvent les relations entre espèces sous la forme d'un arbre ramifié, où chaque nœud de l'arbre indique un moment où une nouvelle espèce a émergé à travers le processus d'évolution. Déterminer comment les espèces sont liées les unes aux autres et qui ont évolué à partir de qui peut être une tâche complexe. Un des principes les plus importants que les biologistes utilisent pour dessiner ces arbres dits phylogénétiques est le principe de parcimonie.

Définition

Le principe de parcimonie fait valoir que la plus simple des explications concurrentes est la plus probable être correct. Développée par William d'Ockam, un logicien du 14ème siècle, cette théorie est également connue sous le nom de Rasoir d'Occam.

Les biologistes utilisent le principe de la parcimonie lorsqu'ils dessinent des arbres phylogénétiques. Pour dessiner un arbre phylogénétique, vous devez d'abord déterminer quelles espèces d'un groupe sont les plus proches les unes des autres. Les biologistes comparent généralement l'ADN ou les caractéristiques physiques des espèces du groupe et cherchent des différences. Le principe de parcimonie appliqué à la biologie dit que l'arbre phylogénétique qui nécessite le moins de changements évolutifs est celui que vous devriez supposer correct.

Exemples

L'exemple le plus simple implique une caractéristique physique comme les plumes. Disons que vous comparez trois espèces appelées A, B et C; A et B ont des plumes et C non. Basé sur le principe de la parcimonie, vous concluez que les deux espèces avec des plumes sont plus étroitement liées (c.-à-partager un ancêtre commun plus récent), puisque dans ce cas le trait de plume aurait seulement besoin d'avoir évolué une fois. L'alternative impliquerait qu'un ancêtre commun a donné naissance à A et à une autre espèce qui est maintenant devenue l'ancêtre commun de C et B. Dans ce cas, le trait de plume aurait besoin d'avoir évolué deux fois; Le principe de la parcimonie plaide que ce n'est pas l'histoire correcte.

Algorithmes informatiques

Pour créer les arbres phylogénétiques les plus parcimonieux, les biologistes prennent généralement en considération de multiples caractéristiques et séquences d'ADN provenant de multiples gènes. Si seulement quelques espèces sont impliquées, vous pouvez faire cette analyse à l'œil nu; mais au fur et à mesure que le nombre d'espèces augmente, le nombre d'arbres évolutifs possibles qui pourraient tous les relier augmente également. Déterminer l'arbre correct basé sur la parcimonie peut rapidement devenir un problème très compliqué. De nos jours, les biologistes utilisent souvent des algorithmes informatiques qui trient rapidement un grand nombre d'arbres possibles et attribuent à chacun un score basé sur le nombre de changements évolutifs dont il aurait besoin.

Hypothèses

Le principe de la parcimonie est un supposition qui est probablement vrai pour la plupart des situations, mais ne doit pas toujours être vrai. Il est possible que l'histoire évolutive actuelle d'un groupe d'espèces ne soit pas celle qui a impliqué le moins de changements - parce que l'évolution n'est pas toujours parcimonieuse. Une autre approche pour déterminer les relations est ce que l'on appelle l'analyse du maximum de vraisemblance, qui utilise l'analyse statistique pour déterminer quel arbre évolutionnaire est le plus probable ou le plus probable. La parcimonie et le maximum de vraisemblance ont leurs propres défenseurs et critiques.