Systématique en microbiologie. Notion d'espèce. Classification universelle mixte consensuelle et phylogénétique en bactériologie

1. Taxinomie, taxons, nomenclature, phylogénèse

La systématique est la branche de la biologie qui a pour but d'étudier la diversité des êtres vivants, de comprendre l'origine de cette diversité et de les classer de manière rationnelle au travers de leurs ressemblances et de leurs différences et des relations qui existent entre eux. La taxonomie (ou taxinomie) et la nomenclature sont 2 disciplines de la systématique.

La taxonomie ou taxinomie est la science qui va aboutir à classer les êtres vivants de façon hiérarchisée au sein de groupes appelés taxons. Un taxon (ou unité taxonomique ou groupe taxonomique) regroupe différents organismes dans l'ensemble qu'il constitue. Chaque taxon reçoit un nom. Quand des organismes sont regroupés au sein d'un taxon donné c'est parce que la construction de ce regroupement est apparu scientifiquement pertinente. Une espèce x, un genre y , une famille z, un ordre t, une classe u , un phylum v sont des taxons de niveaux hiérarchiques croissants. En microbiologie, un sérotype (ou sérovar) est aussi un taxon mais de niveau infra espèce.

La classification du vivant utilise un système de taxons hiérarchisés et emboîtés et cohérents avec l'histoire évolutive du vivant.

Vous pouvez ouvrir une nouvelle fenêtre qui propose la hiérarchie des taxons utilisée dans les nomenclatures en cliquant sur le lien " vers la hiérarchie des taxons dans les classifications des êtres vivants".

La nomenclature est un ensemble de règles qui permet à un instant donné de l'état de la systématique de nommer taxons de façon non ambigüe et en adéquation avec les niveaux hierarchiques de la classification en cours.

Le plus simple est peut être d'éclairer dès maintenant le propos à l'aide exemples.

Soit un laboratoire de microbiologie travaillant avec un clone identifié Escherichia coli , (d'après la nomenclature du Bergey's Taxonomic Outline, version mai 2004) :
Taxon d'espèce (en anglais species) = Escherichia coli
Taxon de genre (en anglais genus) = Escherichia
Taxon de famille (en anglais family) = Enterobacteriaceae. Ainsi chez les Enterobacteriaceae on a regroupé les organismes appartenant à différents taxons de genre comme Escherichia, Proteus, Salmonella, Yersinia ... Chaque taxon du niveau genre est "divisé" en différents taxons du niveau de l'espèce : ainsi dans le genre proteus on regroupe les espèces proteus vulgaris, proteus mirabilis ...
Taxon d'ordre (en anglais order) = Enterobacteriales
Taxon de classe (en anglais class) = Gammaproteobacteria. Ainsi la classe Gammaproteobacteria regroupe les organismes appartenant à l'ordre des Enterobacteriales (comme Escherichia coli) mais aussi l'ordre des Pseudomonadales (où on trouve tous les organismes des genres Pseudomonas et Azotobacter et ...) mais aussi l'ordre des ... etc
Taxon de phylum (en anglais phylum)= Proteobacteria
Taxon de domaine (en anglais domain) (appelé parfois aussi taxon de super-règne (superkingdom en anglais, terme peu utilisé)) = Bacteria

On retiendra bien la propriété fondamentale suivante : un taxon comprend les individus de ses taxons subordonnés (de rang hierarchique inférieur).

Où si on s'intéresse à soi-même :

je suis un individu de l'espèce sapiens du genre Homo = Homo sapiens
Famille = Hominidae (ici je suis en compagnie du disparu Homo erectus)
Ordre = Primata (ici je suis en compagnie des chimpanzés)
Classe = Mammalia (à ce niveau je trouve aussi les dauphins)
Phylum = Chordata (à ce niveau je trouve aussi les oursins)
règne = Metazoa (à ce niveau hiérarchique je trouve aussi les éponges)
Domaine (ou Super-règne)= Eukaryota (tous les organismes constitué de cellules eucaryotes sont membres du taxon de Domaine des Eucarya)

L'étude de l'évolution des êtres vivants est un des objectifs de la systématique. Et, de nos jours, La classification scientifique des êtres vivants est réalisée dans le cadre d'une tentative de sa mise en cohérence avec l'histoire évolutive des êtres vivants : on dit qu'elle tend à être phylogénétique.
L'approche phylogénétique demande que les taxons créés respectent les deux conditions suivantes :
- (i) tous les individus d'un taxon donné descendent d'un ancètre particulier ;
- (ii) tous les descendants de cet ancêtre particulier sont dans le taxon.

Cette contrainte de cohérence phylogénétique a conduit et conduit à des modifications fondamentales de la classification des êtres vivants héritée des années 1950. Certaines de ces modifications sont non cohérentes avec les "idées communes" modelées par l'héritage culturel et linguistique. Ainsi des taxons traditionnels comme "reptiles", "poissons", "algues", "plantes dicotylédones" ont perdu leur pertinence en systématique phylogénétique car ils se sont montrés comme polyphylétiques (ils ne respectent pas la condition (i) ci-dessus) et/ou paraphylétiques (ils ne respectent pas la condition (ii) ci-dessus). D'autres Taxons traditionnels comme celui des champignons (règne Fungi) et des plantes (règne Plantae) ont survécu après nettoyage (on leur a enlevé de nombreux organismes qui n'y avaient pas leur place d'un point de vue phylogénétique afin de les rendre monophylétiques). Enfin, certains taxons historiques traditionnels ont surmonté la révolution phylogénétique, comme "animal" (métazoaires en langage courant = règne Metazoa en nomenclature internationale) ou "mammifères" (= classe Mammalia en nomenclature internationale).

Vous pouvez ouvrir un cadre qui propose un schéma commenté qui tente d'aider à mieux comprendre la notion de classification phylogénétique en cliquant sur le lien " vers un schéma explicatif de la classification phylogénétique"

Les 2 sites suivants seront utiles pour qui s'intéresse à la place de la phylogénèse dans les classifications actuelles du vivant : http://phylonames.org/code/(consult. 06/2022) et http://www.inrp.fr/Acces/biotic/evolut/phylogene/documentation/html/ancetre.htm (consult. 06/2022) .

Une des principales applications de la systématique est évidemment l'identification. Un "bon système d'identification" doit permettre, à partir des caractères étudiés, de pouvoir placer l'organisme étudié dans un taxon préalablement décrit. Mais il faut bien retenir aussi que c'est la systématique qui permet de construire les banques de données univeselles et ordonnées présentant la diversité du vivant à la communauté humaine : indispensable si on veut s'y retrouver et pouvoir communiquer de façon scientifique à propos du vivant.

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