{"id":3494,"date":"2022-01-23T18:41:57","date_gmt":"2022-01-23T17:41:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/?p=3494"},"modified":"2023-06-20T17:20:35","modified_gmt":"2023-06-20T15:20:35","slug":"construire-un-arbre-phenogramme-a-laide-de-geniegen2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/?p=3494","title":{"rendered":"Construire un arbre (ph\u00e9nogramme) \u00e0 l’aide de G\u00e9niegen2"},"content":{"rendered":"

par Philippe Cosentino<\/em><\/p>\n

Cet article a pour objet d’expliquer comment construire des ph\u00e9nogrammes (arbres de similarit\u00e9) avec Genigen2, comme on pouvait le faire jusqu’\u00e0 pr\u00e9sent avec Phylog\u00e8ne.<\/p>\n

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Introduction<\/h2>\n

Phylog\u00e8ne est un logiciel unique en son genre, et \u00e0 l’heure o\u00f9 j’\u00e9cris cet article il reste le seul capable de construire des cladogrammes<\/strong> (arbres phylog\u00e9n\u00e9tiques, mat\u00e9rialisant le degr\u00e9 de parent\u00e9<\/strong> entre des clades) \u00e0 partir du partage d’apomorphies (pouce opposable, plumes etc.).<\/p>\n

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Exemple de cladogramme obtenu avec Phylog\u00e8ne<\/p><\/div>\n

Phylog\u00e8ne permet \u00e9galement de construire des ph\u00e9nogrammes<\/strong>, c’est \u00e0 dire des arbres mat\u00e9rialisant le degr\u00e9 de similarit\u00e9<\/strong> (et non de parent\u00e9) entre des s\u00e9quences.<\/p>\n

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Exemple de ph\u00e9nogramme obtenu avec Phylog\u00e8ne<\/p><\/div>\n

Remarque : ces arbres sont parfois pr\u00e9sent\u00e9s comme des \u00ab\u00a0arbres de parent\u00e9s\u00a0\u00bb ou des \u00ab\u00a0arbres phylog\u00e9n\u00e9tiques\u00a0\u00bb. Ce n’est pas tout \u00e0 fait exact. Ces arbres mat\u00e9rialisent avant tout le degr\u00e9 de similarit\u00e9 entre les s\u00e9quences. Pour les assimiler \u00e0 des arbres de parent\u00e9, il faut faire l’hypoth\u00e8se que le degr\u00e9 de similarit\u00e9 est proportionnel au degr\u00e9 de parent\u00e9 (ou encore que chaque mutation a valeur d’innovation). La validit\u00e9 de cette hypoth\u00e8se est discutable, le rythme auquel s’accumulent les mutations au cours du temps pouvant varier, ainsi que la dur\u00e9e des g\u00e9n\u00e9rations etc.<\/em><\/p>\n

Les donn\u00e9es \u00e0 partir desquelles Phylog\u00e8ne construit ces arbres sont fournies sous la forme de fichiers .aln<\/strong> (aln pour \u00ab\u00a0alignement\u00a0\u00bb), c’est \u00e0 dire de fichiers contenant des s\u00e9quences d\u00e9j\u00e0 align\u00e9es par l’algorithme ClustalW. Certains de ces fichiers sont d\u00e9j\u00e0 int\u00e9gr\u00e9s dans les collections de Phylog\u00e8ne, d’autres sont fournis par l’enseignant (c’est le cas de certains sujets d’ECE).<\/p>\n

Contrairement aux cladogrammes, que seul Phylog\u00e8ne permet actuellement de construire, ces m\u00eames ph\u00e9nogrammes peuvent d\u00e9sormais \u00eatre construits avec G\u00e9niegen2<\/strong>. Attention toutefois, pour que cette fonctionnalit\u00e9 soit disponible sur la version ex\u00e9cutable il faut que celle-ci ait \u00e9t\u00e9 t\u00e9l\u00e9charg\u00e9e apr\u00e8s le 18 janvier 2022.<\/p>\n

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Construire un arbre avec Geniegen2<\/h2>\n

Pour construire un arbre avec Geniegen2, il faut tout d’abord charger un ensemble de s\u00e9quences homologues<\/strong>, ou du moins comparables. Elles peuvent \u00eatre de nature nucl\u00e9otidiques<\/strong> ou polypeptidiques<\/strong>.<\/p>\n

Ces s\u00e9quences peuvent \u00eatre charg\u00e9es \u00e0 partir de la banque de Geniegen2 (il existe m\u00eame des \u00ab\u00a0Packs\u00a0\u00bb de s\u00e9quences optimis\u00e9s pour construire des arbres), mais \u00e9galement sous la forme de fichiers .edi (format \u00ab\u00a0Anag\u00e8ne\u00a0\u00bb), .fasta et bien entendu .aln (le format utilis\u00e9 par Phylog\u00e8ne).<\/p>\n

A noter que vous pourrez r\u00e9cup\u00e9rer ces fichiers .aln directement dans les dossiers de Phylog\u00e8ne.<\/p>\n

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Avec le mot cl\u00e9 \u00ab\u00a0parent\u00e9\u00a0\u00bb, on trouve des \u00ab\u00a0packs\u00a0\u00bb qui se pr\u00eatent fort bien \u00e0 la construction d’arbres.<\/p><\/div>\n

Remarque : le format .aln n’est pas propre \u00e0 Phylog\u00e8ne. C’est un format appel\u00e9 ClustalW propre \u00e0 certains logiciels tels que ClustalX, qui exportent ainsi le r\u00e9sultat de leurs alignements.<\/em><\/p>\n

Une fois les s\u00e9quences charg\u00e9es, on constate qu’elles sont d\u00e9j\u00e0 align\u00e9es, conform\u00e9ment au contenu du fichier .aln.<\/p>\n

Il ne reste plus qu’\u00e0 afficher l’arbre, via le menu \u00ab\u00a0Affichage\u00a0\u00bb.<\/p>\n

L’arbre appara\u00eet alors dans une fen\u00eatre, qu’il est possible de redimensionner.<\/p>\n

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Arbre obtenu \u00e0 partir de la comparaison des s\u00e9quences des opsines de divers primates.<\/p><\/div>\n

A noter qu’il est \u00e9galement possible d’afficher la matrice de similarit\u00e9<\/strong>, en passant par le menu \u00ab\u00a0Affichage\u00a0\u00bb puis \u00ab\u00a0Tableau de comparaison\u00a0\u00bb. Pour afficher plut\u00f4t la matrice de distance<\/strong>, il suffit de d\u00e9cocher la case \u00ab\u00a0similarit\u00e9\u00a0\u00bb.<\/p>\n

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UPGMA ou WPGMA ?<\/h2>\n

Il existe plusieurs algorithmes aboutissant \u00e0 des ph\u00e9nogrammes  l\u00e9g\u00e8rement diff\u00e9rents \u00e0 partir de la m\u00eame matrice de distance.<\/p>\n

Geniegen2 propose deux algorithmes<\/strong> diff\u00e9rents, nomm\u00e9s UPGMA et WPGMA (Phylog\u00e8ne propose UPGMA et NJ), et vous pouvez passer de l’un \u00e0 l’autre via le menu \u00ab\u00a0Options\u00a0\u00bb.<\/p>\n

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Choix de l’algorithme dans les options<\/p><\/div>\n

Les diff\u00e9rences sont g\u00e9n\u00e9ralement minimes, mais dans certains cas on obtient des n\u0153uds diff\u00e9rents en changeant de m\u00e9thode. Dans tous les cas il est bon de garder en t\u00eate qu’il n’existe pas UN SEUL arbre valide pour repr\u00e9senter les degr\u00e9s de similarit\u00e9 entre plusieurs s\u00e9quences, et qu’un algorithme peut donner de meilleurs r\u00e9sultats dans un cas qu’un autre dans une autre situation.<\/p>\n

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Une fonctionnalit\u00e9 que l’on peut cacher aux \u00e9l\u00e8ves<\/h2>\n

Dans le cas o\u00f9 l’enseignant souhaite faire construire l’arbre par les \u00e9l\u00e8ves, cette fonctionnalit\u00e9 peut devenir g\u00eanante. Pour faire dispara\u00eetre l’affichage du ph\u00e9nogramme des menus de Geniegen2, il suffit de lui fournir un fichier .edi dont l’extension sera renomm\u00e9e<\/span> en .nt.edi<\/p>\n

Si par exemple la s\u00e9ance de travaux pratiques repose sur l’exploitation de s\u00e9quences d’opsines, enregistr\u00e9es dans un fichier nomm\u00e9 opsines.edi<\/strong>, il suffit de renommer ce dernier opsines.nt.edi<\/strong><\/p>\n

Une fois ce fichier ouvert par l’\u00e9l\u00e8ve, la fonctionnalit\u00e9 aura irr\u00e9versiblement disparu du menu de Geniegen2, jusqu’\u00e0 sa fermeture.<\/p>\n

Si les s\u00e9quences ne sont pas fournies sous la forme d’un fichier, mais sont pr\u00e9sentes dans la banque, il suffit que l’enseignant, lorsqu’il pr\u00e9pare sa s\u00e9ance, charge les s\u00e9ance \u00e0 partir de la banque, les exporte au format .edi, et renomme le fichier obtenu.<\/p>\n

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Conclusion<\/h2>\n

Phylog\u00e8ne reste incontournable pour construire des cladogrammes \u00e0 partir de caract\u00e8res anatomiques (et autres innovations \u00e9volutives).<\/p>\n

Cependant, pour construire des ph\u00e9nogrammes \u00e0 partir de donn\u00e9es mol\u00e9culaires, l’alternative existe<\/strong> et consiste \u00e0 utiliser Geniegen2.<\/p>\n

Cette solution permettra notamment \u00e0 des enseignants n’utilisant plus Phylog\u00e8ne au lyc\u00e9e de pouvoir faire construire des arbres \u00e0 partir de donn\u00e9es mol\u00e9culaires \u00e0 leurs \u00e9l\u00e8ves, notamment dans le cadre de l’\u00e9valuation des comp\u00e9tences exp\u00e9rimentales<\/strong>. Dans ce cas il faudra veiller \u00e0 fournir le bon fichier .aln aux \u00e9l\u00e8ves, \u00e0 ne rien modifier d’autre (que le nom du logiciel) dans le sujet, et \u00e0 utiliser la version ex\u00e9cutable de Geniegen2 (pas d’internet).<\/p>\n

Enfin, l’enseignant soucieux d’assurer une continuit\u00e9 p\u00e9dagogique<\/strong> avec des \u00e9l\u00e8ves contraints de rester \u00e0 leur domicile pourra facilement utiliser Geniegen2, qui fonctionne en ligne (pas d’installation) et permet m\u00eame de partager directement les s\u00e9quences de travail via un lien.<\/p>\n

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Liens<\/h2>\n

Article pr\u00e9sentant Geniegen2<\/a><\/p>\n

Article (site de l’ENS) expliquant les m\u00e9thodes UPGMA et WPGMA<\/a><\/p>\n

Article pr\u00e9sentant Phylog\u00e8ne (ENS)<\/a><\/p>\n

Activit\u00e9 utilisant les arbres de Geniegen2 versus Phylog\u00e8ne (sur l’acad\u00e9mie de Lyon)<\/a><\/p>\n

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par Philippe Cosentino Cet article a pour objet d’expliquer comment construire des ph\u00e9nogrammes (arbres de similarit\u00e9) avec Genigen2, comme on pouvait le faire jusqu’\u00e0 pr\u00e9sent avec Phylog\u00e8ne.<\/p>

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