2. Relations de parenté entre les groupes majeurs actuels
L'analyse de la répartition des caractères morphologiques et physiologiques des actinoptérygiens, ainsi que la comparaison des séquences moléculaires de plusieurs gènes de l'ADN et de l'ARN, ont permis d'obtenir une phylogénie relativement consensuelle pour l'ensemble du groupe. Mis à part quelques résultats discordants issus des données de l'ADN mitochondrial, il est généralement admis que les cladistiens sont le groupe frère de tous les autres actinoptérygiens, rassemblés sous le nom d'actinoptères. Ces derniers sont caractérisés notamment par de fines écailles en forme de pointe de flèche, les « fulcres », qui garnissent le bord d'attaque des nageoires paires et impaires. Au sein des actinoptères, les acipensériformes sont le groupe frère d'un vaste ensemble, les néoptérygiens, comprenant les ginglymodes, Amia calva et les téléostéens. Les néoptérygiens sont caractérisés par le fait que les lépidotriches des nageoires dorsale et anale s'attachent chacun sur un élément basal propre (baséoste, axonoste). Les relations phylogénétiques entre les trois groupes de néoptérygiens (ginglymodes, Amia et téléostéens) sont encore débattues. ginglymodes et Amia ont initialement été réunis sous le nom d'holostéens, mais certains caractères anatomiques, comme la présence d'un maxillaire mobile, sont venu suggérer qu'Amia était plus étroitement apparenté aux téléostéens qu'aux ginglymodes, les holostéens apparaissant ainsi comme un groupe paraphylétique (non monophylétique). Amia et les téléostéens ont alors été regroupés sous le nom de halécostomes. Inversement, les données moléculaires soutiennent plutôt le monophylétisme des holostéens. Des données paléontologiques récentes ont également conduit à reconsidérer le bien fondé du groupe des halécomorphes. Il semble donc bien que holostéens et téléostéens constituent deux groupes frères au sein des néoptérygiens.
La phylogénie des téléostéens est encore l'objet de débats, en particulier celle des formes les plus nombreuses dont la radiation évolutive est la plus récente, les acanthomorphes. Il est cependant largement admis que les téléostéens actuels les plus primitifs sont soit les ostéoglossomorphes (comme Osteoglossum, Hiodon), soit les élopomorphes (tarpons, anguilles).
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