A. Des liens de parenté établis au sein des Vertébrés
L'unité structurale et fonctionnelle retrouvée entre les êtres vivants à toutes les échelles (de la molécule à l'organisme) est due à la constance de certains caractères hérités d'un ancêtre commun, dont l'âge est estimé approximativement à 3.5 milliards d'années. En plus de cette unité structurale, l'unité du plan d'organisation des Vertébrés (caractérisés par l'existence d'un squelette interne formant un crâne et des vertèbres) suggère une parenté plus étroite entre ces organismes qu'avec d'autres êtres vivants.
La recherche des liens de parenté se fonde sur la comparaison de caractères hérités d'un ancêtre commun. Ainsi, l'homologie définit la ressemblance héritée d'un ancêtre commun. Chez cet ancêtre, une transformation évolutive s'est produite modifiant ainsi un caractère qui existait déjà. Entre deux espèces, on considère que plus le caractère en question est transformé et plus loin remonte leur parenté dans l'histoire.
L'état ancestral (ou primitif) d'un caractère est l'état sous lequel se trouvait le caractère chez l'ancêtre commun aux deux organismes que l'on compare. La difficulté pour le retrouver est que l'ancêtre en question n'est jamais accessible à l'étude (il est mort depuis très longtemps!) : c'est donc en comparant des organismes dont on sait a priori qu'ils sont de lointains parents que l'on décrète l'existence des états ancestraux de caractères.
L'état dérivé (ou évolué) d'un caractère est l'état modifié d'un caractère ancestral : il marque une étape chronologique dans l'évolution de l'organisme. Seul le partage d'états dérivés des caractères témoigne d'une étroite parenté. Par exemple chez les oiseaux, la plume est un état dérivé du caractère phanère, l'écaille un état ancestral.
Des liens de parenté entre organismes peuvent être ainsi établis à partir de la comparaison de caractères homologues à différentes échelles d'observation qui sont :
Morphologiques / Anatomiques : aspect de la peau (plumes, écailles, poils), plan d'organisation d'un membre...
Exemple :
Le membre antérieur de l'Homme possède trois grandes parties (main, avant bras et bras) : l'avant bras est constitué de deux os (cubitus et radius), le bras d'un seul os (humérus). Malgré des formes et des fonctions différentes chez ces différents vertébrés, le membre antérieur est construit de la même manière et placé de la même façon dans l'organisme. Un tel caractère est qualifié d'homologue chez ces animaux. Ils possèdent un ancêtre commun chez lequel existait un membre antérieur construit sur le même plan.
Le membre antérieur du Dauphin, de la Chauve-Souris et de l'Homme possèdent 5 doigts tandis que le Fou de Bassan n'en possède que 3. La possession de 5 doigts est très répandue chez les vertébrés, c'est un état ancestral du caractère « nombre de doigts ». La perte de 2 doigts au cours de l'évolution est un état dérivé de caractère qui est partagé par tous les oiseaux, ce qui est le cas du pigeon et du Fou de Bassan.
Embryonnaires : présence ou non d'un amnios (= enveloppe se formant au début du développement embryonnaire et délimitant un sac rempli de liquide dans lequel se développe l'embryon puis le fœtus).
Moléculaires : La comparaison des séquences nucléotidiques des ADN et des ARN, et/ou protéiques permet de conforter ou de remettre en cause des relations de parenté établies à partir de données de nature différente (anatomique, morphologique...), mais aussi de préciser des parentés entre des organismes éloignés, ou au contraire très proches. Les différences entre les molécules de deux espèces sont d'autant moins nombreuses que leur degré de parenté est élevé.
