Leon n1

Chapitre 3 : Un regard sur lvolution de lHomme.LHomme, Homo sapiens, peut tre regard, sur le plan volutif, comme toutes les autres espces. Il est le rsultat de lvolution et est en perptuelle volution.

Son histoire volutive fait partie de celle des primates.I. La place de lHomme dans la dynamique volutive des primates. Le groupe des primates se caractrise par le partage de caractres quaucun autre mammifre ne possde:

- le pouce opposable aux autres doigts qui rend la main prhensible

- des ongles plats (qui remplacent les griffes)

- les doigts contiennent de nombreuses terminaisons nerveuses- de grandes orbites en position frontale et un centre visuel dvelopp permettant une vision en relief et en couleur

- un cortex crbral dvelopp (gros cerveau par rapport la taille de lanimal)LHomme possde toutes ces caractristiques appartient au groupe des primates.

Les premiers reprsentants fossiles sont gs de 65 50Ma. Trs diversifis, ils ntaient identiques ni aux singes actuels ni lhomme actuel.A. Reconstituer une histoire volutive. On peut reconstituer une histoire volutive (phylognie) en comparant des caractres morphologiques et anatomiques.Au cours de lvolution, les caractres se transforment (grce aux processus de diversification, la slection naturelle et la drive gntique). Pour un caractre, on peut dfinir un tat ancestral (ou primitif) et un tat driv (qui rsulte dune innovation). Comme il est trs peu probable quune mme innovation soit apparue dans diffrents groupes, on considre que si 2 espces possdent la mme innovation (cest--dire le mme tat driv dun caractre) cest quelles lont hrit dun anctre commun qui possdait dj cette innovation. 2 espces seront dautant plus troitement apparentes quelles partageront de caractres ltat driv.Les relations de parent ainsi tablies peuvent tre traduites par un arbre phylogntique.

Rq: - toutes les espces actuelles ou fossiles sont situes lextrmit des branches de larbre

- les anctres communs se trouvent lintersection des branches, ce ne sont pas des fossiles, ce sont des anctres hypothtiques, on peut dduire leur caractristiques mais on ne les connait pas.

- toutes les espces qui descendent dun mme anctre commun possdent tous les caractres drivs que possdait cet anctre

- les innovations (caractres drivs) sont inscrites sur les branches de larbre.

En appliquant cette mthode, il est possible dtablir des relations de parent au sein du groupe des primates et de reconstituer lhistoire volutive de ce groupe.

Rq: il est galement possible de comparer des squences de nuclotides de gnes ou des squences dacides amins de protines. On considre que si 2 molcules ont plus de 20% de leur squence en commun, elles drivent dune molcule ancestrale et possdent donc un anctre commun. Plus les similitudes sont importantes, plus lanctre commun est rcent et plus les espces sont apparentes.B. La place de lHomme parmi les primates.

La comparaison de caractres morphologiques, anatomiques et de squences de molcules montre que lHomme appartient au groupe des grands primates (Gibbon, Orang-outangs, Gorilles, Chimpanzs, Homme). Ces grands primates sont caractriss par la prsence dun nez, dorbites fermes, de narines rapproches et par labsence de queue (remplace par le coccyx), bipdie, vie sociale (impliquant une communication entre les individus).La diversit de ce groupe est aujourd'hui rduite et de nombreuses espces sont menaces dextinction (sf lHomme). Les plus anciens fossiles de ce groupe datent de -20 MA. Les nombreux fossiles de grands primates retrouvs montrent que la diversit de ce groupe a t bien plus importante dans le pass.

Rq: les fossiles permettent de dater lapparition des innovations

Les donnes molculaires permettent de prciser les relations de parent au sein du groupe des grands primates. LHomme est plus troitement apparent au Chimpanz quil ne lest aux autres grands primates. Il partage avec le Chimpanz un anctre commun rcent (6 7 MA).C. Dynamique volutive au sein du rameau humain.

1. Les caractres drivs propres au genre humain (Homo).La comparaison des caractres de lHomme et du Chimpanz permet de dgager les caractres spcifiques de lHomme.

Une bipdie permanente et une station rige. - La colonne vertbrale prsente 4 courbures

- Les membres postrieurs sont plus longs que les membres antrieurs

- Le bassin devient court et large.

- Les fmurs sont longs, inclins et le col du fmur est long

- La main devient lorgane du toucher et de la prhension

- Le pied nest plus prhensile, le pouce est parallle aux autres doigts, dveloppement de la vote plantaire.

- le trou occipital se dplace vers lavant

Des caractres spcifiques du crne et de la mchoire.

- le crne est dvelopp vers le haut et vers larrire

- le volume crbral est important (1300 1500 cm3)

- la face est presque plate (orthognathe)

- prsence dun front plat et dun menton

- pas de bourrelets osseux sus-orbitaires

- larcade dentaire est en V (parabolique)

- les dents sont peu diffrencies et de petite taille

Lactivit sociale et culturelle

- prsence dun langage articul

- matrise du feu, conception doutils nombreux et perfectionns

- manifestation dune conscience de soi et de la mort

- invention de lart.

Dimorphisme sexuel peu marqu.

Comme ces caractres sont spcifiques lhomme (les autres grands primates ne les possdent pas), ils sont forcment apparus sur le rameau qui a men lhomme moderne aprs la bifurcation H/C cest--dire aprs le dernier anctre commun lHomme et au Chimpanz.

De ce fait, si on retrouve un fossile qui possde au moins 1 caractre driv propre lHomme, alors ce fossile appartient au rameau humain.

2. Etablissement dune phylognie au sein du rameau humain.La dcouverte de nombreux fossiles despces prsentant certains caractres drivs propres au genre Humain montre que le rameau humain qui nest actuellement reprsent que par une seule espce (Homo sapiens) a t plus diversifi dans le pass.

Comme pour les autres espces, le rameau humain est buissonnant: de nombreuses espces ont exist et cohabit:

- Les Australopithques qui regroupent de nombreuses espces (toutes Africaines) qui ont vcu entre -4.5 MA et -1 MA taient bipdes (comme latteste la forme de leur bassin) mme si cette bipdie devait tre imparfaite (ils devaient avoir une dmarche chaloupe et ne pouvaient pas se dplacer sur de longues distances. En revanche, leur capacit crnienne taient relativement rduite (400 cm3) et leur face projete vers lavant (prognathe)

- Les premiers reprsentants du genre Homo (qui regroupe lhomme actuel et des espces fossiles) datent de -2.5 MA (ils ont cohabit avec les Australopithques). Le genre Homo se caractrise par: - une bipdie plus labore (avec un trou occipital avanc) qui leur permet de se dplacer sur de longues distances et de courir.- une face rduite et une capacit crnienne plus importante (> 600 cm3)- une mandibule parabolique (en V)

- la production doutils complexes

- des pratiques culturelles

Lune des espces Homo erectus a quitt le berceau africain et a colonis le proche orient, lextrme orient et lEurope.3. Controverses sur la phylognie au sein du rameau humain.Actuellement, on ne peut pas tablir une phylognie prcise au sein du genre Homo. Les fossiles sont trs incomplets et selon les caractres retenus, les relations de parent ne sont pas les mmes.II. Mcanismes lorigine de la diversification Homme/Chimpanz depuis le DAC. Le Chimpanz est le plus proche parent de lHomme => lHomme et le Chimpanz partagent un anctre commun rcent (environ 7 MA)Comment peut-on expliquer les diffrences phnotypiques Homme/Chimpanz?

A. Comparaison gntique (Homme/Chimpanz).

1. Comparaison des caryotypes.Les caryotypes de lhomme (23 paires de chromosomes) et du Chimpanz (24 paires de chromosomes) ne diffrent que par quelques rarrangements chromosomiques(qui modifient la position de certains gnes) : inversion, translocation de fragments de chromosomes, fusion de 2 chromosomes.2. Comparaison des gnes.Le squenage des gnomes du Chimpanz et de lHomme montre que les 2 espces partagent prs de 99 % de leur gnome (ce qui reprsente tout de mme 37 millions de mutationsponctuelles !!)Si on tient compte des duplications et des additions de courtes squences, on estime que la diffrence relle entre le gnome de lHomme et celui du Chimpanz se situe aux alentours de6 7 % de diffrences.B. Acquisition du phnotype humain ou simien (singe).

Le phnotype de lHomme et des grands primates sacquire au cours du dveloppement pr et post natal.La morphologie du crne dun ftus de chimpanz et dun ftus humain sont assez proches, les diffrences apparaissent quand le singe devient adulte. Ces diffrences sont dues des variations de la dure et de lintensit de lexpression de certains gnes intervenant dans le dveloppement (ex gne ASPM cf p 87).

Chez lHomme, la dure des phases embryonnaire et juvnile est beaucoup plus longue que chez le Chimpanz => - la phase de multiplication des neurones est plus longue => + de neurones- le crne reste haut et la face reste plate

- le trou occipital reste en position centrale permettant une bipdie permanente.

Les diffrences phnotypiques ne sont pas seulement gntiques.

Ex 1: ne spcificit humaine: la capacit communiquer par un langage articul repose sur des bases gntiques mais aussi sur des interactions avec lenvironnement. (lacquisition du langage pendant lenfance dpend de facteur gntique (exemple: gne Fox P2 est impliqu dans la matrise du langage) mais aussi des interactions avec les autres. Lenfant doit tre en contact avec dautres humains pour apprendre communiquer par le langage.)Ex 2: Lutilisation et la fabrication doutils (chez lHomme et chez le Chimpanz) sont transmises de gnration en gnration grce lapprentissage (donc grce aux interactions entre les individus).

Bilan:

Ltablissement dun phnotype humain, bien diffrent de celui des autres grands singes, repose sur des diffrences gntiques mais aussi sur des diffrences dans la dure et lintensit dexpression de mmes gnes, en interaction avec lenvironnement (la relation aux autres individus).

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