Thème 1A Génétique et évolution TS Thème 1A Activité 9 : Un

Thème 1A Génétique et évolution TS
Activité 9 : Un regard sur l’évolution de l’Homme
Thème 1A
Compétences travaillées
Notions à construire
Attitudes
D'un point de vue génétique, l'Homme et le chimpanzé, très proches, se distinguent surtout
par la position et la chronologie d'expression de certains gènes. Le phénotype humain, comme
celui des grands singes proches, s'acquiert au cours du développement pré et postnatal, sous
l'effet de l'interaction entre l'expression de l'information génétique et l'environnement (dont
la relation aux autres individus). Les premiers primates fossiles datent de - 65 à -50 millions
d'années. Ils sont variés et ne sont identiques ni à l'Homme actuel, ni aux autres singes actuels.
La diversité des grands primates connue par les fossiles, qui a été grande, est aujourd'hui
réduite. Homme et chimpanzé partagent un ancêtre commun récent. Aucun fossile ne peut
être à coup sûr considéré comme un ancêtre de l'homme ou du chimpanzé. Le genre Homo
regroupe l'Homme actuel et quelques fossiles qui se caractérisent notamment par une face
réduite, un dimorphisme sexuel peu marqué sur le squelette, un style de bipédie avec trou
.
occipital avancé et aptitude à la course à pied, une mandibule parabolique, etc. Production
d'outils complexes et variété des pratiques culturelles sont associées au genre Homo, mais de
façon non exclusive. La construction précise de l'arbre phylogénétique du genre Homo est
controversée dans le détail.
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Capacités
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Appliquer une démarche explicative.
Comparer les génotypes de
différents primates.
Positionner quelques espèces de
primates actuels ou fossiles, dans
un arbre phylogénétique, à partir de
l'étude de caractères ou de leurs
productions.
Utiliser un logiciel de traitement, de
gestion de données
Utiliser une banque de données
Utiliser un logiciel de mesure


Faire preuve
d’autonomie
Manifester sens de
l’observation
Comprendre la nature
provisoire, en devenir,
du savoir scientifique
Notre espèce Homo sapiens est la dernière espèce vivante du genre Homo.
A partir des documents proposés et vos connaissances, vous établirez les liens de parenté d’Homo sapiens avec les autres Primates actuels, les caractères propres à la lignée
humaine (les homininés), les caractéristiques des différentes espèces du genre Homo et leur degré de parenté. Vous rappellerez une hypothèse possible pour expliquer la
séparation évolutive du genre Homo avec le genre Pan.
Document 1 : Etablir des relations de parentés chez les Primates à partir de données anatomiques, cellulaires et moléculaires
L’établissement de relations de parenté entre les vertébrés actuels s’effectue par comparaison de caractères homologues (anatomiques, embryologiques, cellulaires et moléculaires).
Logiciel : Phylogène
Collection : Archontes
Fichier de molécules possible : Opsine bleue, séquences PTC Primates, cytocoxydase
Logiciel : Anagène
Fichiers : Récepteurs PTC et seq-ADN.edi (portion d’un gène du complexe CMH (Complexe Majeur d’Histocompatibilité), portion d’un gène du
complexe HLA (Human Leucocyte Antigen), portion d’un gène codant pour une enzyme impliquée dans la synthèse de NAD (Nicotinamide Adenine Dinucléotide))
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Logiciel : Lignée humaine Fichier : Module 6 comparaison des caryotypes de l’homme et du chimpanzé
Homme
Homme
Chimpanzé
Gorille
Orang-outan
0
Chimpanzé
1 fusion
0
Gorille
1 fusion
1 inversion
1 inversion
0
Orang-outan
1 fusion
1 inversion
2 inversions
1 inversion
0
Tableau des remaniements chromosomiques entre les chromosomes 2 de l'Homme et 2o, 2a de trois autres primates.
Document 2 : Comparaison de caractères anatomiques de l’homme et du chimpanzé
Logiciel : La lignée humaine
Fichiers : Module 4 (membres supérieurs et inférieurs, crâne, mâchoire, bassin, pieds, fémur …)
Document 3 : L’enfance si humaine du chimpanzé
http://www.larecherche.fr/content/recherche/article?id=3122
La phase embryonnaire dure deux semaines chez le chimpanzé, huit semaines chez l’homme. C’est durant cette seule
phase que se multiplient les cellules nerveuses, jusqu’à 5 000 neurones par seconde, ce qui aboutit à nos quelques cent
milliards de neurones. Chez l’homme, cet allongement de la durée de la phase embryonnaire peut être interprétée
comme une hétérochronie. Cela signifie qu’au cours des millions d’années pendant lesquelles s’est produite
l’hominisation, la régulation des étapes du développement a été modifiée. On voit que chez l’homme, par rapport au
chimpanzé actuel et probablement par rapport à l’ancêtre hypothétique de l’homme et du chimpanzé, que le
déclenchement de la phase fœtale est déplacé dans le temps. C’est un cas de ralentissement du développement
embryonnaire qui a pour conséquence, chez l’homme, la mise en place d’un cerveau beaucoup plus développé
La phase fœtale, en revanche, est plus courte chez l’homme que chez le chimpanzé. L’accouchement se produit vers le
238e jour pour le chimpanzé et vers le 266e jour chez nous ce qui fait seulement un mois de différence pour la durée
totale de la gestation, alors que la phase embryonnaire humaine est plus longue de six semaines.
Il s’est donc produit au cours de l’évolution, un raccourcissement relatif de la durée de cette phase de croissance. Cela
expliquerait que le bébé humain naisse plus immature que le bébé chimpanzé. Nous serions là en présence d’un
phénomène d’accélération du développement.
Après la naissance vient la phase dite lactéale, qui s’achève avec l’apparition de la première molaire supérieure. Cela se
produit vers 3 ou 4 ans chez le chimpanzé, et 6 ou 7 chez l’homme. Nouveau phénomène de post-déplacement,
puisque la durée de la phase est quasi doublée. C’est durant cette période, vers l’âge de un an et demi, que se produit
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chez le chimpanzé le processus de remontée du trou occipital vers l’arrière, ce qui entraîne la quadrupédie. Jusque-là, le jeune chimpanzé est autant bipède que quadrupède. Chez le
gorille, plus éloigné de nous génétiquement que le chimpanzé, cet épisode survient dès l’âge de un an. En revanche chez le jeune humain, la remontée n’a pas lieu, ce qui permet la
bipédie permanente.
Un tel phénomène de non apparition d’un caractère (trou occipital dirigé vers l’arrière) peut être interprété comme le maintien chez l’homme d’un caractère embryonnaire : on parle
d’un cas de néoténie.
La néoténie est un cas de ralentissement du développement sans modification de la durée de vie, ni de l’âge de la maturité sexuelle, ce qui aboutit à des individus conservant une
morphologie juvénile par rapport aux individus du ou des espèces considérées comme ancestrales.
Ce maintien en position avancée du trou occipital s’accompagne d’une autre manifestation : la forme arrondie du crâne du jeune chimpanzé se retrouve chez l’homme, comme si elle
avait été conservée au cours de l’évolution : exemple frappant là encore de néoténie.
Document 4 : Des caractéristiques de différentes espèces de la lignée humaine par comparaison de données anatomiques
Logiciel : Homininés
Logiciel : Phylogène
Genre
Collection : Homininés
Espèce
Datation
Localisation mondiale
Liés à la bipédie
Homo
habilis
Homo
ergaster
Homo
neanderthalensis
Homo
sapiens
Bourrelets
sous-orbitaires
Caractères morphologiques
Prognathisme
Inclinaison de la face
Volume crânien
(en cm3)
Taille
(en cm)
Document 5 : Construction d’un arbre phylogénétique hypothétique présentant les degrés de parenté de 4 espèces de la lignée humaine selon les critères de capacité cérébrale,
de prognathisme, du front.
Logiciel : Phytogène
Fichiers : Homininés
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Document 6 : Détermination de l’espèce d’un crâne fossile par des mesures craniométriques
On peut déterminer l’espèce à laquelle appartient un crâne fossile par l’étude de l’angle facial et le rapport Hauteur sur longueur du crâne.
Logiciel : Mesurim
Fichier : Crâne inconnu d’une espèce d’homininés
Aide : Pour Créer une échelle (image / créer l’échelle) il faut utiliser le repère tracé sur la photo. Une fois l’échelle définie, faire Fichier / enregistrer le fichier échelle / ajout
temporaire.
Photo du crâne inconnu d’une espèce d’homininés
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