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SVT CLASSE DE Tale S ANNEE 2009/20010 LYCEE DESCARTES
I.2 Parenté entre êtres vivants actuels et fossiles. Phylogenèse.
I.2 Parenté entre êtres vivants actuels et fossiles. Phylogenèse.
Evolution.
Evolution.
Introduction.
Les êtres vivants partagent des propriétés communes (cellule, ADN, réplication, transcription,
traduction, code génétique) qui vont dans le sens d’une origine commune. Toutefois, la diversité actuelle du
monde vivant résulte de l’évolution.
Mais toutes les espèces vivantes actuelles et toutes les espèces fossiles sont apparentées, mais elles le
sont plus ou moins étroitement.
1. Comment établir des liens de parenté entre Vertébrés ?
1.1 Il faut choisir des caractères homologues…
Pour établir des relations de parenté entre les Vertébrés actuels, on effectue obligatoirement des
comparaisons de caractères homologues :
- embryologiques,
- morphologiques,
- anatomiques,
- (cellulaires)
- moléculaires.
Caractère homologue : structures présentes chez des espèces différentes et dérivant d’une même structure
ancestrale.
Des structures sont homologues si elles ont un même plan d’organisation, si elles établissent des
connexions identiques avec le reste de l’organisme et ont une même origine embryologique. La fonction n’est
pas toujours identique entre structures homologues. Exemple : le membre antérieur des Vertébrés Tétrapodes est
bien homologue, mais peut servir à nager (dauphin), marcher (chat) ou voler (chauve-souris).
Il faut donc éliminer les caractères analogues (même fonction mais pas les mêmes origines embryologiques, plan
de construction…) : exemple, les ailes des Insectes et les ailes des Vertébrés.
Pour établir des relations de parenté, il faut prendre en compte l’état ancestral et l’état dérivé (le +
récent) des caractères homologues : on ne peut établir d’arbre en se basant sur le partage de caractères
ancestraux.
Seul le partage d’états dérivés des caractères témoigne d’une étroite parenté.
Caractère dérivé : qualifie un caractère né d’une innovation évolutive affectant un caractère ancestral ou primitif.
Exemple pour le caractère « formations épidermique » : les écailles (caractère ancestral) des Reptiles et
pattes des Oiseaux se sont transformées en plumes (caractère dérivé) chez les Oiseaux.
1.2 … Pour construire des arbres phylogénétiques.
Ces relations de parenté contribuent à construire des arbres phylogénétiques.
Phylogenèse : reconstitution de l’histoire évolutive de lignées actuelles ou fossiles à partir de la comparaison de
caractères permettant d’établir leurs liens de parenté.
Taxon X Taxon Y Taxon Z
Branche
Nœud = ancêtre commun exclusif hypothétique à
Y et Z
Nœud = ancêtre commun exclusif hypothétique à X Y et Z
Un exemple d’arbre
pylogénétique.
Innovation =
nouveauté évolutive
Innovation =
nouveauté évolutive
Innovation =
nouveauté évolutive

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Chaque nouvelle branche est justifiée par l’apparition d’une nouveauté évolutive.
Deux groupes qui partagent un même ancêtre commun exclusif sont qualifiés de groupes frères.
Sur ces arbres phylogénétiques, les ancêtres communs représentés sont hypothétiques : ils sont placés aux
nœuds.
Les ancêtres communs possèdent l’ensemble des caractères dérivés partagés par des espèces qui leur sont
postérieures ; ils ne correspondent pas à des espèces fossiles précises.
Une espèce fossile ne peut être considérée comme la forme ancestrale à partir de laquelle se sont
différenciées les espèces postérieures : on les place comme les espèces actuelles sur les arbres.
Pour valider des arbres phylogénétiques, il faut se baser sur le principe de parcimonie : l’arbre le plus
valable sera celui qui présente le moins d’innovations.
NB : pour les arbres phylogénétiques. On cherche à obtenir des groupes monophylétiques : ce sont des groupes
qui réunissent l’ancêtre commun et tous ses descendants. Livre page 35 : cas des Reptiles.
On peut établir des arbres phylogénétiques en étudiant les molécules : séquences de nucléotides de
l’ADN ou séquences d’acides aminés d’une protéine. Il faut que ces molécules soient homologues : structure très
proche et même fonction entre espèces (ex. les différentes chaînes de l’hémoglobine). Leur proximité montre
qu’elles sont héritées d’un ancêtre commun. On considère que la vitesse d’évolution des molécules dans les deux
groupe est identique : plus il y a de différences, plus les espèces sont éloignées. Les différences résultent de
mutations (voir I.3).
Exemple d’arbre phylogénétique moléculaire. © Phylogène.
La longueur des branches est proportionnelle au nombre de différences. Sur l’exemple ci-dessus, on voit
que le bonobo et le chimpanzé sont les espèces les plus proches, puis ensuite l’homme, puis le gorille etc… En
revanche, maki et tarsier sont les plus éloignées.
N. B. : On n’utilise pas les notions d’état primitif ou dérivé pour les données moléculaires.

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2. Quelle est la place de l’Homme dans le règne animal ?
L’Homme est un eucaryote, un vertébré, un tétrapode, un amniote, un mammifère, un primate, un
hominoïde, un hominidé, un homininé : ces caractères sont apparus successivement à différentes périodes de
l’histoire de la vie.
Classification
Critères (caract. dérivés)
Apparition
Eucaryote
Constitué de cellules pourvues d’un noyau (organites plus généralement).
1,2 Ga ?
Vertébré
Animal pourvu, au stade adulte, d’un squelette interne cartilagineux ou osseux et
qui comprend, dorsalement dans le plan de symétrie bilatérale, une succession de
pièces (les vertèbres) assemblées en une colonne vertébrale.
500Ma ?
Tétrapode
Vertébrés possédant deux paires de membres locomoteurs pourvus de doigts.
390 Ma ?
Amniote
Vertébrés dont l’embryon se développe dans une cavité amniotique (protection
vis-à-vis du milieu extérieur).
340 Ma ?
Mammifère
Poils et glandes mammaires
220 Ma ?
Primate
Doigts terminés par des ongles plats, pouces et gros orteils opposables aux autres
doigts. (Bonne vision ; cerveau développé).
65 Ma ?
Hominoïde
Ensemble regroupant les Hominidés, les Orangs-Outans et les gibbons. Absence
de queue, nez (pas de truffe).
23 Ma ?
Hominidé
Groupe de primates hominoïdes comprenant l’homme, le gorille et le chimpanzé
(parenté grâce aux données moléculaires).
10 Ma ?
Homininé
Ensemble des genres appartenant à la lignée humaine : Australopithèques et
Homo ; le seul représentant actuel est l’homme Homo sapiens.
4 Ma ?
L’Homme partage un ancêtre commun récent avec le Chimpanzé (et le Gorille) :
- caryotypes très proches
- 99% du génotype en commun.
Cet ancêtre commun n’est ni un Chimpanzé (ou un Gorille), ni un homme et il restera toujours
hypothétique.
La divergence entre la lignée des chimpanzés et celle de l’homme peut être située il y a 7 à 10 millions
d’années.
Le chimpanzé ne fait pas partie de la lignée humaine : il n’en possède aucun caractère dérivé. Sa bipédie
est très imparfaite et non permanente (voir les adaptations : colonne vertébrale, trou occipital, fémurs, bassin…),
pas de régression de la face, (présence de prognathisme, mandibule en U, bourrelets sus-orbitaires, grosses
canines…), faible volume crânien (environ 400 cm3), incapacité à réutiliser des outils et à les améliorer,
capacités de communication restreintes (absence de langage articulé)…
3. Quelles sont les caractéristiques de la lignée humaine ?
3.1 Des critères d’appartenance ont été définis.
On appelle « lignée humaine » toute l’histoire évolutive des homininés à partir du plus récent ancêtre commun à
l’Homme et au Chimpanzé.
Les critères d’appartenance à la lignée humaine sont les caractères dérivés liés à :
- la station bipède. Le squelette est adapté à cette station : colonne vertébrale à quatre courbures, bassin
large et court avec puissants muscles antigravitaires, membres antérieurs plus courts, col du fémur long
trou occipital avancé (centre de gravité)…
- le développement du volume crânien. Développement important de la capacité crânnienne (jusqu’à
1400 cm3), nombreuses circonvolutions du cerveau et crâne arrondi.
- la régression de la face. Face courte et redressée (+ front et menton), arcade dentaire parabolique,
bourrelets sus-orbitaires qui s’estompent…
- les traces fossiles d’une activité culturelle. Maîtrise du feu, art, culte des morts, outils nombreux et
élaborés. Langage.
! On admet que tout fossile présentant au moins un de ces caractères dérivés appartient à la lignée humaine. !

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3.2 La lignée humaine à un caractère buissonnant.
Plusieurs espèces d’homininés ont vécu entre 7Ma (Toumaï) ou 6 Ma (Orrorin) et 100 000 ans, époque
où apparaît Homo sapiens. Ces espèces, bipèdes, montrent que l’origine de la lignée humaine date d’avant 7 Ma.
On trouve deux genres majoritaires dans la lignée humaine : Australopithecus et Homo. De nombreuses espèces
différentes, possédant divers degrés d’évolution, ont cohabité en même temps : on parle de caractère
« buissonnant » de la lignée humaine.
Le caractère buissonnant de la lignée humaine. © Dossier Pour la Science 57 – Octobre 2007
Cependant, si on regarde plus en détail ces évolutions, on peut faire trois constats importants :
• les caractères n'ont pas évolué à la même vitesse: l'augmentation de la capacité crânienne et la réduction
de la face ne débutent vraiment qu'avec l’apparition du genre Homo, alors que la bipédie est le premier
critère d'appartenance à la lignée humaine
• à une même période, on constate l'existence de groupes présentant des degrés différents d'évolution de
ces caractères (une faible capacité crânienne avec une bipédie assez nette, ou au contraire une bipédie
moins franche, mais une capacité crânienne plus élevée,.....). On parle d'évolution en mosaïque.
• un même caractère n'évolue pas forcément de façon "linéaire" ; exemples: la face, ou encore la stature
(Homo ergaster (proche de H. erectus) avait la même stature que nous).
3.3 On y place le genre Australopithecus…
Les Australopithèques forment un groupe très diversifié. Ils ne possèdent que les caractères dérivés de
la lignée humaine en rapport avec la bipédie (bassin court et élargi, position du trou occipital, position des
fémurs…). Toutefois, leur capacité crânienne reste faible, ils ont une face longue et oblique et peu d’outils
retrouvés. Les espèces fossiles actuellement trouvées entre 4 millions (Australopithecus anamemsis) et 1 million
d’années (Parathropus. boisei) sont toutes africaines (particulièrement d’Afrique de l’Est et du Sud, sauf une
exception). Cela peut s’expliquer par l’origine africaine de la lignée humaine ou par les conditions de
fossilisation exceptionnelles de la vallée du rift africain.
Un australopithèque est particulièrement connu, c’est Lucy (A. afarensis). Les restes retrouvés du
squelette montrent clairement que l’individu était bipède.
Les Australopithèques formeraient un rameau de la lignée humaine détaché assez tôt de celui des
Homo.

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3.4 … Et le genre Homo.
Les espèces du genre Homo possèdent en outre des caractères dérivés crâniens marqués notamment par
une augmentation progressive du volume crânien et une réduction elle aussi progressive de la face. La bipédie
est plus nette. Les outils sont plus élaborés.
- Les Homo les plus anciens sont H. habilis et datés de 2,5 à 1,7 millions d’années. Ils ont une capacité crânienne
en augmentation, mais qui reste faible (550 à 650 cm3), une réduction de la face en cours mais encore un
bourrelet sus-orbitaire net. Leur bipédie est imparfaite. Ils utilisant des outils, mais encore rudimentaires.
- Les Homo erectus sont connus d’abord en Afrique (ex. adolescent de Turkana : 1,6 millions d’années).
Globalement, ils sont datés de 1,9 Ma à 100 000 ou 200 000 ans ; ils forment un groupe très diversifié dont
l’évolution est marquée notamment par une augmentation graduelle du volume crânien (de 800 à 1100 cm3). De
nombreuses populations colonisent l’Afrique du Nord, l’Afrique du Sud, le Proche Orient, l’Asie et l’Europe.
Ces hommes utilisent des outils beaucoup plus diversifiés, utilisent le feu, et on trouve chez eux la trace de
véritables structures d’habitat.
- L’homme de Néanderthal (Homo neanderthalensis) trouvé en Europe semble provenir de l’évolution sur place
d’Homo erectus ayant colonisé l’Europe (isolement des H. erectus par les différentes avancées glaciaires). Cette
espèce s’échelonne sur une période s’étalant entre 100 000 à 200000 ans et 33 000 ans. Leur volume crânien est
légèrement supérieur à H. sapiens (vers 1450 cm3 ou plus). On lui attribue des traces d’art (non pariétal), de
sépultures, d’outils…
Plusieurs espèces d’Homininés ont donc vécu en même temps.
4. D’où proviennent les hommes modernes : Homo sapiens ?
La lignée humaine n’est représentée actuellement que par une seule espèce : Homo sapiens.
Malgré leur apparente diversité, toutes les populations humaines actuelles font partie d’une seule et même
espèce : ils partagent les mêmes gènes et les mêmes allèles. Il n’y a pas d’allèle spécifique d’une population,
seule la fréquence des allèles varie.
La population ancestrale n’aurait compté que quelques dizaines de milliers d’individus.
Homo sapiens serait une nouvelle espèce apparue en Afrique ou au Proche-Orient il y a 100 000 à 200 000 ans et
aurait colonisé tous les continents en remplaçant Homo erectus. Il envahit l’Europe vers 40 000 ans (Cro-
Magnon). Homo sapiens aurait donc cohabité avec des hommes plus archaïques et en aurait probablement causé
la disparition (ex. H. neanderthalensis).
Conclusion.
On peut établir des liens de parenté entre Vertébrés en étudiant les caractères homologues. Ces liens de
parenté peuvent être précisés au sein de la lignée humaine. Cette dernière a un caractère buissonnant. La
découverte de fossiles permet d’affiner les liens entre les divers représentants de la lignée humaine. Les arbres
phylogénétiques qui traduisent ces liens sont donc susceptibles d’être révisés en fonction des découvertes.