TP N°20 : Divergence entre les lignées des Hommes et celle des

Document1 1A-4 Un regard sur l'évolution de l'Homme
TP N°20 : DIVERGENCE ENTRE LES LIGNEES DES HOMMES ET CELLE DES CHIMPANZES :
Yves Coppens avait été le premier paléoanthropologue français à suggérer dès1983 le
rôle joué par l'élévation du Rift est-africain dans la naissance de l'humanité. Mais un rôle
non quantifié. Selon cette théorie, la formation de la vallée du Rift, et surtout de ses
épaulements élevés, qui a connu une forte expansion il y a huit millions d'années, a
entraîné une modification du climat de la région et avec elle, la naissance de deux
populations distinctes : à l'ouest du Rift, une population de grands singes poursuivant une
vie dans des forêts toujours luxuriantes, et à l'est, des grands singes vivant désormais
dans un environnement hostile, aride et ouvert, et contraints de ce fait à évoluer vers la
bipédie et donc vers l'homme.
Source : Séverine Duparcq http://www2.cnrs.fr/journal/3167.htm
Extrait vidéo : voyage aux origines de la Terre, Voyage aux origines de la Terre 8 - L'origine de l'Homme (11 minutes)
1- Spéciation : conséquence d’un changement environnemental.
A partir des documents ressources et de vos connaissances sur les mécanismes de l’évolution expliquer la
divergence entre la lignée humaine et celles des grands primates ouest africains: Gorilles, Chimpanzés et
Bonobos.
2- Mutations des gènes régulateurs :
Les différences anatomiques s'expliquent par une hétérochronie, c'est-à-dire une modification de la durée et/ou de la
vitesse de développement de l'organisme au cours de l'évolution. Elle est certainement due à une expression plus
importante ou plus longue des gènes de développement chez l'homme.
Montrez que les différences anatomiques entre le Chimpanzé et l’Homme s’expliquent par des différences au
niveau des gènes de régulation.
- Construisez la démarche d’investigation.
- Vous utiliserez phylogène, collection archontes, activité, étude moléculaire, ASPM-DNA.aln et MYH15exon.aln
pour construire l’arbre phylogénique des Archontes (primates), vous afficherez les distances génétiques en
pourcentage.
Dossier documentaire :
Document 1 : les primates.
Il existe aujourd’hui environ 185 espèces de primates qui
partagent un ancêtre commun sans doute âgé de plus de 65
Ma. Ils partagent les caractères évolutifs de cet ancêtre
commun entre autres des ongles et des pouces opposables.
Avec les autres espèces de la super famille des hominoïdes
(les grands singes) ils partagent : « l’absence de queue ».
Seuls les Orang-outan ne sont pas des primates Africains.
a- À droite squelette des primates hominoïdes,
b- Ci-dessous classification phylogénique des
hominoïdes.
Primates
Hominoïdes
Autres
primates
Hominidés
Pongidés
Orang-outan
Hylobatoïdés
Gibbon
Homininés Classification moderne
des hominidés :
Paninés
Chimpanzé et
Bonobo
Gorillinés
Gorille
Homo sapiens
Hommes
actuels
Australopithèques

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Document 2 : « L’évidence cartographique »
de Y. Coppens.
Carte 1 : « Carte de l’Afrique intertropicale au Miocène
supérieur » ;
Carte 2 : « Carte de l’Afrique intertropicale aujourd’hui pour
montrer le retrait de la forêt de l’autre côté de la Rift Valley » ;
Carte 3 : « Répartition des Panidés (Gorilles et Chimpanzés) et
des Hominidés (Australopithèques et premiers Hommes) » ; en
trait noir les zones d’extension crustale du rift africain.
http://cybergeo.revues.org/22506
Document 3 : Une posture modifiée.
En milieu couvert, dans la forêt équatoriale, les grands
hominidés privilégient la marche brachiale (avec appui sur les
phalanges des membres antérieurs). La face prognathe (en
avant) des chimpanzés est caractéristique d’une puissante
mâchoire capable de casser et d’appréhender la nourriture. En
milieu ouvert et moins abondant pour la nourriture ils
privilégieront par contre la marche bipède, plus économe en
énergie et qui permet donc de se déplacer sur de plus longues
distances. Gorille (Gabon), Orang
outang (Bornéo),
Chimpanzé (Cameroun)
Daasanach (vallée de
l’Omo)
Dans la posture
bipède, la tête se
trouve à la verticale de
tout le squelette.
Document 4 : comparaison de la répartition des aires corticales
Surface du cortex
Nombre de neurones
Homme
22 dm²
30 milliards
Chimpanzé
5 dm²
7 milliards

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Tableau 5 de comparaison du développement phénotypique du Chimpanzé et de l’Homme actuel
http://www.svt.ac-versailles.fr/
Espèces
développement pré et post-natal
Caractéristiques du Chimpanzé
Homme
Phase embryonnaire
Durée = 2 semaines
Durée = 8 semaines
Multiplication des cellules nerveuses. Au terme de
cette phase, les organes sont en place et les
neurones ont terminé de se multiplier.
Bascule du trou occipital vers le bas et
l'avant.
Bascule du trou occipital vers le bas et
l'avant.
Expression du gène ASPM : La protéine produite par
ce gène détermine la durée de la phase de
multiplication des cellules souches du cortex.
Expression plus courte.
Séquence très différente de celle de
l’Homme.
Expression plus longue.
Certaines mutations de ce gène
entrainent une microcéphalie (réduction
de 30% du volume du cortex).
Phase fœtale
Durée = 8 mois
Durée = 9 mois
Expression du gène HAR1 Il induit la production
d'une molécule d'ARN jouant un rôle crucial dans
l'histogenèse (la fabrication des tissus) et
l'organisation du cortex.
Séquence très différente de celle de
l’Homme.
Séquence très différente de celle du
Chimpanzé.
Importante croissance cérébrale.
Acquisition des aptitudes psychomotrices.
Acquisition des aptitudes psychomotrices.
Phase lactéale
Durée = 3 ans
Durée = 6 ans
Développement du cerveau : myélinisation,
multiplication des connections synaptiques,
augmentation du volume cérébral.
Elle se termine par l’acquisition de la première
molaire.
Perte progressive de l'aptitude à la
bipédie.
Pas de remontée du trou occipital.
Bipédie définitive.
Remontée du trou occipital à partir de 2
ans. Apparition du langage favorisé par le
dégagement du pharynx du au
redressement.
Expression du gène FoxP2
Séquence très différente de celle de
l’Homme.
Séquence très différente de celle du
Chimpanzé. Des mutations de ce gène
entraînent une altération des fonctions
linguistiques, des déficits cognitifs et une
altération du contrôle des muscles de la
bouche et de la face.
Phase de "substitution"
Durée = 4 ans
Durée = 8 ans
Développement du cerveau.
Période de remplacement des dents de lait par les
dents d'adulte. Période d'apprentissage et de
croissance.
Repositionnement du crâne : migration du
trou occipital vers l'arrière. Quadrupédie
définitive. La maturité sexuelle est atteinte
vers 7 ans. Arrêt de la croissance du
cerveau.
L'essentiel des traits juvéniles est
conservé.
La maturité sexuelle est atteinte vers 14
ans.
Expression du gène MYH16 : Il joue un rôle dans le
développement des muscles de la mâchoire.
Expression.
Pas d’expression. Sa mutation fait
disparaître les muscles puissants
retenant la mâchoire et permet
l'élargissement du cerveau.
Durée totale de la période de croissance
postnatale
Jusqu’à 12 ans
Jusqu’à 20 ans
Poids à la naissance
1,8 kg
3 à 4 kg
Poids à l’âge adulte
50 kg
50 à 70 kg
Rapport entre le poids du cerveau de l’adulte et
le poids du cerveau du fœtus
2.3
3.5
Le crâne humain, resté au stade fœtal ?
Selon Gérard Nissim Amzallag (biologiste) le rapport tête/corps de l'être humain est anormalement élevé... pour un adulte ! En effet, à l'état
embryonnaire, tous les mammifères ont un coefficient d'encéphalisation élevé : le crâne se développe de manière plus rapide que le reste du
corps. Puis, au fur et à mesure du développement, ce rapport diminue progressivement et les mammifères retrouvent, à l'âge adulte, une taille de
crâne plus proportionnelle au reste du corps.
L'homme fait partie des très rares mammifères à garder "une grosse tête"... Comme si nous avions conservé des caractéristiques embryonnaires
et stoppé notre développement. A noter aussi, le grand nombre de circonvolutions du cerveau humain qui ressemble très fortement à celui du
chimpanzé... à la naissance !
Gérard Nissim Amzallag en déduit : "C'est encore une indication de l'arrêt précoce du développement accompagnant l'hominisation"...
"L' homme végétal" Gérard Nissim Amzallag (Albin Michel)