DS Evolution/ Lignée humaine OBLIGATOIRE : Exercice 1 et 4 SPECIALITE : exercice 1, 2, 3 Exercice 1 : l’adolescent de Turkana (durée estimée 15 mn) Ce fossile, découvert en 1985 sur les bords du lac Turkana, relativement complet est appelé "l'adolescent de Turkana". Il est daté de 1,6 MA et est identifié comme un représentant de l’espèce Homo érectus. Volume crânien 800cm3 Trou occipital 1. Grâce à une étude rigoureuse du document, justifiez l’appartenance de ce fossile à la lignée humaine. Le fossile présente des caractères témoignant d’une bipédie permanente, d’une réduction de la face, d’une du vol. crânien : c’est un homininé. 2. Justifiez le fait que ce fossile soit reconnu comme un représentant du genre Homo et non Australo. Le volume crânien est > à 600 cm3, c’est un Homo (+ des caractères primitifs encore présents chez les australo) Saisie des informations - Critères liés à la bipédie permanente : Trou occipital centré Bassin court et large Fémurs inclinés Membres sup. < membres inf. - Critères liés la réduction de la face Angle facial plus ouvert que celui d’un chimpanzé (face redréssée) Mâchoire en V (branches non //) Canines réduites - Critère lié à l’ du vol. crânien Vol > 350 cm3 (chimpanzé) Vol > 600 cm3 (> australo) - Critère de datation 1,6 MA Déduction Pour définir l’appartenance à la lignée humaine il faut au moins un critère - caractérisant la bipédie permanente caractérisant la réduction de la face caractérisant l’ du volume crânien caractérisant une activité culturelle ; L’ « adolescent de Turkana » appartient à la lignée humaine, c’est un homininé. Le genre Homo est caractérisé par un volume crânien > 600cm3 L’ « adolescent de Turkana » appartient au genre Homo. Les Homo erectus auraient vécu en Afrique (+ Europe, Asie) de +/- 2MA à 200 000A Il semble chronologiquement cohérent de classer l’ « adolescent de Turkana » dans l’espèce Homo erectus Exercice 2 : la résistance des rats aux pesticides. (durée estimée 20 mn) Le contrôle des populations de rongeurs comme les rats pose un véritable problème tant dans l’agriculture que dans le domaine de la santé publique. La warfarine est une molécule utilisée depuis plus de 50 ans afin de mener des campagnes d’éradication des rats cependant des résistances ont été signalées au niveau de populations de rats dans de nombreux pays. L’évolution de la fréquence des individus fait l’objet d’un suivi régulier. A l’aide des informations extraites du document, expliquez l’évolution de la résistance des rats à la warfarine. Comment les fréquences des allèles du gène VOKR vont-ils évoluer ? PB : Contrôler les populations de rats est une priorité sanitaire et agricole, pour cela depuis les années 50, on utilise un raticide puissant la warfarine qui réduit les capacités de coagulation en interférant avec le métabolisme de la vitamine K. On cherche à expliquer l’évolution des populations de rats résistats à la warfarine et à prévoir l’évolution de la fréquence des allèles responsables de cette résistance. Document 1 : tableau de quelques caractères pour sept espèces de mammifères La warfarine est un anticoagulant puissant qui a été utilisé comme pesticide depuis les années 50. Il limite la synthèse des facteurs de coagulation en perturbant l’action de la vitamine K dans ces réactions chimiques. Les études en laboratoire ont montré que pour survivre les rats résistants devaient consommer de plus grandes quantités d’aliments contenant de la vitamine K. Des études ont permis de suivre le pourcentage de résistance à ce pesticide lors de son utilisation au pays de Galles. Saisie des infos Doc 1a : évolution du pourcentage des rats résistants en fonction du temps et du programme de dératisation à la warfarine. Dès la mise en place du programme en 1976, le % de rats résistants a fortement pour atteindre 100% en quelques mois. Après l’arrêt du programme, le % de résistance a pour revenir à 30% au 1er trimestre 1978. Déductions Les rats qui ont réussi à survivre en consommant plus d’aliments riches en vitamine K, se sont reproduits, ont transmis leur gènes et ainsi le phénotype [résistant] s’est répandu dans la population jusqu’à devenir majoritaire. Après l’arrêt du traitement cette caractéristique ne s’est plus révélée avantageuse et les rats non résistants ont recommencé à survivre dans un environnement sans poison et à se reproduire. On peut faire l’hypothèse que ce comportement alimentaire, conférant un avantage dans l’environnement empoisonné est déterminé génétiquement. Doc 1b : comparaison des séquences de la protéine VKOR chez des rats sensibles et résistants. Saisie des informations Déduction La comparaison des séquences de la protéine Cette protéine est codée par un gène (VKOR), VKOR, impliquée dans le métabolisme de la Les modifications de séquence de la protéine vitamine K, chez des rats résistants ou sensible témoignent de mutations intervenues sur le gène. nous montre : - Que les rats sensibles et résistants Or ces mutations une plus forte consommation présentent des protéines ≠ de vitamine K ce qui permet aux rats de survivre. - Les rats résistants présentent des protéines dont la séquence a été modifiée. (substitution d’un AA) Dans un environnement empoisonné, les rats possédant les allèles résistants produisent des protéines VKOR modifiées qui les poussent à consommer plus de vitamine K, ce qui leur confère une résistance à la warfarine (qui perturbe le métabolisme de cette vitamine, indispensable à la coagulation). Ils ont donc compensé ce déficit en consommant plus de vit. K, ont survécu, se sont reproduits, ont transmis leurs allèles à leur descendance ; le phénotype [résistant] a . Lorsque le traitement a cessé, la posséssion de ces allèles n’a plus représenté un avantage et la fréquence des [résistants] a. Dans l’environnement empoisonné, les allèles mutés vont , tandis que l’allèle sensible va , mais pas disparaître puisque lorsque l’environnement redevient sain le % des [sensibles] réaugmente : cela signifie que les allèles sensibles étaient toujours présents même si le PHENOTYPE résistant était fixé (100%). Les allèles résistants ne se sont pas fixés. On peut imaginer le rôle joué par les hétérozygotes pour le maintien de la diversité allèlique. Modèle : cf phalène du bouleau. Exercice 3 : Les primates (durée estimée 15 mn) A partir du tableau du doc 1 (aucune autre connaissance n’est attendue) - Complétez l’arbre - Répondez aux questions à réponse rapide (complétez les phrases) Feuille 3 à rendre avec votre copie. Caractères allaitement Espèces Pipistrelle oui Galago oui Babouin oui Gibbon oui Bonobo oui Homme oui Caractère dérivé pouce narines queue non opposable opposable opposable opposable opposable opposable écartées écartées rapprochées rapprochées rapprochées rapprochées présente présente présente absente absente absente plissement du cortex cérébral modéré modéré modéré modéré plus important plus important Caractère primitif Complétez l’arbre : Placez les innovations : pouce opposable, absence de queue, allaitement. Placez l’ancêtre commun des primates, des hominoïdes, des homininés. Encadrez le groupe (taxon)des primates face avancée avancée avancée avancée avancée aplatie FEUILLE A RENDRE AVEC VOTRE COPIE. Document 2 : arbre phylogénétique établi à partir du tableau précédent Autres hominines Primates Absence de queue Pouce opposable Allaitement Innovation Ancêtre commun des primates Ancêtre commun des hominoïdes (« singes sans queue ») Ancêtre commun des homininés (« singes bipèdes permanents ») (on doit + les « autres homininés ») Taxon des primates Questions à réponse rapide 1. L’Homme est le Bonobo présente le lien de parenté le plus étroit car ils possèdent le plus de caractères dérivés en commun (5) ; ou, car ils possèdent l’ancêtre commun le plus récent. 2. L’ancêtre commun de l’Homme, du Bonobo, du Gibbon et du Babouin possédait : - Caractères dérivés : allaitement, pouce opposable, narines rapprochées - Caractères primitifs : Queue, plissement cortical modéré et face avancée 3. L’Homme est le seul représentant des homininés car il est le seul à avoir une face aplatie