Fiche de révision thème 1-A-4 : Un regard sur l`évolution de l`Homme
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Fiche de révision thème 1-A-4 : Un regard sur l’évolution de l’Homme Homo sapiens a une histoire évolutive et est en perpétuelle évolution : cette histoire fait partie de celle, plus générale, des primates. 1. Le génome des primates L’étude des différents génomes des primates montre que c’est entre le Chimpanzé et l’Homme que les différences sont les plus faibles, indiquant une parenté évolutive proche : le séquençage de leurs génomes a montré qu’ils sont identiques à 99% alors que deux génomes humains ne diffèrent que de 0,1 %. Parmi le 1% de différences, on trouve différents gènes qui ont des rôles importants dans les différences macroscopiques Homme/Chimpanzé : - le gène FOXP2 est extrêmement conservé d’un point de vue évolutif mais chez l’Homme il présente des mutations qui semblent être à l’origine du langage articulé (chez des patients humains présentant un déficit du langage, on a identifié des séquences de nucléotides de ce gène comparables à celles d’autres espèces de primates) ; - le gène HAR1 propre à l’Homme s’exprime entre la 9e et la 17e semaine de gestation, période où les neurones se forment et s’organisent en couches dans le cerveau ce qui permet un nombre de neurones plus important chez l’Homme que chez le Chimpanzé. En plus des différences de séquences nucléotidiques, il existe des différences de localisation chromosomique des gènes entre Chimpanzé et Homme. La comparaison des crânes embryonnaires du chimpanzé et de l’humain montre de grandes similitudes mais le crâne du chimpanzé développe des caractères comme la mâchoire prognathe ou les bourrelets sus-orbitaires que ne développe pas le crâne de l’Homme. Les organes de l’Homme et du Chimpanzé ne se développent pas à la même vitesse : il y a une hétérochronie du développement de l’Homme par rapport à celui du Chimpanzé. Par ailleurs, si l’on compare la durée des phases du développement des deux espèces, on constate que les phases sont plus longues chez les humains que chez les singes : ce ralentissement a des conséquences importantes car c’est durant la phase embryonnaire que les neurones sont générés ce qui permet à l’Homme d’avoir un nombre beaucoup plus important de neurones que le Chimpanzé. De plus, l’allongement des phases infantile et juvénile chez l’Homme permet un remodelage plus important des réseaux neuroniques : en effet, à la naissance, le nombre de réseaux neuroniques est très important et les réseaux non sollicités sont éliminés. Les capacités intellectuelles supérieures de l’Homme sont donc dues au nombre initial de neurones plus important ainsi qu’à un allongement des phases d’apprentissage mais également à certains gènes 2. La phylogénie des primates Les primates sont des mammifères ayant des caractères communs : des membres terminés par cinq doigts munis d’ongles (et non de griffes), un pouce opposable aux autres doigts aux mains qui sont ainsi préhensiles ou des yeux frontaux. Le plus vieil ancêtre connu des primates est âgé de – 55 Ma : il s’agit d’Altiatlasius dont les caractéristiques des dents retrouvées au Maroc ont permis d’en faire un primate (dont la masse devait approcher les 120…g !). L’étude des fossiles montre que la diversité des grands primates a été plus grande au cours des temps passés qu’actuellement : à ce jour, cette diversité se réduit à 6 espèces (gibbons, orang-outans, gorilles, chimpanzés, bonobos et hommes). L’étude des caractères des espèces fossiles et des espèces actuelles permet de construire l’arbre phylogénétique des grands primates : dans l’arbre, les espèces présentant des innovations communes sont enracinées sur un même nœud correspondant à l’ancêtre commun hypothétique des espèces enracinées sur ce nœud (présentant les innovations qui se trouvent en-dessous du nœud). L’Homme et le Chimpanzé sont proches d’un point de vue évolutif : leur ancêtre commun serait daté de – 7Ma mais cela est régulièrement remis en cause. La comparaison de l’Homme et du Chimpanzé permet d’identifier quelques caractères comportementaux que devait présenter cet ancêtre : - il devait être un bipède occasionnel ; - il pouvait utiliser des outils et transmettre cette utilisation à leur descendance par l’apprentissage ; - il devait présenter une conscience de soi ; - il devait pouvoir montrer du doigt ; - il devait vivre en groupe. La comparaison des chimpanzés avec les plus anciens représentants de la lignée humaine permet de préciser quelques caractères morphologiques de cet ancêtre : - il devait avoir un volume crânien de 300 à 400 cm3 ; - il devait mesurer 1 m pour 30 à 40 kg. 3. La phylogénie du genre Homo La lignée humaine est représentée globalement par deux genres, Australopithecus et Homo, qui se distinguent par quelques caractères : - le prognathisme (angle facial) est développé chez Australopithecus et réduit chez Homo ; - le dimorphisme sexuel est développé chez Australopithecus (par exemple, les mâles présentaient une crête au sommet du crâne qui permettait d’insérer des muscles masticateurs puissants) et réduit chez Homo ; - le trou occipital est plus avancé chez Homo que chez Australopithecus ; Mais ces deux genres présentent également des caractères en communs : - La colonne vertébrale possède plusieurs cambrures et courbures - les pieds ne présentent pas de pouce opposable et les fémurs sont articulés sur le bassin de façon oblique par rapport à l’axe du corps ce qui facilite la course à pieds ; - la mandibule (mâchoire inférieure) est parabolique (contrairement à celle des autres primates) ; - toutes les espèces de ces deux genres utilisent des outils (mais d’autres primates le faisaient aussi) ; - toutes les espèces de ces deux genres présentent un volume cérébral supérieur à 400 cm3. Au cours du temps, diverses espèces du genre Homo ont cohabité sur Terre : parmi les plus célèbres, on peut citer Homo habilis, Homo erectus, Homo ergaster, Homo neandertalensis et bien sûr, Homo sapiens, seule espèce actuellement présente. A la fin de ce chapitre, vous devez : Oui Connaître les différents caractères définissant le groupe des primates Savoir établir des liens de parenté et construire un arbre phylogénétique Connaitre les différences génétiques entre Homme et Chimpanzé Savoir expliquer l’origine des différences de développement entre l’Homme et le Chimpanzé (notion d’hétérochronie) Connaitre les caractéristiques définissant le genre Homo Connaitre les caractères permettant de justifier l’appartenance d’une espèce à la lignée humaine Connaitre les caractéristiques des différents homininés (âge, caractères particuliers…) EXO1 : QUESTIONS A CHOIX MULTIPLE Q1 : La différence génétique entre l’Homme et le Chimpanzé est de l’ordre de : a. 0,01 % ; b. 0,1 % ; c. 1 % ; d. 10 %. Q2 : Par rapport au Chimpanzé, l’acquisition du phénotype se distingue chez l’Homme par : a. par des phases plus courtes du développement ; b. par des phases plus longues du développement ; c. par un rôle mineur de l’apprentissage ; d. par un rôle majeur de l’apprentissage. Q3 : Parmi les attributs caractéristiques des primates, on peut citer : a. une colonne vertébrale redressée ; b. un grand volume cérébral ; c. une main préhensile ; d. une voute plantaire. Q4 : Le dernier ancêtre commun à l’Homme et au Chimpanzé : a. est daté de -65 Ma ; b. était capable de bipédie permanente ; c. pouvait utiliser des outils ; d. avait un volume cérébral supérieur à 450 cm3. Non Q5 : La lignée humaine : a. comprend un seul genre, le genre Homo ; b. comprend plusieurs genres dont le genre Australopithecus ; c. est représenté actuellement par plusieurs espèces ; d. est apparue avec Homo sapiens. EXO2 : RESTITUTION DE CONNAISSANCES L’Homme est un primate : il partage avec les singes des caractères qui témoignent de liens de parenté. Q : Présenter les arguments qui ont permis de séparer les représentants de la lignée humaine des autres primates. L’exposé sera structuré avec une introduction, un développement et une conclusion. Le développement sera axé sur la comparaison de l’Homo sapiens et du Chimpanzé afin de dégager les caractéristiques de la lignée humaine puis sur la présentation de quelques représentants de la lignée humaine. EXO3 : QUELQUES RELATIONS DE PARENTE AU SEIN DES PRIMATES L’étude des attributs permet de préciser les relations de parenté entre cinq primates. Ces relations de parenté sont présentées sur l’arbre phylogénétique ci-dessous. Q : Après avoir placé sur l’arbre phylogénétique l’Orang-outan et les innovations évolutives grâce aux données du tableau des attributs, citez les caractéristiques du plus récent ancêtre commun à l’Homme, au Chimpanzé et au Gorille puis identifiez l’espèce la plus proche de l’Orang-outan. EXO4 : LA DECOUVERTE D’UN NOUVEL HOMO En octobre 2004, des scientifiques publient dans « Nature » le résultat de leur étonnante découverte : des paléontologues ont trouvé à Liang Bua, sur l’île de lores (Indonésie), des restes fossiles de sept spécimens humains. Pour la communauté scientifique, cette découverte permet de fonder au sein de la lignée humaine une nouvelle espèce baptisé Homo Floriensis, « l’Homme de Flores » Q : Tirez du document proposé les informations justifiant l’appartenance de « l’Homme de Flores » au genre Homo et celles justifiant d’en faire une nouvelle espèce au sein du genre Homo.
