Terminale S 2015-2016
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Un regard sur l'évolution de l'Homme

L'Homme actuel est issu d'une longue lignée dite buissonnante car plusieurs espèces ont cohabité et parfois été interfécondes. Il fait partie de l'ordre des Primates et possède les caractères dérivés des Primates, et les caractères dérivés spécifiques du genre Homo. Le phénotype humain s'acquière autant grâce à des innovations génétiques qu'aux interactions sociales.

I

L'ordre des primates

L'Homme, de l'espèce Homo sapiens, fait partie de l'ordre des Primates.

Ordre des Primates

L'ordre des Primates dont l'Homme fait partie est composé de 185 espèces présentant les pouces opposables (ce qui permet de saisir des objets), les ongles plats et la vision binoculaire.

L'ordre des Primates se compose de 185 espèces, allant des lémuriens aux gorilles en passant par l'Homme. Les premiers Primates sont apparus il y a 65 à 50 millions d'années.

Cet ordre est caractérisé par :

  • La présence du pouce opposable
  • La présence d'ongles plats à la place des griffes

Ces caractères sont appelés les caractères dérivés, ce qui signifie que tous les Primates et uniquement eux les possèdent. Il faut les différencier des caractères ancestraux qui eux appartenaient à l'ancêtre commun hypothétique.

Caractère dérivé

Un caractère dérivé est un caractère porté par tous les représentants d'une branche dans l'arbre phylogénétique, et seulement par ses représentants, au sein de la classification des êtres vivants.

Le pouce opposable est un caractère dérivé des Primates.

L'Homme est un eucaryote, vertébré, tétrapode, amniote, mammifère, primate, hominoïde, hominidé, homininé : ces caractères sont apparus successivement à différentes périodes de l'histoire de la vie. Le taxon des Hominoïdes regroupe les espèces de :

  • Gibbon
  • Chimpanzé
  • Bonobo
  • Gorille
  • Orang-outan
  • Homme

Le caractère dérivé des Hominoïdes est l'absence de queue.

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Arbre phylogénétique de quelques primates

II

La lignée humaine

A

Réalisation d'un arbre phylogénétique

Caractères homologues

Les caractères homologues sont des structures qui, prises chez différentes espèces, présentent un même plan d'organisation général.

La présence de bras chez l'Homme, de pattes chez les reptiles ou d'ailes chez les oiseaux est un caractère homologue.

La construction d'un arbre phylogénétique consiste à mettre en évidence des relations de parenté entre espèces (actuelles ou fossiles) par comparaison de caractères homologues (génétiques, morphologiques, embryologiques ou anatomiques).

Pour être utilisé, un caractère doit être présent sous deux états dans la collection étudiée :

  • Sous un état ancestral, originel
  • Sous un état dérivé ou primitif, qui résulte d'une innovation à partir du caractère ancestral

Deux espèces ont un lien de parenté si elles partagent des caractères dérivés : en effet, il y a peu de chances qu'une même innovation apparaisse indépendamment chez différentes espèces, donc il est admis que toutes les espèces possédant un même caractère dérivé l'ont hérité d'un ancêtre commun.
Deux espèces sont d'autant plus apparentées qu'elles possèdent un grand nombre de caractères dérivés en commun.

Au sein de l'arbre phylogénétique, un nœud correspond à un ancêtre commun : des espèces possédant un même ancêtre commun sont enracinées à un même nœud. La notion de dernier ancêtre commun est hypothétique, ce n'est pas un fossile.

Si on considère le caractère "membres pairs", il existe sous deux états :

  • L'état ancestral "deux paires de nageoires"
  • L'état dérivé "deux paires de pattes"

Le caractère ancestral, peut aussi être un état dérivé. Les nageoires n'ont pas toujours été présentes, c'est-à-dire qu'elles sont un état dérivé pour les ancêtres des populations ayant des nageoires.

Ainsi, deux espèces possédant deux paires de pattes seront plus apparentées entre elles qu'avec une autre espèce possédant deux paires de nageoires, car elles possèdent un même ancêtre que ne partage pas la troisième espèce.

-

Arbre phylogénétique

B

Les caractères dérivés de l'Homme

Le chimpanzé est l'espèce la plus proche de l'Homme, avec le dernier ancêtre commun daté d'environ 8 millions d'années. C'est donc en comparaison avec le chimpanzé que l'on définit les caractères dérivés de l'Homme.

Les caractères dérivés de l'Homme sont nombreux, avec en premier lieu la bipédie comme mode de déplacement principal : l'Homme est la seule espèce qui se déplace exclusivement sur ses deux pattes arrières.

Au niveau de la tête :

  • Un volume endocrânien important : 1400 cm3
  • Un crâne avec un front haut et un angle facial droit.
  • Des bourrelets sus-orbitaux réduits : les bourrelets qui surplombent les yeux les protègent.
  • Un trou occipital centré : en accord avec la bipédie, le crâne est posé au-dessus de la colonne vertébrale.
  • Une mâchoire parabolique avec des canines réduites : les canines sont les dents qui servent à déchirer la viande.

Au niveau du reste du squelette :

  • Un bassin large et court : en accord avec la bipédie.
  • Des fémurs obliques : en accord avec la bipédie.
  • Des membres inférieurs plus longs que les supérieurs : en accord avec la bipédie.
  • Une colonne vertébrale avec 4 courbures : adaptation à la bipédie.
  • Le pouce du pied non opposable : changement de mode de vie, avec fin du mode de vie arboricole.
  • Un dimorphisme sexuel peu marqué
  • Une utilisation importante des outils
  • La réalisation de pratiques culturelles

Bipédie

La bipédie est la marche effectuée exclusivement sur les deux membres postérieurs.

C

Les espèces composant la lignée humaine

L'étude d'une lignée est complexe, car elle s'appuie sur l'étude des fossiles. Les fossiles sont issus d'un processus complexe : ils sont donc rares et partiels. Chaque découverte d'un possible ancêtre de l'Homme entraîne une remise en question des connaissances préalables, et souvent une réorganisation de l'arbre phylogénétique.

La lignée humaine comporte tous les Homininés. Elle peut être divisée en différents groupes dont les plus caractéristiques sont les Australopithèques et les Homo. Ils sont tous deux apparus en Afrique : le genre Australopithecus vers −4 Ma et le genre Homo vers −2,5 Ma. Leur ancêtre commun est daté de −4 Ma.

  • Les Australopithèques, présents uniquement en Afrique, sont bipèdes mais leurs caractères crâniens sont globalement primitifs (le volume endocrânien est proche de celui du chimpanzé, 400 cm3). Toutefois, sa mâchoire présente une forme intermédiaire entre celle de l'Homme et du chimpanzé, avec des dents plus spécialisées.
  • Les Homo possèdent un volume cérébral plus élevé, utilisent des outils complexes et partagent des pratiques culturelles.

Le genre Homo a été représenté par plusieurs espèces :

  • Homo habilis : premier fossile en Afrique daté de −2,3 millions d'années
  • Homo erectus : entre −1,8 et −0,6 million d'années
  • Homo sapiens : apparu il y a 200 000 ans
  • Homo neandertalensis (Homme de Néandertal) : entre −80 000 et −35 000 ans

Les différentes espèces du genre Homo ont coexisté et ont parfois été interfécondes, ce qui permet de qualifier la lignée humaine de buissonnante.

Homininés

Les Homininés regroupent les espèces appartenant ou ayant appartenu à la lignée humaine depuis le dernier ancêtre commun avec le chimpanzé.

L'Homo sapiens ou l'Australopithecus africanus font partie des Homininés.

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Un arbre phylogénétique des Homininés

D

L'acquisition du phénotype humain

Les différences entre l'Homme et le chimpanzé peuvent paraître morphologiquement et culturellement importantes. Elles ne sont pourtant pas si grandes au niveau génétique : seuls 1 à 2% de nos ADN diffèrent.

Certaines de ces différences sont dues à des mutations dans les gènes de développement, changeant la durée des différentes phases. Induisant ainsi les différences anatomiques entre les deux espèces. L'étape de multiplication des neurones est donc beaucoup plus longue chez l'Homme que chez le chimpanzé. Ces différences sont appelées hétérochronies.

On retrouve aussi des remaniements chromosomiques avec des inversions et des translocations de fragments de chromosomes. Un chromosome chez un humain peut correspondre à deux chromosomes chez le chimpanzé comme pour le chromosome 2.

Cependant, la génétique n'explique pas toutes les différences, il y aurait également une grande part du phénotype humain qui serait liée aux interactions sociales.

Hétérochronie

Une hétérochronie, de hétéro (différent) et chronie (temps), est une différence dans la vitesse et la durée de développement d'un organisme.

La différence de durée de développement du tissu neuronal entre l'Homme et le chimpanzé est liée à une hétérochronie.

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