Thème 1A Génétique et évolution TS Thème 1A Activité 9 : Un

Thème 1A Génétique et évolution TS

Activité 9 : Un regard sur l’évolution de l’Homme

Thème 1A

Compétences travaillées

Notions à construire

Attitudes

D'un point de vue génétique, l'Homme et le chimpanzé, très proches, se distinguent surtout par la position et la chronologie d'expression de certains gènes. Le phénotype humain, comme celui des grands singes proches, s'acquiert au cours du développement pré et postnatal, sous l'effet de l'interaction entre l'expression de l'information génétique et l'environnement (dont la relation aux autres individus). Les premiers primates fossiles datent de - 65 à -50 millions d'années. Ils sont variés et ne sont identiques ni à l'Homme actuel, ni aux autres singes actuels. La diversité des grands primates connue par les fossiles, qui a été grande, est aujourd'hui réduite. Homme et chimpanzé partagent un ancêtre commun récent. Aucun fossile ne peut être à coup sûr considéré comme un ancêtre de l'homme ou du chimpanzé. Le genre Homo regroupe l'Homme actuel et quelques fossiles qui se caractérisent notamment par une face réduite, un dimorphisme sexuel peu marqué sur le squelette, un style de bipédie avec trou . occipital avancé et aptitude à la course à pied, une mandibule parabolique, etc. Production d'outils complexes et variété des pratiques culturelles sont associées au genre Homo, mais de façon non exclusive. La construction précise de l'arbre phylogénétique du genre Homo est controversée dans le détail.

 Capacités   

  

Appliquer une démarche explicative. Comparer les génotypes de différents primates. Positionner quelques espèces de primates actuels ou fossiles, dans un arbre phylogénétique, à partir de l'étude de caractères ou de leurs productions. Utiliser un logiciel de traitement, de gestion de données Utiliser une banque de données Utiliser un logiciel de mesure

 

Faire preuve d’autonomie Manifester sens de l’observation Comprendre la nature provisoire, en devenir, du savoir scientifique

Notre espèce Homo sapiens est la dernière espèce vivante du genre Homo.

A partir des documents proposés et vos connaissances, vous établirez les liens de parenté d’Homo sapiens avec les autres Primates actuels, les caractères propres à la lignée humaine (les homininés), les caractéristiques des différentes espèces du genre Homo et leur degré de parenté. Vous rappellerez une hypothèse possible pour expliquer la séparation évolutive du genre Homo avec le genre Pan. Document 1 : Etablir des relations de parentés chez les Primates à partir de données anatomiques, cellulaires et moléculaires L’établissement de relations de parenté entre les vertébrés actuels s’effectue par comparaison de caractères homologues (anatomiques, embryologiques, cellulaires et moléculaires). Logiciel : Phylogène

Collection : Archontes

Fichier de molécules possible : Opsine bleue, séquences PTC Primates, cytocoxydase

Logiciel : Anagène Fichiers : Récepteurs PTC et seq-ADN.edi (portion d’un gène du complexe CMH (Complexe Majeur d’Histocompatibilité), portion d’un gène du complexe HLA (Human Leucocyte Antigen), portion d’un gène codant pour une enzyme impliquée dans la synthèse de NAD (Nicotinamide Adenine Dinucléotide))

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Logiciel : Lignée humaine Fichier : Module 6 comparaison des caryotypes de l’homme et du chimpanzé Homme

Homme

Chimpanzé

Gorille

Orang-outan

0

Chimpanzé

1 fusion

0

Gorille

1 fusion 1 inversion

1 inversion

0

Orang-outan

1 fusion 1 inversion

2 inversions

1 inversion

0

Tableau des remaniements chromosomiques entre les chromosomes 2 de l'Homme et 2o, 2a de trois autres primates. Document 2 : Comparaison de caractères anatomiques de l’homme et du chimpanzé Logiciel : La lignée humaine

Fichiers : Module 4 (membres supérieurs et inférieurs, crâne, mâchoire, bassin, pieds, fémur …)

Document 3 : L’enfance si humaine du chimpanzé http://www.larecherche.fr/content/recherche/article?id=3122 La phase embryonnaire dure deux semaines chez le chimpanzé, huit semaines chez l’homme. C’est durant cette seule phase que se multiplient les cellules nerveuses, jusqu’à 5 000 neurones par seconde, ce qui aboutit à nos quelques cent milliards de neurones. Chez l’homme, cet allongement de la durée de la phase embryonnaire peut être interprétée comme une hétérochronie. Cela signifie qu’au cours des millions d’années pendant lesquelles s’est produite l’hominisation, la régulation des étapes du développement a été modifiée. On voit que chez l’homme, par rapport au chimpanzé actuel et probablement par rapport à l’ancêtre hypothétique de l’homme et du chimpanzé, que le déclenchement de la phase fœtale est déplacé dans le temps. C’est un cas de ralentissement du développement embryonnaire qui a pour conséquence, chez l’homme, la mise en place d’un cerveau beaucoup plus développé La phase fœtale, en revanche, est plus courte chez l’homme que chez le chimpanzé. L’accouchement se produit vers le 238e jour pour le chimpanzé et vers le 266e jour chez nous ce qui fait seulement un mois de différence pour la durée totale de la gestation, alors que la phase embryonnaire humaine est plus longue de six semaines. Il s’est donc produit au cours de l’évolution, un raccourcissement relatif de la durée de cette phase de croissance. Cela expliquerait que le bébé humain naisse plus immature que le bébé chimpanzé. Nous serions là en présence d’un phénomène d’accélération du développement. Après la naissance vient la phase dite lactéale, qui s’achève avec l’apparition de la première molaire supérieure. Cela se produit vers 3 ou 4 ans chez le chimpanzé, et 6 ou 7 chez l’homme. Nouveau phénomène de post-déplacement, puisque la durée de la phase est quasi doublée. C’est durant cette période, vers l’âge de un an et demi, que se produit

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chez le chimpanzé le processus de remontée du trou occipital vers l’arrière, ce qui entraîne la quadrupédie. Jusque-là, le jeune chimpanzé est autant bipède que quadrupède. Chez le gorille, plus éloigné de nous génétiquement que le chimpanzé, cet épisode survient dès l’âge de un an. En revanche chez le jeune humain, la remontée n’a pas lieu, ce qui permet la bipédie permanente. Un tel phénomène de non apparition d’un caractère (trou occipital dirigé vers l’arrière) peut être interprété comme le maintien chez l’homme d’un caractère embryonnaire : on parle d’un cas de néoténie. La néoténie est un cas de ralentissement du développement sans modification de la durée de vie, ni de l’âge de la maturité sexuelle, ce qui aboutit à des individus conservant une morphologie juvénile par rapport aux individus du ou des espèces considérées comme ancestrales. Ce maintien en position avancée du trou occipital s’accompagne d’une autre manifestation : la forme arrondie du crâne du jeune chimpanzé se retrouve chez l’homme, comme si elle avait été conservée au cours de l’évolution : exemple frappant là encore de néoténie.

Document 4 : Des caractéristiques de différentes espèces de la lignée humaine par comparaison de données anatomiques Logiciel : Homininés Logiciel : Phylogène

Genre

Collection : Homininés

Espèce

Datation

Localisation mondiale Liés à la bipédie

Homo

habilis

Homo

ergaster

Homo

neanderthalensis

Homo

sapiens

Bourrelets sous-orbitaires

Caractères morphologiques Prognathisme Inclinaison de la face

Volume crânien (en cm3)

Taille (en cm)

Document 5 : Construction d’un arbre phylogénétique hypothétique présentant les degrés de parenté de 4 espèces de la lignée humaine selon les critères de capacité cérébrale, de prognathisme, du front. Logiciel : Phytogène

Fichiers : Homininés

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Document 6 : Détermination de l’espèce d’un crâne fossile par des mesures craniométriques On peut déterminer l’espèce à laquelle appartient un crâne fossile par l’étude de l’angle facial et le rapport Hauteur sur longueur du crâne. Logiciel : Mesurim

Fichier : Crâne inconnu d’une espèce d’homininés

Aide : Pour Créer une échelle (image / créer l’échelle) il faut utiliser le repère tracé sur la photo. Une fois l’échelle définie, faire Fichier / enregistrer le fichier échelle / ajout temporaire.

Photo du crâne inconnu d’une espèce d’homininés

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