Chapitre 3 : Un regard sur l’évolution de l’Homme – COURS

 

Chapitre 3 : Un regard sur l’évolution de l’Homme

Introduction :

L’Homme actuel ou Homo Sapiens présente des liens de parenté plus ou moins étroits avec les autres espèces animales ; les scientifiques admettant que les espèces les plus apparentées sont celles qui présentent le plus grand nombre de caractères homologues dérivés communs, ils ont alors établi que l’espèce actuelle la plus apparentée à Homo sapiens est le Chimpanzé. Il font tous les deux partie d’un groupe plus vaste, celui des primates, et l’histoire de l’Homme a connu dans le passé d’autres espèces du genre Homo, alors qu’aujourd’hui, Homo sapiens est le seul représentant existant.

Problème : Comment expliquez la place de l’Homme dans l’évolution ?

★Quelle place ont l’Homme et le Chimpanzé au sein des primates ?

★Quelles sont les différences entre Homme et Chimpanzé et comment se mettent-elles en place ?

★Pourquoi a-t-on regroupé l’homme et différents fossiles au sein du genre homo ?

I- Comparaison de l’Homme et du Chimpanzé

A- Comparaison phénotypique

Le phénotype des grands primates se construit au cours du développement pré- et post-natal. Nous avons vu précédemment que le développement embryonnaire nous permettait d’envisager des ressemblances que ce soit au niveau génétique ou même phénotypique. Quand on compare des crânes de foetus, et d’adultes entre le Chimpanzé et l’Homme, on s’aperçoit qu’ils sont très proches alors que les crânes adultes possèdent plus de différences. Notamment, le trou occipital migre vers l’arrière à l’âge de 3 ans chez le Chimpanzé, alors qu’il reste centré chez l’Homme, ce qui est très important pour la bipédie.

Quelques éléments de comparaison entre le Chimpanzé et l’Homme :

Comparaison entre le développement du Chimpanzé et celui de l’Homme

Voir Document 1 du livre page 79

La vie embryonnaire est plus développée chez l’Homme que chez le Chimpanzé, mais surtout des différences nettes se mettent en place pendant la vie foetale et après la naissance. Le trou occipital n’est que l’un de ces exemples.

Phénotype lié à la bipédie :

  • Colonne vertébrale à plusieurs courbures : quatre au lieu d’une seule chez le Chimpanzé.
  • Trou occipital en position avancée sous le crâne et non en arrière.
  • Bassin court, large et évasé alors qu’il est étroit et long chez le Chimpanzé.
  • Fémurs obliques, de sorte que le pied se trouve sous le centre de gravité du corps durant l’avancée de la jambe, ce qui n’est pas le cas du Chimpanzé.
  • Membres inférieurs plus longs que les membres supérieurs : c’est l’inverse chez le Chimpanzé quadrupède.

Phénotype lié à l’encéphale :

    • Grande capacité de la boîte crânienne : 1400 cm3 en moyenne contre 400 cm3 chez le Chimpanzé.

Phénotype lié à la mâchoire :

    • Face aplatie chez l’Homme mais prognathisme ( une mâchoire plus longue que l’autre) chez le Chimpanzé.
    • Mâchoire inférieure en V au niveau de l’arcade dentaire, et non en U comme chez le Chimpanzé.

 

On pourrait rajouter différents phénotypes (physiologiques, comportementaux…), mais l’étude exhaustive n’est pas attendue. En revanche, de tels documents peuvent être donnés le jour du bac.

B- Comparaison génétique

Voir Livre page 76 document 1

1) Caryotypes

Quand on compare les caryotypes de l’homme et du chimpanzé, on s’aperçoit qu’il existe une différence de formule chromosomique (H : 2n = 46 ; C : 2n = 48). Cependant, quand on observe dans le détail ce caryotype, on est troublé par les homologies nombreuses. Il est évident que certains chromosomes sont identiques et que d’autres résultent de la fusion de chromosomes ou d’inversions de portions chromosomiques.

2) Gènes

Il est troublant de voir que le Chimpanzé et l’Homme ne possèdent qu’un % de différences au niveau génétique, 99% des gènes restants étant identiques. Cette identité se traduit soit par une homologie parfaite entre les protéines exprimées, soit avec quelques rares modifications de séquences nucléotidiques. Cependant, il existe quelques rares gènes fortement variants entre le Chimpanzé et l’Homme. Pour les curieux, aller voir : l’ADN fossile (CNRS)

Le document qui va suivre est inspiré du Doc 1p 78 de votre livre (allez le voir, il est très bien fait)

C- Du génotype au phénotype

Ce 1% de différence suffit à expliquer les fortes variations phénotypiques entre les 2 espèces s’exprimant soit lors de la vie foetale, soit après la naissance.

Exemple de l’allongement de la durée du développement embryonnaire du système nerveux central chez l’Homme pour un développement plus important du cerveau.

Les différences phénotypiques sont la conséquence :

  • de différences génotypiques (mais celles-ci sont relativement minimes). Les 1% de gènes incriminés sont pour la quasi-totalité des gènes liés au développement, c’est à dire soit homéotiques , soit de gènes très spécifiques comme celui des capacités linguistiques (FoxP2).
  • de différences dans la durée et l’expression des gènes impliqués dans le développement (gènes architectes ou homéotiques). Ce sont pour beaucoup des régulateurs d’expression de gènes qui interviennent avec durées différentes…
  • de différences environnementales (nutrition) et culturelles (apprentissage, langage).

Les données moléculaires et chromosomiques montrent très clairement la proximité génétique des Hommes et des Chimpanzés ; cela conduit à envisager l’existence d’un ancêtre commun proche dans le passé (qui vivait sans doute en Afrique il y a 7 millions d’années) mais cet ancêtre commun n’est ni un Chimpanzé, ni un Homme !

II- Regard scientifique sur la place de l’Homme dans la dynamique évolutive des Primates

A- Diversité des primates

Chimpanzés, orang-outangs ou bonobos…Tout le monde connaît les grands singes. Ils partagent tous des caractéristiques qui en font des primates… comme nous !

 

 

Les premiers primates fossiles ont un âge compris entre – 50 et -65 millions d’années; ils présentent à l’origine une grande diversité mais sont différents des singes actuels et de l’homme.

 

 

 

 

Les primates possèdent un certain nombre de caractères propres dont les plus importants sont :

  • pouce opposable aux autres doigts
  • orbites larges, vers l’avant; vision stéréoscopique (3D)
  • ongles plats.
  • face réduite
  • masse cérébrale relativement élevée chez les nouveau-nés et les fœtus…

Ces caractères sont parmi les plus importants à retenir.

Quelques caractères des primates
• membres de structure primitive à 5 doigts
• mains partiellement préhensiles
• pieds préhensiles (sauf homme)
• pouce opposable
• ongles plats (au lieu de griffes)
• coussinets tactiles ridés au bout des doigts (dermatoglyphes)
• calcaneum allongé dans sa partie distale
• réduction du museau et de l’olfaction
• plancher du bulbe tympanique formé par l’os pétreux
• vision stéréoscopique (40 à 50 % des fibres sont ipsilatérales ; grand recouvrement des champs visuels des deux yeux et traitement séparé par moitié au niveau cortical)
• face réduite
• orbites de grande taille
• orbites convergentes (vers l’avant)
• présence d’une barre post-orbitaire (jonction des os frontal et zygomatique)
• cerveau relativement important et néocortex développé
• masse cérébrale relativement élevée chez les nouveau-nés et les fœtus
• gestation relativement longue
• toutes les périodes de la vie sont plus longues et décalées dans le temps
• vie postnatale prolongée
• verticalisation du corps
• dominance des membres postérieurs (centre de gravité près de la ceinture pelvienne)
• clavicule conservée
• denture complète (3 types de dents), modérément réduite
• caecum bien développé
• testicules dans un scrotum, dès la naissance
• urètre et vagin complètement séparés chez les femelle
• faible nombre de mamelles

Classification de l’Homme : l’Homo sapiens appartient donc aux Homininés, Hominidés, Hominoïdes, Catarhiniens, Haplorhiniens (infra ordre), de l’ordre des Primates de la classe des mammifères et de l’embranchement des vertébrés.

B- Etablissement d’une phylogénie

C’est la comparaison de caractères morphologiques ou moléculaires qui permet d’établir une phylogénie (Succession des espèces animales ou végétales que l’on suppose descendre les unes des autres et qui constituent un phylum ou ensemble- def. Larousse (ori phylum = tribu))

La phylogénie repose sur le partage de caractères qualifiés de dérivés (caractères nouveaux apparaissant). La diversification génétique permet, grâce aux mutations, duplications génétiques (…), de faire évoluer les caractères. Il est alors possible, pour un caractère, de définir un état ancestral.

L’ancêtre commun n’est pas un fossile, mais toujours un être hypothétique déduit du raisonnement. C’est l’être innovateur pour le caractère étudié. Il existera donc autant d’arbres phylogéniques que de caractères étudiés un à un.

Exemple : arbre phylétique des primates (d’après ac-lyon.fr)

Même si on fusionne beaucoup de caractères, on affine certes les parentés, mais cela explique aussi pourquoi il y a tant d’interprétations différentes quant à la construction phylogénétique du genre Homo ou même des primates.

C- Dynamique de l’évolution et place du genre Homo

1) Les caractères de la lignée Humaine

Ils ont été étudiés précédemment lors de la comparaison Chimpanzé-Homme.

Le genre Homo regroupe l’Homme actuel et quelques fossiles. La lignée humaine regroupe le genre Homo et Australopithèque.

Les caractères permettant de définir la lignée humaine et que vous devez maîtriser sont donc les suivants :

Bipédie – trou occipital – Bassin élargi et fémurs obliques – pied adapté à la marche (gros orteil orienté comme les autres orteils) – Crâne au front haut – Mandibule parabolique – volume céphalique important (1400 cm3) – face plane -capacité à utiliser des outils – pratiques culturelles –

Un dimorphisme sexuel peu marqué sur le squelette

2) Des stades ancestraux au genre Homo

Toute forme fossile présentant au moins un caractère dérivé présent chez l’homme actuel doit être considéré comme un représentant de la lignée qui joint l ’ancêtre commun de l’homme et du chimpanzé à l’homme actuel.

La découverte d’Australopithèques (entre -4,5 MA et -1 MA) dans l’Est africain, montrent des caractères communs (bipédie, bassin…) à l’homme actuel, mais des caractères également divergents (volume céphalique de 400 cm3, face en avant…). Ainsi Lucy est le surnom du fossile de l’espèce éteinte Australopithecus afarensis découvert en Éthiopie, en 1974 par une équipe de recherche internationale. Ce fossile était complet à 40 % et date d’environ 3,2 millions d’années.

 


Des restes de primates datés de 7 MA ont été découverts qui montrent des caractères dérivés propre à la lignée humaine. Appelé Sahelanthropus tchadensis et nommé Toumai, il fut découvert près du Lac Tchad.

Le dernier représentant trouvé fait encore débat sur l’origine du berceau de l’Humanité, car il a été retrouvé en Afrique du Sud en 2008 (A. sediba) => Attention possibilité d’un sujet

3) L’émergence du genre Homo : un arbre phylogénique buissonnant

La bipédie devient permanente chez Homo erectus. Les caractères crâniens tendent vers une réduction de la face, une réduction du prognathisme et des bourrelets sus-orbitaires, une augmentation du volume crânien (allant d’environ 700 cm3 pour Homo habilis et pouvant atteindre plus de 1 500 cm3 pour Homo sapiens).

 

La maîtrise du feu est attribuée à Homo erectus. Les traces d’industries et d’activités culturelles caractérisent le genre Homo. Les premiers outils sont attribués à Homo habilis puis on note une progression des techniques qui aboutit à des outils de plus en plus perfectionnés.

L’apparition de l’art, d’un langage articulé et de la conscience de soi est caractéristique dHomo sapiens.

Ces critères anatomiques et culturels font que le genre Homo appartient à la lignée humaine.

Résumé : La lignée humaine résulte d’une évolution marquée par l’acquisition de la bipédie et une augmentation des capacités crâniennes à l’origine d’un développement culturel important.

Les Australopithèques ne possèdent que des caractères liés à la bipédie alors que les Homos possèdent en plus une extension encéphalique. Les différentes espèces de la lignée humaine ont évolué conjointement, d’où une lignée buissonnante dont l’homme moderne est le seul représentant vivant.

Différentes formes du genre Homo, et des formes pré-humaines (Australopithèques) ont existé et ont pu se côtoyer dans le temps et dans l’espace.

La reconstitution des relations de parenté entre ces différentes formes n’est pas encore parfaitement établi et en perpétuelle évolution, en fonction des études ou découvertes.

Conclusion :

Comme toutes les espèces qui peuplent la planète Terre, l’Homme – Homo sapiens – a une histoire évolutive. Même si c’est le seul représentant de son genre aujourd’hui, d’autres espèces ont co-existé par le passé et présentent des caractères communs dérivés permettant d’envisager un ancêtre commun, et même plus largement quand on s’intéresse aux primates.