Thème 1A : génétique et évolution Chapitre 4: Un regard sur l’évolution de l’Homme v2

Thème IA génétique et évolution Chap4 :Un regard sur l’évolution humaine Introduction des 2TP L’Homme est un primate/singe, on peut reconstituer l’histoire du groupe Homo Q1 : Quelles sont les questions acquises dans les chap1-2-3 du thème IA qui peuvent être utilisé pour cette reconstitution ? Q2 : Quels sont les docs que vous pourriez utiliser pour reconstituer cette histoire? Comparaison des caractères à l’état évolué partagés Comparaison anatomique Comparaison de l’ADN des espèces présentes Squelettes +logiciel « Hominidés » Pour faire des mesures Et trouver des caractères à l’état ancestral et état évolué Logiciel « anagène » Pour faire des matrices de différences et similitudes pour trouver une phylogénie Logiciel « phylogène » Et établissement de phylogénie

introduction Comme toute autre espèce, l’Homme actuel, Homo sapiens, résulte d’une évolution. Son histoire fait partie de celle du genre humain (Homo), qui comporte d’autres espèces aujourd’hui disparues et s’inscrit dans celle des primates

I comparaison génétique A) Comparaison des caryotypes B) Comparaison des gènes

Caryotypes comparés

A) Comparaison des caryotypes 23 (homme) ou 24(chimpanzé) paires de chromosomes Une fusion de 2 paires 2p et 2q Des délétions Des inversions Des insertions Mais 14 paires identiques

Utilisation des données moléculaires

B Comparaison des gènes Comparaison du génome homme/chimpanzé 99°/° en commun donc La proximité génétique grande Mais certains gènes très différents Ex HAR1 Ces séquences sont suceptibles de porter la spécificité de chaque espèce et d’expliquer les différences observées (ex pour le cerveau, taille et surface de cortex)

II acquisition du phénotype A développement pré et post natal B développement sous l’influence des gènes C influence de l’environnement

A) développement pré et post natal Doc fin chap3, et exercice comparaison crâne homme/chimpanzé Stade fœtal et adulte 1) Comparaison du nombre des neurones 2) Comparaison des crânes des fœtus homme/chimpanzé 3) Croissance de l’os du bassin

B développement sous l’influence des gènes Chronologie du développement Cf tp 3 ou p 86 Une conservation de caractère juvénile, voire d'adolescent : ex. crâne dont le trou occipital est centré, favorisant ainsi la bipédie. Système nerveux plus développé et rapidement mature nécessaire à un langage articulé.

C influence de l’environnement

III les primates et leurs origines Les caractéristiques des primates Diversité des primates Les caractéristiques de l’ancètre commun de l’homme et du chimpanzé

Les caractéristiques des primates

l’homme chez les primates morphologie

L’homme chez les primates

L’Homme ,dans le règne animal, chez les primates

Vertébrés (colonne vertébrale) Place de l’Homme au sein des vertébrés fondée sur les caractères partagés Vertébrés (colonne vertébrale) Tétrapodes (4 membres avec doigts) Amniotes (embryon ds poche amniotique) Mammifères (poils, mamelles) Primates (pouce opposable ongle plat) Hominoïdes (coccys) Homininés (bipède)

Bilan La place de l’homme dans le règne animal L’homme est un mammifère , résultat de succession d’innovations qui sont apparues au cours des temps géologiques Eucaryote(-1,2 Ga), vertébré(-500Ga), tétrapode(-390 Ga) Amniote (-340 Ga), mammifère(-340 Ga) L’homme est un primate (gros cerveau% taille, sens visuel développé, main avec pouce opposable munie d’ ongle) Singe sans queue,avec coccys: hominoîde Proches par les molécules: hominidés Homininés + proche parent: chimpanzé, divergence: -7,-10Ma Résultat d’une longue histoire, la lignée humaine

B) Diversité des primates actuels et fossiles C) Caractéristiques de l’ancêtre commun de l’homme et du chimpanzé

IV la définition du genre Homo Les caractéristiques du squelette La construction d’une phylogénie Les outils et les activités artistiques

Comparaison homme -chimpanzé Les caractéristiques du squelette Comparaison homme -chimpanzé P 92 -93 Quels critères anatomiques peuvent être considérés comme propre à la lignée humaine ?

critères d’appartenance à la lignée humaine : des caractères à l’état dérivé a) Une bipédie permanente (tous les hominidés ont une marche bipède,seul H. sapiens se déplace de manière bipède Donc adaptations anatomiques liés à cette bipédie: Membre sup, préhension, membre inf, locomotion Bassin court, muscle fessier puissant Colonne vertébrale à 4 courbures, trou occipital postérieur b) Volume crânien élevé Volume du cerveau 3x+ élevé qu’un chimpanzé (1400cm3) Arcade dentaire Face plate, front, menton

) suite c) Une activité sociale et culturelle Tous les hominidés ont une activité sociale et culturelle (cf chimp et bonobo) et une organisation en communauté avec des relations complexes Dominer, apaiser, jouer,imiter, manipuler, usage d’outils, transmission technique parent/enfant Toutefois progression technique, invention de l’art, manifestation de la connaissance de soi et de la mort font partis de caractères dérivés de l’espèce humaine. On admet que tout fossile qui possède au moins un caractère dérivé anatomique associé ou non à des traces culturelles fossiles appartient à la lignée humaine

B) La construction d’une phylogénie

L’Homme dans la lignée humaine

Caractère buissonnant de la lignée humaine 1) Émergence de la lignée Australopthèque afarensis Autres espèces: amensis ; robustus etc Début –6Ma Lucy –4Ma

les étapes de l’hominisation : = les genres de la lignée humaine compléter le tableau comparatif limité aux espèces notées dans le BO arriver à déterminer les caractères qu’ils ont en commun et qui permettent de définir la lignée humaine : les critères d’appartenance à la lignée humaine sont les caractères liés à la station bipède, au développement du volume crânien, à la régression de la face et aux traces fossiles d’une activité culturelle. donc on admet que tout fossile possèdant au moins un caractère dérivé anatomique associé ou non aux traces fossiles culturelles appartient à la lignée humaine

genre Extension temporelle Répartition géographique taille Volume cranien cm3 outils rites Larynx Langage articulé Australo pithècus -4 Ma à –1Ma Afrique(E) 1.20m 400 Non connus _ ? HOMO habilis -2.5 à –1.3Ma 1.30m 600 à 700 Galets aménagés - erectus -1.6 à -0.2 Ma Afrique, Asie Europe 1.60m 850 à 1250 biface Utilise le feu Oui sapiens Néander thalensis -200 000 -100 000 ans à 1.70m 1600 Outils de + en + spécialisés Rites funéraires à actuel Partout Asie ,Afrique, Europe, Amériques,etc 1400 et petits Rites funéraire art oui

Homo s. neanderthalensis Schéma simplifié: Homo sapiens Homo habilis Homo erectus Homo s. neanderthalensis Australopithecus Pan 1 MA 30 000 100 000 2,5 MA 4 MA 7 MA 10 MA 1,6 MA 1,9 MA 300 000

Lignée buissonnante? Nombreux fossiles découverts dans de nombreux sites de l’est africain (car des conditions exceptionnels de conservation Donc un foisonnement d’espèces +ancien fossile= le genre australopithèque Plusieurs espèces cohabitent temporellement et géographiquement Certains groupes apparaissent, d’autres disparaissent On peut établir des rapports phylogénétiques entre eux De fréquentes divergences se sont produites et donnent un caractère buissonnant à la lign ée humaine

C) Des outils et activités artistiques Une activité sociale et culturelle Tous les hominidés ont une activité sociale et culturelle (cf chimp et bonobo) et une organisation en communauté avec des relations complexes Dominer, apaiser, jouer,imiter, manipuler, usage d’outils, transmission technique parent/enfant Toutefois progression technique, invention de l’art, manifestation de la connaissance de soi et de la mort font partis de caractères dérivés de l’espèce humaine.

Origine de la lignée humaine

Origine de l’homme moderne? -modification génétique: raccourcissement de l’os du bassin, modification d’un gène régulateur de développement de cet os Retard de la maturité sexuelle, mutation d’un gène de développement, + de croissance, + d’apprentissage, +de taille, +developpement du crâne -spéciation par isolement d’un sous groupe: L’acquisition de la bipédie a constitué un avantage sélectif par rapport aux grands singes africains lors de la formation du rift africain (théorie de singes de l’est remise en cause)

données de la génétique : toujours les même gènes , les mêmes allèles mais avec des fréquences différentes , +différences marquées , +les populations sont éloignées géographiquement . cf doc Langaney toutes les populations humaines actuelles ont les mêmes gènes avec les mêmes allèles mais avec des fréquences différentes

A partir de l’Afrique orientale une population de quelques dizaines de milliers d’individus s’isole génétiquement Homo sapiens apparaît en Afrique ou au Proche Orient il y a -100 000 ou -200 000 ans colonise , remplace Homo erectus et colonise la planète.

Evolution buissonnante de la lignée humaine (version simplifiée) H.Sapiens Chimpanzé H.Néanderthalensis Art/peintures H.Floresiensis H.Erectus H.Habilis Culte des morts Réduction de la face Australopithèque Volume crânien élevé/maitrise du feu/langage 1es outils taillés Toumaï Orrorin tugenensis Innovations évolutives Innovations évolutives non connues ?? Ancêtre commun (7/8 Ma) Bipédie franche/Modification squelettique Evolution buissonnante de la lignée humaine (version simplifiée) Vie sociale/outils Données moléculaires

Chap4 « un regard sur l’évolution humaine » = une application des chap123 thèmeIA sujet Ex du cours Notion de génétique conséquences génétique Modification de l’os du bassin Modification d’un gène architecte contrôlant la croissance du bassin Bassin court, bipédie Maturité sexuelle Mutation d’un gène architecte Retard de l’expression, croissance et apprentissage Gène HAR1 Mutation ou temps d’expression + gd volume cérébrale 2n=48, 2n=46, inversion..; Kr fusion/inv/délétion Modification du caryotype environnement Taille Influence de l’alimentation (protides animales) Augmentation de la taille Sélection Bipédie et autres gènes cités ci dessus Avantage sélectif d’un caractère Dérive génétique Données génétiques des populations des Hss Même espèce ,freq alléliques différentes