Parenté entre les êtres vivants actuels et fossiles – Phylogenèse - Évolution
Connaissances exigibles
1. La reconstitution de l’histoire évolutive des êtres vivants, actuels et fossiles, repose sur la recherche de liens de parenté.
1.1. Les caractéristiques cellulaires et moléculaires des êtres vivants traduisent une origine commune.
1.1.1. La cellule est l’unité d’organisation des organismes vivants.
1.1.2. L’ADN est le support moléculaire de l’information génétique.
Les modalités de sa réplication sont universelles.Les protéines sont le résultat de l’expression des gènes selon un code génétique universel.
1.2. La recherche d’une parenté entre espèces ne prend en compte que des caractères homologues.
1.2.1. L’homologie de structures prises chez des organismes différents se définit :
par une même organisation et par les mêmes connexions avec les structures voisines ;par une même origine embryologique et génétique ;indépendamment des fonctions assurées par ces structures.
1.2.2 Chez les vertébrés, la recherche de parenté s’appuie sur des caractères embryologiques, anatomiques et moléculaires.
1.2.2.1. A l’échelle macroscopique on utilise des caractères embryologiques et anatomiques qui présentent un état ancestral et un état dérivé.
Au cours de l’évolution des êtres vivants, les caractères les plus primitifs sont apparus le plus anciennement : ce sont les caractères ancestraux.Des innovations ont fait évoluer ces caractères qui sont dans un état dérivé.Seul le partage d’états dérivés des caractères témoigne d’une étroite parenté.
1.2.2.2. A l’échelle moléculaire on utilise les séquences des gènes et des protéines.
Les similitudes entre les séquences de molécules de deux ou plusieurs espèces témoignent de leur homologie.Ces molécules dérivent d’une molécule possédée par un ancêtre commun.Les différences entre les molécules de deux espèces sont d’autant moins nombreuses que leur degré de parenté est élevé.
1.2.3. Les arbres phylogénétiques traduisent les liens de parenté entre les êtres vivants.
1.2.3.1. Dans un arbre phylogénétique les organismes les plus étroitement apparentés ont un ancêtre commun que ne possèdent pas les autres organismes.1.2.3.2. Les formes ancestrales communes sont définies par les caractères dérivés partagés par les espèces qui en sont issues.
Les formes ancestrales communes situées aux nœuds des arbres sont donc hypothétiques.Elles ne correspondent pas à des espèces fossiles précises.
Une espèce fossile ne peut être considérée comme la forme ancestrale à partir de laquelle se sont différenciées les espèces actuelles.
1.3. Des caractères apparus successivement permettent de définir la place de l’homme dans le règne animal actuel.
1.3.1. L’homme partage de nombreux caractères dérivés avec d’autres êtres vivants.
Ses cellules sont compartimentées et ses chromosomes sont contenus dans un noyau : c’est un eucaryote.Son système nerveux central est dorsal et en partie protégé par des vertèbres : c’est un vertébré.Il possède quatre membres
terminés par des doigts et respire par des poumons : c’est un tétrapode.Son embryon est protégé de la déshydratation par une poche contenant du liquide amniotique : c’est un amniote.Sa peau est en partie couverte de poils et les petits sont allaités : c’est un mammifère.Il possède des mains au pouce opposable et ses doigts possèdent des ongles plats : c’est un primate.
1.3.2. Parmi les primates, l’homme est proche des grands singes.
Les hominoïdes sont des primates dépourvus de queue ; les vertèbres caudales atrophiées et soudées forment le coccyx.Les hominidés comprennent le gorille, les chimpanzés et l’homme.Les homininés présentent une bipédie permanente.L’homme est le seul homininé actuel.Sa face est aplatie et son volume crânien est important.
2. l’évolution de la lignée humaine est marquée par la coexistence de plusieurs espèces fossiles à certaines périodes : c’est une évolution buissonnante.
2.1. Les critères d’appartenance à la lignée humaine sont des caractères anatomiques et des traces d’activités culturelles.Des caractères du squelette traduisent la réalisation d’une bipédie permanente.Des réalisations techniques et culturelles témoignent du développement cérébral.
Le volume crânien est généralement supérieur à celui des autres hominidés.La face est généralement plus aplatie que celle des autres hominidés.
2.2. La lignée humaine et celle des chimpanzés partagent l’ancêtre commun le plus récent.
La divergence à partir de cet ancêtre est estimée entre 10 et 7 millions d’années.
2.3. Les espèces fossiles de la lignée humaine sont réparties en deux genres : Australopithecus et Homo.
2.3.1 Les australopithèques ont acquis une bipédie permanente.
Les plus anciens restes fossiles découverts sont datés à –4 millions d’années : ils appartiennent à l’espèce
Australopithecus anamensisLes plus récents sont datés à –1 million d’années : Australopithecus robustusIls ont été retrouvés en Afrique.
2.3.2. Le genre Homo, très diversifié, est caractérisé par une augmentation progressive de la capacité crânienne et une régression de la face.
2.3.2.1. L’espèce la plus ancienne est Homo habilis.
Le représentant le plus ancien est daté à – 2,5 Ma, il est contemporain des australopithèques. Les fossiles identifiés avec certitude sont tous africains.
2.3.2.2. Homo erectus forme un groupe diversifié.
Le représentant le plus ancien est africain, daté à – 1,6 Ma, il est contemporain des derniers australopithèques et d’Homo habilis.Des fossiles plus récents montrent qu’ils ont colonisé le Moyen-Orient, l’Asie et l’Europe.
2.3.2.3. Homo neandertalensis serait issu d’une population d’Homo erectus ayant colonisé l’Europe.
2.3.2.4. L’homme moderne, Homo sapiens, est la seule espèce du genre Homo.
Les plus anciens fossiles sont datés de cent mille à deux cent mille ans et sont donc contemporains d’Homo erectus et d’Homo neandertalensisHomo sapiens est apparu en Afrique ou au Proche-Orient et a colonisé tous les continents.Il demeure la seule espèce humaine après la disparition d’Homo erectus et Homo neandertalensis
3. L’étude des fréquences alléliques dans les populations humaines actuelles donne des informations sur l’origine d’Homo sapiens.
Les migrations se font à partir d’un petit nombre d’individus qui ne représentent qu’une partie de la diversité allélique de la population initiale.Les migrations entraînent donc des différences de fréquence allélique entre les
populations.La diversité allélique entre les populations apparaît corrélée à la distance géographique qui les sépare.On trouve la plus grande diversité allélique dans les populations africaines.Cela fonde l’hypothèse d’une origine africaine d’Homo sapiens.
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•COMPLEMENT A CE REFERENTIEL (fait partie d'un autre référentiel de terminale) : B) Les innovations génétiques son à l'origine de l'évolution des espèces
1) Les innovations génétiques (càd. les mutations) peuvent être favorables, défavorables ou neutres pour la survie de l'espèce.
2)Les mutations participent au prcessus de l'évolution seulement si elles affectent les cellules germinales d'un individu.
a) Les mutations qui confèrent un avantage sélectif aux individus qui en sont porteurs, ont une plus grande probabilité de se répandre dans la popultation.
b) Certaines mutations qui, pourtant, ne confèrent aucun avantage sélectif particulier peuvent aussi se répandre dans la population : ce sont des mutations neutres.
