Evolution des espèces et unité du vivant. Plan

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1 Evolution des espèces et unité du vivant 1 «J ai pris le parti de l anthropomorphisme le plus simpliste. Parce que je suis convaincu que, de toute façon, on n y échappe pas. Nous avons la logique et le langage d une époque donnée, la nôtre. Aux esprits qui viendront après nous, nous paraîtrons inévitablement de naïfs anthropomorphes Autant l accepter.» Hubert Reeves Patience dans l azur éditions du Seuil, Paris, 1981 (page 20). Plan 1- Rappels page 2 2- Notion d'espèce page 2 3- Quand et comment s individualise une espèce? page Quand. Ce que nous apprennent les limites de l interfécondité page Quand. Exemple de l humain et du chimpanzé page Quand. Ce que nous apprend l exemple de Culex molestus page Comment. Page 6

2 1- Rappels 2 Tous les Êtres Vivants ont les points communs suivants qui les caractérisent : - ils produisent de l énergie (en se nourrissant et en respirant) ; - ils peuvent (éventuellement) se reproduire. Remarque : les choses non vivantes et qui ne l'ont jamais été sont dites inertes ; les choses non vivantes mais qui l'ont été sont dites mortes. Remarque : il ne faut pas confondre être vivant ET être Humain. Tous les Etres Humains sont des Etres Vivants, mais tous les Etres Vivants ne sont pas des Humains (un peuplier est un Etre Vivant et ce n'est pas un Etre Humain ; un bacille tétanique, un moustique sont des êtres vivants et ne sont pas des êtres humains). 2- Notion d'espèce : Les Etres Vivants peuvent être groupés en catégories. L une de ces catégories est l espèce. Une espèce regroupe les Etres Vivants ayant des caractéristiques communes, qui sont interféconds et dont les descendants sont à leur tour interféconds. Remarques : Les Etres Humains actuels appartiennent tous à la même espèce : Homo sapiens. Il y a deux catégories d'humains : les Hommes et les Femmes. Interfécond : dont le mâle et la femelle peuvent donner naissance à de nouveaux individus. 3- Quand et comment s individualise une espèce? Il n est pas facile de répondre à ces questions car cette individualisation n est observable dans le temps d une histoire humaine que très exceptionnellement Quand Ce que nous apprennent les limites de l interfécondité. - Le tigre d Asie (espèce Panthera tigris) et le lion d Afrique (espèce Panthera leo) sont interféconds et quelquefois leur descendance (tigron, ligre) peut l être. Ces deux espèces ont le même caryotype (38), mais leurs rencontres n ont lieu que parce que les êtres humains les ont provoquées (par exemple dans les zoos). Ces deux espèces ne se sont individualisées qu il y a très peu de temps. Un tigron Un ligre (images Wikipedia) :

3 - Le cheval (espèce Equus caballus) et l âne (espèce Equus asinus) sont interféconds mais leur descendance ne l est pas. Les mules et mulets, résultats du croisement entre un âne ( ) et une jument ( ) ne peuvent pas se reproduire à leur tour. Les bardots, résultats du croisement entre un cheval ( ) et une ânesse ( ) ne peuvent pas se reproduire à leur tour. Cela est dû à un caryotype des mulets et bardots (63) intermédiaire entre celui de l âne (62) et du cheval (64). Le nombre impair de chromosomes ne permet pas une fabrication correcte des gamètes. Ces deux espèces se sont individualisées il y a assez longtemps. Mule Bardot (images Wikipedia) Ce que nous apprennent les exemples des humains et des chimpanzés. Prenons l exemple des Humains actuels (appartenant tous à l espèce Homo sapiens) et des deux espèces de Chimpanzés actuelles (espèces Pan troglodytes et espèce Pan paniscus)(si proches que longtemps confondues en une seule espèce). Le caryotype humain est 46, celui de ces chimpanzés est 48. En observant minutieusement ces caryotypes on constate que la fusion de 2 chromosomes du chimpanzé réalisent le chromosome n 2 de l Humain. En étudiant leurs gènes respectifs, on constate qu ils se correspondent à ~98,5%. C'est-à-dire qu il n y a que ~1,5 % de gènes qui soient différents entre ces deux espèces. Par comparaison, nous avons ~97% de nos gènes en commun avec l Orang-outan ; 80% de nos gènes en commun avec la Souris ; 40% avec la Levure de boulangerie Dans le monde actuel, l espèce humaine a comme cousine la plus proche l espèce chimpanzée. Qu est ce que ces 1,5% de différences dans les gènes entraînent comme différences de caractéristiques entre les deux espèces? Beaucoup, et des différences essentielles.

4 Parmi elles : 4 - l Humain «marche debout», il a une station verticale et une bipédie permanente, pas le chimpanzé. Squelette de Chimpanzé (ses bras touchent le sol, son trou occipital (reliant le crâne à la colonne vertébrale) est ramené vers l arrière). Squelette d Humain (le trou occipital, la colonne vertébrale et les jambes sont dans le même axe, les bras équilibrent la marche). - L Humain a un langage articulé grâce à un larynx mieux placé que celui du chimpanzé : coupe d une tête humaine coupe d une tête chimpanzée (image (modifiée) extraite de SVT 3 e, éditions Magnard, 2008, page 103) Remarquez que ces deux schémas ne sont pas représentés à la même échelle, car ils suggèrent que le cerveau du chimpanzé est aussi volumineux que celui de l être humain, ce qui n est pas la réalité.

5 - L Humain a un cerveau plus développé que celui du chimpanzé. 5 Ci après des radiographies du crâne à la même échelle. En bleu le tracé du cerveau. Outre cela et la position du trou occipital, on notera le développement important des arcades sourcilières chez le chimpanzé, ainsi qu une mâchoire inférieure et une dentition différentes. (image (modifiée) extraite de Sciences de la Vie et de la Terre 3 e, éditions Bréal, 2008, page 109) On remarquera la face allongée et penchée du chimpanzé, l absence de front chez lui, sa machoire inférieure très développée, son bourrelet sus-orbitaire (au dessus de l orbite de l œil. Revenons à la question posée avant de considérer quelques différences entre humains et chimpanzés actuels : quand ce sont individualisées ces deux espèces actuelles? C est l étude des fossiles qui va permettre d y répondre, provisoirement. En attendant que de nouveaux fossiles soient découverts le plus ancien ancêtre commun aux deux espèces existait avant il y a entre 7 millions d années, probablement en Afrique. Fossile : reste ou empreinte d être vivant conservé dans une roche. Avant car dans la région qu on appelle aujourd hui le Tchad on a trouvé un fossile qui est déjà avec des caractéristiques humaines. Ci-dessous le crâne de l hominine 1 de Toumaï (Tchad) appelé du nom d espèce Sahelanthropus tchadensis. L'âge de ce fossile est estimé à environ 7 millions d'années. On observe sur ce crâne un trou occipital en position avancée vers la mâchoire compatible avec une locomotion bipède, et une face plutôt verticale qui, selon ceux qui ont examiné ce crâne, permettent de positionner ce fossile dans la lignée humaine. (Moulage du crâne non-reconstruit de Sahelanthropus tchadensis, exemplaire du Laboratoire d Anthropologie Moléculaire et Imagerie de Synthèse de Toulouse, auteur Didier Descouens, 2010, in Wikipedia) Entre -7 Millions d années (Ma) et aujourd hui, beaucoup d espèces d hominines, d homininés, d hominidés se sont succédées.

6 6 Une classification des cousinages des humains d après Guillaume Lecointre et Hervé Le Guyader Hominoïdes Exemples : Gibbons ; Orang-Outan ; Gorilles ; Chimpanzés ; humains Hylobatoïdés Exemple : Gibbon Hominoïdés Exemples : Orang-Outan ; Gorilles ; Chimpanzés ; humains Pongidés Ex. : Orang-Outan Hominidés Exemples : Gorilles ; Chimpanzés ; humains Gorillinés Exemple : Gorilles Homininés Exemples : Chimpanzés ; humains Panines Ex. : Chimpanzés Pan troglodytes & Pan paniscus Hominines Exemple : humains Représentants actuels Homo sapiens Notre espèce Homo sapiens apparaît (autrement dit : les plus anciens fossiles découvert datent de) il y a ~ ans en Afrique, l être humain étant migrateur il a depuis colonisé tous les continents (sauf l Antarctique). Les premiers humains (hominines 1 ) apparaissent il y a 7 Ma (Sahelanthropus) puis lui succède il y a 6 Ma (Orrorin tugenensis), puis il y a 4 Ma (Australopithecus afarensis), ensuite il y a 2,5 Ma (Homo habilis), il y a 1 Ma (Homo erectus), il y a ans (Homo neanderthalis). Les plus anciens fossiles d hominidés datent de 13 Millions d années ; les plus anciens fossiles d humanoïdes de 23 Millions d années. Donc à la question «quand» apparaît une espèce, on constate que la réponse n est pas simple pour les humains. Les durées nous dépassent. Je rappelle ce que j explique en classe de 4 ème pour comprendre que les longues durées sortent de nos perceptions : 1 milliard de secondes équivalent à ~32 ans ; 1 millions de secondes équivalent à ~10 jours. Alors quand on remplace les secondes par les années Ce que nous apprend l exemple de Culex molestus. Pour les moustiques, on a une indication en Angleterre. Le métro de Londres a débuté sa construction en Des individus de l espèce Culex pipiens (le moustique commun en Europe) se sont retrouvés dans les tunnels. Ces individus s y sont adaptés et y sont restés en permanence au point que, de nos jours, ils sont devenus incapables de se reproduire avec les Culex pipiens en surface. On a donné le nom de Culex molestus à ce qu il faut bien appeler une nouvelle espèce. Donc une nouvelle espèce de moustique est apparue en moins de 150 ans. Les humains ont donc vu apparaître une nouvelle espèce de moustique, se maintiendra t elle quand le métro cessera d exister?... 1 Attention, l accent n est pas mis et ce n est pas une faute de grammaire! Retenir qu Homininé et Hominine, ce n est pas la même chose! Comme le tableau le montre, les Homininés incluent les Panines (Chimpanzés) et les Hominines (Humains).

7 7 Il faut signaler qu il y a une nouvelle génération de moustiques chaque année, alors qu on a une nouvelle génération d humains tous les ans en moyenne, de nos jours, sans doute qu il y a 2,5 Millions d années, une nouvelle génération survenait tous les ans (on ne devait pas vivre très vieux à cette époque). Culex pipiens 3.2- Comment. D abord il convient de rappeler que tous les individus d une espèce ne sont pas semblables génétiquement. C est une immense diversité qui règne, pas l homogénéité. Reprenons l exemple de l Humain vu en génétique. UN couple d humains, un homme/une femme, peut générer 2 46 programmes génétiques tous différents EN NE TENANT COMPTE QUE DE LA SÉPARATION AU HASARD DES PAIRES DE CHROMOSOMES HOMOLOGUES LORS DE LA FABRICATION DES GAMÈTES ET DE LEUR RÉAPPARIEMENT AU HASARD LORS DE LA FÉCONDATION. 2 46, cela représente plus de de programmes génétiques possibles. Il existe donc dans une population humaine (ou d une autre espèce) des individus possédant des caractéristiques génétiques (et/ou des gènes) que les autres n ont pas. Par exemple l épidémie de Sida a révélé des humains naturellement résistants au VIH. Le cas du moustique Culex molestus nous éclaire. Des individus de l espèce Culex pipiens se retrouvent dans un nouvel environnement (les tunnels du métro). Certains de ces individus portent des gènes qui leur permettent de s adapter à ce nouvel environnement. D une génération à l autre de cette population, avec les mutations génétiques suivantes, une nouvelle espèce apparaît.