Activité 13 La place de l'homme parmi les Primates

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1 Activité 13 La place de l'homme parmi les Primates A. Utilisation de données anatomiques 1. Qu est-ce qu un arbre phylogénétique? nœud Myxine L arbre phylogénétique est une figure qui traduit les relations de parenté entre les êtres vivants actuels ou fossiles. Chien 1 Un nœud correspond à la population des derniers ancêtres communs (hypothétiques) à partir de laquelle ont émergé 2 innovation 2 groupes différant par leurs caractéristiques. évolutive Sardine Une innovation évolutive est constituée par l'apparition d'un branche caractère, ou une modification significative d'un caractère. Celle-ci s'est produite dans une population, qui l a transmise à ses descendants. Exemples : apparition de vertèbres ; duplication du gène de l'opsine rouge et mutations dans un des exemplaires modifiant les propriétés de la protéine codée, créant ainsi l'opsine verte. L état qui préexistait à l'apparition d'une innovation évolutive est qualifié d ancestral (ou primitif), le nouvel état est qualifié de dérivé (ou évolué). La possession en commun de l'état dérivé d'un caractère permet de regrouper les espèces qui présentent cet état dérivé sur une même branche de l'arbre ; en effet ces espèces sont toutes issues de l'espèce chez qui ce caractère est apparu, et partagent donc entre elles un ancêtre commun plus récent que le dernier ancêtre commun qu'elles partagent avec les espèces présentant l'état ancestral du caractère. Ici, pour le caractère «vertèbre», l état ancestral est l'absence de vertèbres (chez la Myxine, le caractère est resté à l'état ancestral : la Myxine a un crâne mais pas de vertèbres), et l état dérivé est la présence de vertèbres. La possession en commun de l'état dérivé "présence de vertèbres" permet d'affirmer que la sardine et le chien ont un ancêtre commun plus récent (n 2) que leur dernier ancêtre commun avec la myxine (n 1), et donc de les rapprocher sur une même branche de l'arbre. Remarque : la Myxine a continué à évoluer de son côté; il serait absurde de prétendre qu'elle est l'ancêtre des Vertébrés. D'autres innovations évolutives sont apparues dans le groupe de la Myxine, qui présente donc l'état dérivé d'autres caractères que celui considéré ici; l'évolution ne va pas dans une seule direction. 2. Construction de l'arbre phylogénétique des Primates a. Lancer le logiciel Phylogène et ouvrir la collection «archontes». Construire une matrice en sélectionnant les organismes suivants : Bonobo, Chimpanzé, Gorille, Homme, Maki, Macaque, Orang-outan, Saki, Tarsier, Toupaïe, et tous les attributs proposés. Compléter la matrice de caractères en cliquant sur chaque case vide et en choisissant la bonne réponse à l aide des informations fournies. Vérifier la matrice complétée. La polariser. Appeler le professeur pour vérification avant d'imprimer la matrice. b. Construire l arbre phylogénétique. Appeler le professeur pour vérification. Après avoir recopié l'arbre, placer dessus les différentes innovations évolutives. c. Le groupe constitué par le Bonobo, le Chimpanzé, l Homme, le Gorille et l Orang-Outan (et quelques autres) est le groupe des Hominoïdes. Trouver un caractère dérivé partagé par ces Hominoïdes. Les caractères anatomiques utilisés sont-ils suffisants pour construire l arbre des Hominoïdes? (N.B. Le groupe constitué par l Homme, le Chimpanzé, le Bonobo et le Gorille est le groupe des Hominidés.) B. Utilisation de données moléculaires pour préciser les liens de parenté au sein des Hominoïdes Ouvrir sous le logiciel Phylogène le tableau de séquences concernant la molécule COX2_Primates (cytochrome oxydase, sous-unité 2, une enzyme intervenant dans la respiration cellulaire). Cliquer sur Arbre. Pour prendre en compte dans l arbre le Bonobo, le Gorille, l Homme, l'orang-outan, le Chimpanzé et le Tarsier (= extragroupe ici), cliquer sur leur nom (les noms passent alors du bleu au noir). Recopier l arbre obtenu. Afficher les arbres des Hominoïdes obtenus en utilisant les molécules suivantes : globine epsilon, puis globine gamma, et les recopier. Attention, il ne s'agit pas exactement d'arbres phylogénétiques (on parle plutôt d'arbres "phénétiques"). Pour construire ces arbres et les relations de parentés, que prend en compte le logiciel? (Il est possible de cliquer sur Matrice pour s en rappeler.) Pourquoi les arbres obtenus sont-ils différents? Lequel retenir comme étant le plus valable?

2 Activité 14 - Comparaison entre le Chimpanzé et quelques Hominines Complèter le tableau suivant à l aide des échantillons, logiciel Hominines, et documents fournis. Caractères Chimpanzé Homo sapiens actuel Forme de la colonne vertébrale Os iliaque (point d attache des muscles fessiers ; maintien du tronc) Bassin Filière génitale Taille relative des membres antérieurs et postérieurs Fémur (épaisseur relative, inclinaison) Membres Tibia Pied Capacité crânienne en cm3 Bourrelets sus-orbitaires Mâchoire (forme de l'arcade dentaire) Crâne Canines Angle facial Position du trou occipital (rapport Q'F/Q'V) Rapport hauteur/longueur Dimorphisme sexuel Activités culturelles Numéroter ensuite ces critères en 4 grandes catégories numérotées Cat.

3 Homo sapiens fossile Homo neandertalensis Homo erectus Australophithecus boisei

4 Empreinte de pied de l'homme et du Chimpanzé Empreinte de pied de l'homme et du Chimpanzé

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