Chapitre 2 : LA LIGNEE HUMAINE I. LA PLACE DE L HOMME DANS LE REGNE ANIMAL A. Les groupes et les parentés de l Homme Activité 1 : s I à partir des doc p38 et 39 du livre Compléter le tableau suivant à partir de vos connaissances et des docs. L homme est un EUCARYOTE Caractères à l état dérivé partagés = innovations évolutives Composition cellulaire avec vrai noyau. Avec tous sauf les bactéries Epoque d apparition au cours de l histoire de la vie -1.2Ga VERTEBRE TETRAPODE Présence de vertèbres Oiseaux - Poissons Reptiles -Amphibiens - Mammifères. membres pairs possédants des doigts Mammifère, reptile, oiseaux, amphibiens. -530 Ma -390Ma L embryon se développe -340Ma dans une poche remplie de AMNIOTE liquide et délimité par l amnios. Mammifères Reptiles Oiseaux. MAMMIFERE Poils, allaitement, placenta -220Ma PRIMATE Ongles et pouce opposable -65Ma Cerveau plus développé HOMINOIDE Disparition de la queue -23Ma Groupe des Gorilles, -10Ma HOMINIDE chimpanzés, bonobos, les plus proches parents de l Homme. HOMININE Hommes actuels et fossiles. -4Ma
B. La parenté Homme-chimpanzé Les plus proches parents de l Homme sont actuellement le chimpanzé et le bonobo. La comparaison de différentes caractéristiques le montre : Certaines caractéristiques morphologiques et anatomiques (celles des primates et des hominoïdes). Voir tableau Les caractéristiques chromosomiques : les caryotypes (s I à partir des docs p 40) Le caryotype humain (23 paires de chromosomes = 46) se distingue de celui du chimpanzé (24 paires = 48). On peut faire l hypothèse d une fusion de 2 chromosomes restés distincts chez le chimpanzé pour constituer le chromosome 2 humain. La comparaison montre 13 paires de chromosomes identiques chez les 2 espèces. Les autres paires diffèrent par : des inversions de fragments ou addition partielle. Des remaniements plus complexes s observent pour le chromosome 9. La forte ressemblance des caryotypes confirme la proche parenté de l Homme et du chimpanzé. Les différences sont le résultat de l évolution génétique des 2 lignées à partir de leur ancêtre commun. (Caryotype humain : 46 chromosomes (2n = 46) Caryotype du chimpanzé : 48 chromosomes (2n = 48) La comparaison des chromosomes homologues montre des différences : Fusion de 2 chromosomes de chimpanzé donne le chromosome 2 humain. Neuf inversions péricentriques ( chrom. 4, 5, 9, 12, 15, 17 et 18) 3 additions de matériel chromosomique : chromosome 1 de l homme et chromosomes 13 et 18 du chimpanzé. Les caractéristiques moléculaires (voir TP2) : molécules et gènes homologues Les comparaisons de séquences homologues d ADN ou de protéines chez l Homme et le chimpanzé montre une grande ressemblance entre les 2 espèces. moins de 2 % de différences dans le génôme). (la divergence entre les molécules homologues d un Homme et d un chimpanzé est 2.5 fois plus grande que la divergence constatée au sein de l espèce humaine). Ce patrimoine génétique a été hérité d un ancêtre commun récent. Les différences sont liées aux évolutions divergentes des lignées. Les caractéristiques comportementales. Docs P44 et p45 Les chimpanzés ont une organisation sociale, utilisent des outils rudimentaires et des phases d apprentissage existent au cours de l enfance. doc3 p45 : Portrait robot des caractéristiques culturelles et comportementales de l ancêtre commun à l homme et au chimpanzé doc3 p45 Homme et chimpanzé possèdent donc un ancêtre commun exclusif récent. Cet ancêtre devait posséder l ensemble des caractères partagés par les hommes et les chimpanzés.
Ces caractères sont apparus successivement à différentes périodes de l histoire de la vie. Comment dater ces apparitions? La recherche des âges approximatifs des plus anciens fossiles connus dans chacune des clades auxquelles l homme appartient permet de dater approximativement les apparitions de caractère dérivé. II.LES CRITERES D APPARTENANCE A LA LIGNEE HUMAINE Activité : Travail de comparaison homme chimpanzé qui nous permettra également de dégager les caractères morpho - anatomiques partagés par les deux espèces et donc déjà présents chez l ancêtre commun. On appelle lignée humaine toute l histoire évolutive des homininés à partir du plus récent ancêtre commun au chimpanzé et à l homme. Les caractéristiques propres de l homme par rapport aux autres hominidés sont des innovations, des états dérivés de caractères à partir de l ancêtre commun au chimpanzé apparus uniquement dans la lignée humaine. Les critères d appartenance à la lignée humaine sont les caractères liés à la station bipède (squelette), au développement du volume crânien, à la régression de la face et aux traces d activités culturelles. On admet ainsi que tout fossile présentant au moins un de ces caractères dérivés propres à l homme actuel appartient à la lignée humaine. Quels fossiles a-t-on retrouvés? Quels sont leurs caractères? Comment permettent-ils de reconstituer peu à peu l histoire de la lignée humaine? III. LES HOMININES ET LE CARACTERES BUISONNANT DE LA LIGNEE HUMAINE TP3 : Les représentants de la lignée humaine (s I à partir de documents, Ra) Les homininés sont actuellement représentés par une seule espèce : Homo sapiens. Mais plusieurs espèces d homininés ont vécu entre 6 millions d années et 100 000ans, époque où apparaissent les premiers Homo sapiens. Ils appartiennent à 2 genres : Australopithèques et Homo. A. Deux genres et des espèces variées 1) Les australopithèques, premiers représentants de la L.H. : Epoque :- 4 à -1 Ma Ils forment un groupe assez diversifié (7 espèces) qui serait un rameau de la L.H. détaché assez tôt de celui des Homo.
- acquisition de la bipédie : bassin court et évasé, colonne vertébrale, et enfin forme et position des fémurs sont caractéristique d individus bipèdes. - caractères primitifs : faible capacité crânienne (500 cm 3 ) et une face longue et oblique. Localisation : Afrique Cela peut s expliquer par l origine africaine de la L.H. ou par les conditions de fossilisation exceptionnelles de la vallée du Rift Africain. 2) Les premiers hommes : - 2,5 Ma à nos jours Comme les derniers australopithèques ne disparaissent que vers 1Ma, il faut admettre que les premiers hommes ont longtemps cohabité en Afrique avec certaines espèces genre Homo. a) L émergence du genre Homo : Homo habilis Epoque : -2.5 à -1,3 Ma - accroissement important de la capacité crânienne (700 cm 3 environ) et réduction de la face. - bipédie permanente et efficace - conservation néanmoins de caractères ancestraux. Caractéristiques culturelles : utilisation systématique d outils en pierre (choppers, chopping-tool ) Localisation : Afrique de l Est Cohabitation avec les Australopithèques et une nouvelle espèce : H. erectus b) Homo erectus, premier homme à quitter le berceau africain Epoque : -1,8 à - 0,3 Ma (adolescent de Turkana : -1,6 Ma) taille beaucoup plus importante (jusqu à 1m70), longues jambes, bassin court et étroit, caractères correspondant à une anatomie de coureur : bipédie parfaite. capacité crânienne augmentée : de 800 à 1200 cm 3, réduction de la face et des mâchoires. Caractéristiques culturelles : construction de campements nouvelles techniques de taille de pierre : outils et armes taillés sur 2 faces, bifaces (industrie acheuléenne, dès 1,6 Ma) domestication du feu vers 1 Ma Localisation : Après avoir colonisé l Afrique entière, Homo erectus va migrer vers les autres continents : 1 ère vague migratoire vers le Proche Orient et l Asie vers 1 Ma. Exemples : en Chine, l homme de Pékin ou sinanthrope et sur les îles de la Sonde (homme de Java).
2 ème vague migratoire vers le Moyen Orient, puis vers l Europe jusqu à 700 000 ans. Le plus ancien «français» a été découvert à Tautavel 450 000ans. Remarque : aucun fossile âgé de plus de 700 000 ans n a été découvert à ce jour en Europe. Ceci montre qu il y a eu des voies de migrations préférentielles : axe Afrique-Asie puis axe Afrique-Asie-Europe. Ainsi, Homo erectus a cohabité en Afrique avec les Australopithèques jusqu à 1 Ma et avec Homo habilis jusqu à 1,3 Ma. c) Néandertaliens et Hommes modernes succèdent à l homo erectus On sait que pendant près de 50 000 ans, deux types humains nouveaux vont cohabiter notamment en Europe : les hommes de Néandertal (Homo sapiens néandertalis ou Homo neandertalensis) et les hommes modernes (Homo sapiens sapiens) ou homme de Cromagnon seule espèce d homme présente aujourd hui. Epoque : Homo neandertalensis de 0,1 à 0,03 Homo sapiens de 0,1 à l actuel Ces caractéristiques propres à l Homme de Neandertal permettent d affirmer qu il s agit d une espèce différente de l homme moderne : - aspect trapu du corps (adaptation aux climats froids) - crâne étiré vers l arrière - absence de menton - bourrelets sus-orbitaux marqués On remarque que la capacité crânienne est encore plus grande que celle de Homo erectus et elle est comparable chez les 2 espèces d Homo sapiens : environ 1500 cm 3 (Homo neandertalensis un peu plus importante, 1500 à 1600cm 3 et Homo sapiens, 1400 à 1500cm 3 ), maîtrise du langage. Caractéristiques culturelles : - outils en pierre et os élaborés - rites funéraires - maîtrise du feu Les hommes modernes qui subsistent seuls après 30 000 ans, sont les premiers artistes du paléolithique supérieur (sculptures, gravures, peintures pariétales). L homme de Neandertal trouvé en Europe semble provenir de l évolution de populations isolées, à cause de glaciations, d Homo erectus ayant colonisé l Europe. Les hommes modernes ont colonisé l ensemble de la planète. B. La lignée humaine, une histoire évolutive buissonnante - On a longtemps pensé que l histoire évolutive des Homininés était linéaire car actuellement, l Homo sapiens est la seule espèce existante (on pensait qu il en était de
même pour les Homininés fossiles). Or, l étude des Homininés fossiles démontre que plusieurs espèces ont coexisté, ce qui démontre le caractère buissonnant de la lignée humaine. 2 radiations évolutives semblent avoir eu lieu : une première chez les Australopithèques, une seconde chez les Homo. Dans ce buissonnement, il est très difficile de désigner telle ou telle espèce comme ancêtre de l Homo sapiens. - Les caractéristiques morpho-anatomiques qui différencient l Homme actuel des autres Hominindés se sont mis en place indépendamment les uns des autres depuis 6 Ma. Les caractères n on pas évolués à la même vitesse, ni au même moment pour les espèces qui coexistent : l évolution des caractères ne s est pas faite de manière linéaire et régulière. Cependant, l évolution des caractères au sein de la lignée humaine se manifeste par : stabilisation de posture érigée et de la bipédie, une augmentation de la capacité crânienne, une réduction et un redressement de la face, une diminution des reliefs osseux, un développement des industries et autres manifestations culturelles. C. Origine des Hommes modernes : Homo sapiens sapiens Toutes les populations humaines actuelles appartiennent à la même espèce. On admet actuellement une origine africaine unique à l homme moderne : c est un modèle dit du «remplacement» (out of africa). La population ancestrale n aurait compté que quelques dizaines de milliers d individus. Homo sapiens serait une nouvelle espèce apparue en Afrique (ou au Proche Orient), il y a 100.000 à 200.000 ans et aurait colonisé tous les continents en remplaçant Homo erectus. Voir livre p.69 Les hommes de Cro-Magnon auraient envahi l Europe occidentale vers - 40.000 ans. Les arguments en faveur de ce modèle sont basés sur l analyse de séquences de gènes et sur la diversité allélique des populations. L étude des séquences d ADN permet d établir un lien de parenté plus ou moins étroit entre des populations différentes. Toutes les populations actuelles partagent les mêmes allèles, mais avec des fréquences différentes : il n y a donc pas d allèles particuliers caractéristiques d une population. Les différences de fréquences des allèles d un gène entre des populations humaines actuelles ont pour origine la distance géographique. Cela est dû au fait que lorsqu un groupe d individu migre et s isole à partir d une population initiale, il n emporte qu une partie du patrimoine génétique de cette population. Ensuite les deux pools génétiques évoluent indépendamment (pool génétique = ensemble des gènes et de leurs différents allèles d une population). De plus, la diversité allélique tend à augmenter avec le temps, or on a constaté que c est dans les populations africaines que l on trouve la plus grande diversité des allèles : cela confirme l origine africaine de l homme moderne.
Conclusion : De nombreuses interrogations sur structure de L.H. subsistent : Problème de dire qu un fossile appartient à une espèce car en paléontologie l espèce ne peut être soumis au critère d interfécondité. Aléas des fouilles et hasard de conservation de vestiges. Intérêt de regarder arbres phylogénétiques relatifs à lignée humaine avec recul car révisable en fonction des fossiles nouvellement découverts. Comprendre que science pas figée car débats et incertitudes concernant identification et classification des différents fossiles d homininés très nombreux!!!