SVT, Tale S, 2006-2007 1/2

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TThhèèmmee 11

1. problème

1.1 : Rappeler le problème à résoudre. L’Homme (Homo sapiens) fait partie de l’ordre des primates

2. les primates au sein du monde vivant * Les primates sont des eucaryotes (1,2 GA*), des vertébrés (500 MA, présence d’un squelette interne), des tétrapodes (365 MA, 4 membres chiridiens), des amniotes (340 MA, embryon se développant dans une cavité amniotique), des mammifères (220 MA, poils, glandes mammaires et placenta). On dispose d’une matrice de caractères pour plusieurs membres de l’ordre des primates, et du chat (qui est un mammifère, mais pas un primate) (les états dérivés des caractères sont identifiés une fois dans le tableau, par le sigle : *).

caractère Etat ancestral Etat dérivé

Narines

Orbites

Pouces

Queue

Rhinarium

Ongles / Griffes

2.1 : Compléter le tableau des états ancestraux et dérivés des caractères. 2.2 : Quel(s) état(s) dérivé(s) caractérise(nt) les primates ? 2.3 : Question 1 page 39

3. analyses moléculaires et phylogénies au sein des primates [Phylogène] Le document 4 page 39 présente les résultats d’une analyse moléculaire, menée en étudiant l’hybridation entre des fragments d’ADN de différentes espèces de primates. Cette étude permet de déduire la pourcentage de différence entre ces séquences nucléotidiques. 3.1 : Question 3 page 39

Cette expérience permet donc de poser une hypothèse : l’Homme, le Gorille et le Chimpanzé sont étroitement apparentés (formant ensemble le groupe des hominidés). Afin de tester cette hypothèse (et de l’affiner éventuellement), on se propose de comparer les séquences de quatre gènes chez différentes espèces de primate. On utilise pour cela le logiciel Phylogène. Ouvrir le tableau de molécules Parentes-entre-organismes/Primates/cytochromeC_oxydase2.aln (il s’agit d’une enzyme intervenant dans la respiration, la Cytochrome C oxydase 2) Sélectionner toutes les molécules présentées et demander la matrice : Il s’agit d’un tableau à double entrée indiquant le nombre d’acides aminés différents entre les protéines comparées. 3.2 : Comment qualifier deux protéines dont les séquences sont très proches entre deux espèces ? Et leurs gènes ? 3.3 : Quelles sont les deux protéines les plus proches dans cette comparaison ? 3.4 : Quelle en est la signification d’un point de vue évolutif ? 3.5 : D’après cette comparaison, quel est le primate le plus étroitement apparenté à l’Homme ? Confirmer cette conclusion en demandant au logiciel de tracer l’arbre phylogénétique bâti sur cette comparaison. * GA = milliard d’années ** MA = million d’années

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Tracer de même à l’aide phylogène les arbres phylogénétiques bâtis sur les trois chaînes de l’hémoglobine suivantes : Chaîne béta : globinebeta.aln Chaîne épsilon : globineepsilon.aln Chaîne gamma : globinegamma.aln

3.6 : Indiquer à quelles molécules correspondent les arbres obtenus :

3.7 : Conclure par rapport à l’hypothèse posée à la question 3.1. Peut-on préciser les liens de parentés au sein des hominidés ? On a de plus réalisé le caryotype de l’Homme et du chimpanzé, c'est-à-dire que l’on a extrait les chromosomes métaphasiques de cellules humaines et de chimpanzé afin de les observer. Grâce à une technique de coloration des chromosomes, il est possible d’identifier précisément chaque chromosome ou fragment de chromosome. 3.8 : Question 4 page 39.

4. bilan sur l’Homme au sein des mammifères 4.1 : Question 5 page 39.

5. l’ancêtre commun à l’Homme et au Chimpanzé L’organisme actuel ayant les liens de parenté les plus étroits avec l’Homme semble donc être le Chimpanzé (genre Pan, représenté par deux espèces : P. troglodytes, le chimpanzé commun, et P. paniscus, le bonobo). La découverte des bonobos est récente, et leur observation sur le terrain n’a débuté que vers 1975. Ils présentent des comportements identiques à ceux des chimpanzés, avec toutefois deux différences notables : - Chez les bonobos, le comportement sexuel est indissociable du comportement social. Il a des fonctions d’apaisement et « maintient de la paix » au sein des sociétés de bonobos. Il n’est donc pas surprenant que des rapports sexuels interviennent même en dehors des périodes de réceptivité des femelles, entre juvéniles et adultes, voire entre individus de même sexe. Ce sont les seuls grands singes, avec les Hommes, à pratiquer l’accouplement face à face. - Bien qu’essentiellement arboricoles, ils pratiquent la bipédie volontiers, à terre. Le bonobo utilise deux fois plus la locomotion bipède que le chimapnzé.

« Les chimpanzés ne sont pas des Hommes et les Hommes ne sont pas des chimpanzés. Leurs comportements si humains en feraient d’excellents ancêtres. Mais ils ne sont pas nos ancêtres. Si nous partageons autant de caractères communs, c’est parce qu’ils nous ont été légués par un ancêtre commun vivant quelque part en Afrique il y a 7 millions d’années. La reconstitution du dernier ancêtre commun repose sur un principe très simple : les caractères de l’ancêtre sont ceux qui sont partagés par toutes les espèces filles. Cet ancêtre est de taille moyenne (30 à 40 kg pour 1 mètre), possède un cerveau relativement développé (par rapport aux singes) de 300 à 400 cm3 et des canines modérément saillantes. Il vit dans un milieu arboricole et possède un répertoire locomoteur incluant la bipédie… Il vit dans une communauté de plusieurs dizaines d’individus composée de nombreux adultes mâles et femelles et de leurs enfants. […] Toutes ces caractéristiques exigent une grande maîtrise de la vie en groupe qui s’accompagne de l’allongement de certaines périodes de la vie (gestation, sevrage, enfance, durée de vie) et d’un cerveau développé. L’usage d’outils et la communication de savoir-faire font partie des stratégies de survie. Au niveau des capacités mentales, l’ancêtre commun a la capacité d’imiter, la conscience de soi, la propension à mentir […], la capacité de montrer […] et l’aptitude à la réconciliation. »

D’après P. Picq, « les origines de l’homme »

5.1 : D’après les deux textes ci-dessus, répertorier les caractéristiques communes à l’Homme et au Bonobo : d’un point de vue anatomique, d’un point de vue culturel et d’un point de vue des comportements vis-à-vis de la reproduction. 5.2 : Conclure, en donnant les caractéristiques essentielles de l’ancêtre commun à l’Homme et au Chimpanzé.