3.2 L’évolution comme grille de lecture du monde
Les concepts de biologie évolutive ont une large portée explicative, présentée ici à travers plusieurs exemples. Ils permettent de comprendre l’anatomie comme le résultat d’une longue histoire évolutive, faite d’adaptations (caractères retenus par sélection naturelle), de hasard ( mutations, dérive génétique ), de contingences ( impossibilité de prédire la voie évolutive à un temps donné) et de compromis (entre deux caractères qui se restreignent mutuellement).
Les concepts de variation et de sélection naturelle éclairent des pratiques humaines (médicales et agricoles) et certaines de leurs conséquences.
Savoirs
Les structures anatomiques présentent des particularités surprenantes d’un point de vue fonctionnel, pouvant paraître sans fonction avérée ou bien d’une étonnante complexité. Elles témoignent de l’évolution des espèces, dont la nôtre.
Les caractères anatomiques peuvent être le résultat de la sélection naturelle mais certains sont mieux expliqués par l’héritage de l’histoire évolutive que par leur fonction.
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| Le membre chiridien montre différentes configurations de fonction à partir d'une même configuration de structure, héritée d'un ancêtre commun des Vertébrés Tétrapodes. |
L’évolution permet de comprendre des phénomènes biologiques ayant une importance médicale (difficultés obstétriques lors de l'accouchement).
L’évolution rapide des organismes microbiens nécessite d’adapter les stratégies prophylactiques, les vaccins et les antibiotiques.
Depuis la révolution agricole, la pratique intensive de la monoculture, la domestication et l’utilisation de produits phytosanitaires ont un impact sur la biodiversité et son évolution.
Savoir-faire
- Expliquer l’origine d’une structure anatomique en mobilisant les concepts de hasard, de variation, de sélection naturelle et d’adaptation (exemple de l’œil).
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| Anatomie comparée de l'oeil humain et de la pieuvre : la structure est similaire (convergence évolutive) mais la rétine est directe chez la pieuvre (plus efficace du point de vue de l'optique) et inverse chez l'Homme. |
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| L'anatomie complexe d'un organe est contrôlée par plusieurs gènes eux-même sous l'influence d'un gène du développement appelé aussi "gène architecte" |
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| Lors de l'évolution de l'oeil, plusieurs structures dans différents taxon, utilisant des protéines similaires ont eu un succès évolutif : on parle de "bricolage évolutif". |
- Interpréter des caractéristiques anatomiques humaines en relation avec des contraintes historiques (comme le trajet de la crosse aortique), des contraintes de construction (comme le téton masculin), des compromis sélectifs (comme les difficultés obstétriques) ou des régressions en cours (comme les dents de sagesse).
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| L'évolution de la capacités crânienne et de la bipédie (modification de l'os du bassin) ont généré des compromis sélectifs et des difficultés obstétriques. |
Mobiliser des concepts évolutionnistes pour expliquer comment des populations microbiennes pourront à longue échéance ne plus être sensibles à un vaccin (ou un antibiotique) ou comment l’utilisation de produits phytosanitaires favorise le développement de ravageurs des cultures qui y sont résistants.
3.3 L’évolution humaine
La paléoanthropologie construit un récit scientifique de nos origines à partir des archives fossiles. La phylogénie permet d’étudier les relations de parenté entre les espèces actuelles et fossiles d’Hominidés.
Savoirs
L’espèce humaine actuelle (Homo sapiens) fait partie du groupe des primates (ongles et pouce opposable) et est plus particulièrement apparentée aux grands singes (coccyx = absence de queue) avec lesquels elle partage des caractères morpho-anatomiques et des similitudes génétiques (98% de gènes en commun avec le Chimpanzé).
C’est avec le chimpanzé qu’elle partage le plus récent ancêtre commun.
Des arguments scientifiques issus de l’analyse morpho-anatomique (A1 : Crâniométrie) comparée de fossiles permettent de reconstituer l’histoire de nos origines. L’étude de fossiles datés de 3 à 7 millions d’années montre des innovations évolutives caractéristiques de la lignée humaine (bipédie prolongée, forme de la mandibule).
Le genre Homo regroupe l’espèce humaine actuelle et des espèces fossiles qui se caractérisent notamment par le développement de la capacité crânienne. Plusieurs espèces humaines ont cohabité sur Terre (H. sapiens, H. neanderthalensis, H. de denisova).
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| Arbre phylogénétique du genre Homo et autres Grands Singes actuels ou fossiles |
Certains caractères sont transmis de manière non génétique : microbiote, comportements appris dont la langue, les habitudes alimentaires, l’utilisation d’outils (industries lithiques,...)
Savoir-faire
- Analyser des matrices de comparaison de caractères morpho-anatomiques résultant d’innovations évolutives afin d’établir des liens de parenté et de construire un arbre phylogénétique.
- Mettre en relation la ressemblance génétique entre les espèces de primates et leur degré de parenté.
- Positionner quelques espèces fossiles dans un arbre phylogénétique, à partir de l'étude de caractères.- Analyser des arguments scientifiques qui ont permis de préciser la parenté de Homo sapiens avec les autres Homo, et notamment la parenté éventuelle avec les Néandertaliens ou les Dénisoviens.
