OBJECTIF : On cherche à comprendre les liens de parenté qu'il existe entre l'homme et d'autres êtres vivants.
PARTIE I : L'homme, un primate.
PROBLEME : on cherche à établir les relations de parentés entre l'homme et d'autres primates (Chimpanzé, gorille, Macaque, Saki, Tarsier, Maki).
Pour établir des liens de parenté entre des êtres vivants, une première méthode conciste à étudier les caractéristiques morphologiques des êtres vivants.
Dans cette méthode, la première étape est de définir (pour chaque caractère que l'on a choisi d'étudier) deux états : un état primitif (ancestral) et un état dérivé (issu d'une innovation évolutive). Ces innovation évolutives peuvent être dues à des mutations, ou à d'autres évènements (modification de l'expression d'un gène, duplication de gène,....).
Pour savoir quel état est primitif ou dérivé, on peut faire appel :
- à des données paléontologiques : dans l'hitoire paléontologique, l'état dérivé est apparu après l'état ancestrale.
- à un taxon (une espèce) extra-groupe : on utilise pour classer les primates par exemple une espèce comme le Toupaï qui n'est pas un primate et qui n'a donc pas pour les caractères étudiés chez les primates un état dérivé spécifique des primates. Il présente donc tous les états primitifs des caractères étudiés.
La deuxième étape conciste à établir les liens de parenté entre les différents étres vivants étudiés. Pour établir un lien de parenté entre plusieurs êtres vivants, on se base sur le fait qu'ils partagent un état dérivé d'un caractère issu d'une innovation évolutive(qui n'est pas présent chez les autres qui eux ont l'état ancestral).
L'établissement des différents liens de parenté permet de former un arbre de parenté que l'on appelle arbre phylogénétique.
ETAPE 1 (Concevoir une stratégie pour résoudre sur un problème scientifique) |
1 - QUESTION : Proposez une démarche qui permettrait d'établir des liens de parentés entre les différents primates étudiés dont l'homme.
Vous disposez d'un accès à tous le matériel courant de laboratoire, et à une base de données décrivant les caractéristiques morphologiques de tous les primates.
ETAPE 2 (Mettre en oeuvre un protocole pour obtenir des résultats exploitables) |
2 - A l'aide de la collection archontes (primates) du logiciel phylogène, construisez la matrice de caractères qui présente pour les différentes espèces étudiées l'état de tous les caractères proposés (sauf knuckle walking).
espèces à sélectionner : Homme, Chimpanzé, Gorille, Macaque, Saki, Tarsier, Maki + Toupaïe (mammifère proche parent des primates mais qui n'en est pas un).
appelez le professeur pour vérification.
3 - A l'aide des fonctionnalités du logiciel Phylogène, construire l'arbre phylogénétique des primates et du Toupaïe (taxon extra-groupe). (cet arbre phylogénétique doit être le plus parcimonieux, c'est à dire qu'il doit y avoir le moins d'innovations évolutives)
appelez le professeur pour vérification.
ETAPE 3 (Présenter les résulats obtenus pour les communiquer) |
4 - Présentez l'arbre phylogénétique obtenu avec la position des différentes innovations évolutives.
ETAPE 4 (Exploiter les résultats obtenus) |
5 - QUESTION : Présentez les caractéristiques du groupes des Primates et du groupe des Hominoïdes (Primates caractérisés par l'absence de queue).
PARTIE II : Les relations de parenté au sein des hominoides.
Les données morphologiques et anatomiques utilisées dans le I ne permettent pas de déterminer les liens de parenté entre les différentes espèces d'hominoïdes. On cherche à mettre en évidence des liens de parenté entre les différents hominoïdes à partir de données moléculaires (comparaison de gènes homologues chez différentes espèces).
ETAPE 2 (Mettre en oeuvre un protocole pour obtenir des résultats exploitables) |
6 - En vous basant sur la comparaison d'une portion de la séquence de la proteine COX2, réalisez sur phylogène un arbre phylogénétique du groupe des hominoides (Homme, Bonobo, Chimpanzé, Gorille, Orang-Outan, Gibbon).
appelez le professeur pour vérification.
ETAPE 3 (Présenter les résulats obtenus pour les communiquer) |
7 - Présentez l'arbre phylogénétique obtenu.
ETAPE 4 (Exploiter les résultats obtenus) |
8 - QUESTION : Déterminez d'après ce travail quels sont les espèces d'hominoides les plus proches de l'homme en justifiant votre réponse.
Réalisez le même arbre phylogénétique du groupe des hominoides mais en vous basant sur la proteine globine epsilone. Discutez de l'arbre obtenu.
Laboratoire de Sciences du Lycée George Sand - Nérac