Accompagnement du fichier sur la lignée humaine disponible pour Phylogène

(hominines.phg)

Les données disponibles dans ce fichier et les fonctionnalités du logiciel Phylogène permettent d'aborder les relations de parenté au sein de la lignée humaine. Il ne s'agit pas d'établir des relations de parenté définitives, mais : de montrer que les méthodes utilisées auparavant pour établir des parentés au sein des Primates ou des Vertébrés sont utilisables au sein de la lignée humaine (utilisation de la méthode cladistique pour les données anatomiques et morphologiques, utilisation de la méthode phénétique pour les données moléculaires) de distinguer les genres Australopithecus et Homo de découvrir les difficultés liées à l'établissement des relations de parenté au sein d'une lignée (difficultés de définition des états de certains caractères, difficultés de polarisation de ces états pour certains caractères), et de découvrir que selon les caractères utilisés les phylogénies peuvent varier d'utiliser les données moléculaires fossiles d'Homo neanderthalensis pour discuter du fait qu'il appartienne ou non à la même espèce que Homo sapiens

> Quelques suggestions d'utilisation pédagogique :

> Acquis :

> - d'un point de vue méthodologique : utilisation des méthodes cladistique et phénétique pour établir les relations de parenté entre les êtres vivants
> - d'un point de vue cognitif : les plus proches parents de l'être humain dans la nature actuelle sont les Chimpanzés. C'est avec eux que l'être humain a l'ancêtre commun le plus récent.
> Remarque : les états de certains caractères peuvent éventuellement différer d'un auteur à l'autre ; les résultats et conclusions obtenus ici se basent sur les choix établis (voir données)
> 1. Etablir des relations de parenté entre quelques représentant de la lignée humaine à partir de données anatomiques
> 2. Mettre en évidence les difficultés liées à l'établissement de relations de parenté au sein de la lignée humaine
> 3. Discuter des relations de parenté entre Homo neanderthalensis et homo sapiens en utilisant les données anatomiques et les données moléculaires (DNA mitochondrial fossile)
> Remarque : les propositions suivantes sont basées sur l'utilisation de la matrice taxons/caractères fournie au téléchargement "hominines.tab", dont il suffit d'enlever les taxons non désirés pour faire des sous-matrices (pour créer une sous-matrice : ouvrir la matrice totale, puis enlever en cliquant simplement sur leur image en bas les taons indésirables, puis enregistrer la sous-matrice obtenue). Bien évidemment, il peut être demandé aux élèves de construire leur propre matrice à partir des données fournies.

> Etablir des relations de parenté entre quelques représentants de la lignée humaine à partir de données anatomiques

> Il peut être intéressant de commencer par quelques taxons seulement, puis d'en rajouter quelques autres un à un. On peut également se contenter au début de quelques caractères seulement, particulièrement faciles à appréhender et qui ne posent aucun problème.

> Deux démarches sont possibles : ouvrir la matrice et construire l'arbre ou partir de l'arbre fini et demander de justifier les parentés établies.

> exemple (matrice "parente1.tab")

> - dans un premier temps, on peut ne pas tenir compte de l'Homo habilis (aller dans arbre, puis cliquer sur Homo habilis dans la matrice pour le supprimer de l'arbre).
> - on peut procéder de la façon suivante :

> - en tenant compte du caractère "os iliaque" |  |
> | La prise en compte de ce caractère permet de regrouper les taxons qui partagent un même état dérivé (os iliaque court), c'est à dire ici de préciser une parenté plus importante entre Homo ergaster, Homo sapiens et Australopithecus afarensis, par rapport au chimpanzé
> - en tenant compte ensuite du caractère "trou occipital" |  |
> |  | Homo ergaster et Homo sapiens, qui partagent un même état dérivé de ce caractère (trou occipital centré) ont une parenté plus grande

> - Arbre obtenu en prenant en compte l'ensemble des caractères proposés dans la matrice "parente1.tab" :

> | Il est alors possible de recopier ou d'imprimer cet arbre, et de demander à l'élève de placer au bon endroit les innovations évolutives qui justifient cet arbre Il est aussi possible d'adopter une démarche différente dès le début, en affichant directement cet arbre et la matrice correspondante (fichier "arbre1.arb") et de demander à l'élève de justifier cet arbre.

> - on peut enfin prendre maintenant en compte Homo habilis pour voir comment il se place dans cet arbre :

> en cliquant sur le nom d'Homo habilis dans la matrice, il est pris en compte | après l'avoir branché n'importe où sur l'arbre et pris en compte les différents caractères pour le positionner correctement, on obtient l'arbre suivant

> Bilan :

> > - tous les fossiles considérés ont bien une parenté plus grande avec Homo sapiens qu'avec le Chimpanzé. Tous possèdent un os iliaque court, caractéristique d'une certaine bipédie (l'une des premières caractéristiques de la lignée humaine)

> > - une parenté plus grande existe entre les individus du genre Homo, jusifiée par le partage de plusieurs caractères dérivés

> > - certains caractères évoluent progressivement (plusieurs états identifiés)

> R

> Mettre en évidence les difficultés liées à l'établissement de relations de parenté au sein de la lignée humaine

> - La prise en compte de certains autres caractères peut permettre de prendre conscience de la difficulté d'établir des relations de parenté au sein d'une lignée, car il peut y avoir des caractères qui évoluent graduellement et donc il y a une multiplication des états et une difficulté à délimiter précisément chaque état (c'est le cas par exemple pour les bourrelets sus-orbitaires, certains caractères dentaires, ou le prognathisme)
> - La prise en compte, pour les mêmes taxons que précédemment, d'autres caractères permet d'aller plus loin si on le souhaite, et de discuter du fait que certains caractères peuvent donner des résultats en contradiction avec ceux choisis précédemment. Si l'on choisi d'aborder ce problème, il faut alors aborder le problème de la parcimonie (hors programme en Tle S). Cette contradiction apparente peut permettre d'aborder la notion d'évolution mosaïque des caractères au sein d'une lignée.

> R

> Discuter des relations de parenté entre Homo neanderthalensis et Homo sapiens en utilisant les données anatomiques et les données moléculaires (DNA mitochondrial fossile)

> Dans un premier temps, l'établissement de relations de parenté à partir de données anatomiques et morphologiques permet d'établir le fait que Homo neanderthalensis est le plus proche d'Homo sapiens dans la lignée humaine.

> | (Arbre établi en tenant compte des caractères présents dans la matrice "hominines.tab)

> > L'utilisation des données moléculaires fournies permet :
> > - de confirmer la parenté importante entre Homo neanderthalensis et Homo sapiens
> > - de confirmer une parenté plus grande entre les hommes de Cro-Magnon et l'homme actuel, par rapport à Homo neanderthalensis
> > - d'aborder la discussion sur le fait qu'Homo neanderthalensis soit une espèce différente d'Homo sapiens
> > Quelques exemples de résultats obtenus :

> | - Les neandertaliens (neandAF282971,...) ont une parenté plus grande avec les Homo sapiens modernes et Cro-Magnon qu'avec les chimpanzés (AJ586557-PAN, ....) - Les neandertaliens ont une parenté plus grande entre eux qu'avec les autres Homo (ce qui est un argument qui peut être en faveur du fait qu'ils constituaient une espèce différente d'Homo sapiens) - La diversité entre les différents hommes modernes parfois plus importante qu'entre des hommes modernes et des hommes de Cro-Magnon (ce qui est un argument en faveur du fait qu'il font partie de la même espèce)

> R