evolution Homme - Djebel Irhoud

Chapitre 4 - La place de l'Homme de Djebel Irhoud dans l'histoire évolutive de la lignée humaine

Les missions proposées dans ce chapitre ont pour but de vous faire découvrir les liens de parentés entre les Hommes et d'autres Mammifères, de reconstituer quelques étapes de leur histoire évolutive pour conclure en précisant en quoi la découverte de l'Homme de Djebel Irhoud au Maroc est fondamentale dans le domaine de la paléo-anthropologie.

En avant !

La découverte de l'Homme de Djebel Irhoud est le fruit d'un travail de coopération entre des équipes franco-allemandes et marocaines. Deux articles majeurs ont été publiés en juin 2017 dans la revue "Nature". Ces résultats obligent la communauté scientifique à réécrire une partie de notre histoire évolutive.

Quelques extraits des 2 articles de Nature

Localisation du site de Djebel Irhoud

Film Razzia de Nabil Ayouch - D'après une réalisation de M. Micoud

Dans l'ouvrage qui le rendit célèbre, "L'origine des espèces au moyen de la sélection naturelle", Darwin conclut en indiquant qu'il faudra faire « une vive lumière sur l'origine de l'Homme et sur son histoire » Onze années plus tard, il revient sur cette question en écrivant :

« On a souvent affirmé avec assurance que l’origine de l’Homme ne pourrait jamais être connue ; mais l’ignorance engendre plus souvent la confiance que ne fait le savoir, et ce ne sont que ceux qui savent peu, et non ceux qui savent beaucoup, qui affirment d’une manière péremptoire que la science ne pourra jamais résoudre tel ou tel problème »

Dans cette série d'activités, à vous de partir à la découverte de nos origines et de comprendre la place de l'Homme de Djebel Irhoud dans l'histoire évolutive de notre espèce.

Chapitre 4 - La place de l'Homme de Djebel Irhoud dans l'histoire évolutive de la lignée humaine

Mission 1 L'espèce humaine dans le groupe des mammifères

Mission 3 Les méthodes de resconstitution de l'histoire évolutive de la lignée humaine

Mission 2 L'Homme de Djebel Irhoud, une découverte qui bouleverse notre histoire évolutive

Mission 1 Déterminer la place de l'espèce humaine dans le groupe des Mammifères

On entend souvent dire que l'Homme descend du singe. Cette affirmation est-elle confirmée par les faits scientifiques ?

Vous avez 1 heure pour étudier les caractères présentés par certains Mammifères afin de déterminer les liens de parenté entre eux mais aussi de reconstituer une partie de leur histoire évolutive. On pourra ainsi définir la place de l'Homme au sein de ce groupe.

Objectif de la première mission : réaliser un schéma expliquant la place de l'être humain dans le monde animal. Pour cela : établir une phylogénie de quelques espèces de Mammifères et déterminer la place de l'Homme au sein de ce groupe en utilisant des données morpho-anatomiques et génétiques.

Mission 1 Déterminer la place de l'espèce humaine dans le groupe des Mammifères

Atelier 2 Les arguments génétiques.

Atelier 1 Les arguments morpho-anatomiques.

L'arbre phylogénétique de quelques Mammifères à reproduire et à compléter à l'aide de l'ensemble des informations recueillies dans cette activité.

Mission 1 Déterminer la place de l'espèce humaine dans le groupe des Mammifères

Premier atelier : les arguments morpho-anatomiques

Ressources proposées

Collection de Mammifères

Tutoriel : comment construire un arbre phylogénétique

Le coup de pouce du Pr Guillaume Lecointre

Matrice de caractères morpho-anatomiques de quelques Mammifères

Consigne de travail : à partir des données morpho-anatomiques recueillies, reproduisez et complétez l'arbre phylogénétique vierge fourni.

Mission 1 Déterminer la place de l'espèce humaine dans le groupe des Mammifères

Deuxième atelier : les arguments génétiques

Données moléculaires

Données chromosomiques

Des espèces apparentées partagent certains gènes avec toutefois des différences dans leurs séquences en nucléotides. Plus les séquences de deux espèces sont proches, plus les espèces ont un lien de parenté étroit. Dans cet exemple, on compare chez différents primates la séquence d'un gène codant la protéine NADH grâce au logiciel Geniegen 2.

Lien vers le logiciel Geniegen 2 et les séquences du gène NADH chez différents primates

Tutoriel pour utiliser le logiciel GenieGen 2

Consigne de travail : à partir des données moléculaires obtenues, tracez un arbre phylogénétique ou phénogramme et indiquez s'il confirme ou non l'arbre construit à partir des données morpho-anatomiques.

Mission 1 Déterminer la place de l'espèce humaine dans le groupe des Mammifères

Compte rendu au chef de mission

Fin de la première mission

Mission 2 Les méthodes de reconstitution de l'histoire évolutive de la lignée humaine

La lignée humaine ou groupe des Hominines rassemble toutes les espèces fossiles plus proches des humains actuels qu'elles ne le sont des chimpanzés. La reconstitution de son histoire évolutive repose essentiellement sur l'étude de caractères morpho-anatomiques présentés par quelques centaines de fossiles retrouvés dans le monde entier et datés.

Très récemment, les scientifiques ont pu extraire de l'ADN de restes fossiles.

Cette histoire est sans cesse revue au gré des nouvelles découvertes. Elle fait aussi parfois l'objet de vives controverses au sein de la communauté scientifique. Rien de plus normal, c'est le propre du savoir scientifique que d'être parfois réfuté !!

Objectif de la deuxième mission : Discuter avec le chef de mission pour établir une phylogénie de quelques représentants de la lignée humaine en utilisant des données morpho-anatomiques et génétiques.

Homo erectus

Homo habilis

Homo neanderthalensis

Paranthropus boisei

Homo sapiens

Il n'est pas nécessaire d'exploiter ces fiches des espèces pour réaliser l'activité !!!

Mission 2 Les méthodes de reconstitution de l'histoire évolutive de la lignée humaine

Atelier 1 Les arguments morpho-anatomiques.

Atelier 2 Les arguments génétiques.

Mission 2 Les méthodes de reconstitution de l'histoire évolutive de la lignée humaine

Premier atelier : les données morpho-anatomiques, culturelles, géographiques et temporelles

Ressources proposées

Matrice de caractères morpho-anatomiques et culturels de quelques grands singes

Schéma et animations - comparaison Homme - Chimpanzé

Répartition géographique et temporelle de quelques Hominines

Juste pour le plaisir, une modélisation 3D de quelques crânes

Un peu de vocabulaire

Consigne de travail : à partir des données morpho-anatomiques et culturelles recueillies, construisez un arbre phylogénétique. Indiquez ensuite quels sont les critères d'appartenance à la lignée humaine et ceux qui signent l'appartenance au groupe des Homo.

L'arbre à compléter :

VALIDER les noms

Chimpanzé

• Trou occipital avancé

• Capacité crânienne > 1000 cm3

• Bipédie

• Galet aménagé

• Absence bourrelet sus-orbital

• Sépulture

• Outils complexe

• Bipédie imparfaite

• Bassin court

• Trou occipital intermédiaire

• Obliquité fémur marquée

• Mandibule en V

• Pouce opposable

Mission 2 Les méthodes de reconstitution de l'histoire évolutive de la lignée humaine

Second atelier : les apports récents des données génétiques

Les progrès des biotechnologies, notamment en séquençage génétique, ont permis de faire de nouvelles découvertes sur l’histoire récente de la lignée humaine. En 2010, le séquençage de l’ADN extrait d’un fossile de phalange humaine découvert en 2008 dans une grotte de l’Altaï, en Russie, et daté de 41 000 ans, révèle que ces individus sont génétiquement distincts des H. sapiens et des H. neanderthalensis. Si leur statut d’espèce se confirme, on parlera d’Homme de Denisova ou de Dénisoviens.

Ressources proposées

Séquences d'ADN mitochondrial d'Homo sapiens, de Néaderthaliens et de Dénisoviens

Etude comparative des génomes humains

Répartition géographique du genre Homo

Un point sur la technique de séquençage (facultatif)

Consigne de travail : à partir des données recueillies, voyez ou vous pourriez placer les Dénisoviens sur l'arbre phylogénétique construit précédemment.

Mission 2 Les méthodes de reconstitution de l'histoire évolutive de la lignée humaine

Compte rendu au chef de mission

Attention ! Bien lire l'ensemble des documents pour éviter les aller-retours entre les pages et la perte de temps qui va avec !

Fin de la deuxième mission

Troisième mission - Activité 12 L'Homme de Djebel Irhoud, une découverte qui bouleverse notre histoire évolutive

Une équipe internationale de chercheurs dirigée par Jean-Jacques Hublin (Institut Max Planck, Collège de France) et Abdelouahed Ben-Ncer (Institut National D’archéologie et du Patrimoine, Rabat) a réalisé de nouvelles découvertes sur des ossements et des outils récoltés dans le site paléontologique marocain de Jebel Irhoud. Ces objets déjà découverts et étudiés en 1961 avaient été datés à plusieurs reprises. L’équipe de chercheurs a ainsi pu prouver que les ossements des cinq individus (3 adultes, un adolescent et un enfant) appartiennent à une espèce d’Homo différente de celle qui leur avait été attribuée dans les années 1960. D’autre part, leur datation a été revue grâce à la technique de thermoluminescence. On cherche à comprendre : - à quelle espèce d’Homo appartient l’Homme de Jebel Irhoud - le caractère novateur de ces découvertes par rapport aux connaissances acquises sur l’origine de l’Homme moderne.

Consigne de travail : à partir des données extraites des ressources de la page suivante, déterminez à quelle espèce appartient l'Homme de Djebel Irhoud, en apportant des arguments scientifiques. Expliquez ensuite en quoi la datation de ces fossiles remet en question une partie de l'histoire évolutive de la lignée humaine jusqu'alors établie.

Troisième mission - Activité 12 L'Homme de Djebel Irhoud, une découverte qui bouleverse notre histoire évolutive

Ressources à exploiter

Document 1 : paramètres crâniens de l’Homme de Djebel Irhoud et d’autres représentants de la lignée humaine

Document 2 : Comparaison de diverses données entre l’Homme de Djebel Irhoud et d’autres fossiles de la lignée humaine

Document 3 : extrait de la note de J.-J Hublin présentée au Collège de France

Document 4 : apparition et migration d’Homo sapiens en Afrique et hors d’Afrique

Il n'est pas nécessaire d'exploiter ces 5 documents !!!