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.

3,3,1/ Phylogénie des primates

1/ Phylogénétique d’espèces actuelles

Manuel p.224

découpez puis classez les étiquettes

réponses avec le logiciel phylogène : demo sur les primates (archontes) : noter matrice codée et arbre phylogénétique

NB:Les Archonta (Archontes en français (en grec ancien ἄρχοντες / árkhontes, de ἄρχω / árkhô, « commander, être le chef ») ) étaient un taxon des mammifères placentaires aujourd'hui considéré comme désuet et polyphylétique. Il regroupait notamment les primates, les toupayes, les dermoptères et les chauves-souris. Depuis la fin du XXe siècle, ce clade est utilisé dans une définition plus restreinte qui en exclut les chauves-souris. Au vu de ce changement majeur, on lui préfère le terme de Euarchonta.

Analyser des matrices de comparaison de caractères morpho-anatomiques

Etablir des liens de parenté

Comparer des arbres phylogénétiques

Les matrices de comparaison de caractères morpho-anatomiques résultant d’innovations évolutives permettent d’établir des liens de parenté, des taxons, et de construire un arbre phylogénétique.

3.2 - L’histoire de l’âge de la Terre

L’âge de la Terre est d’un ordre de grandeur sans rapport avec la vie humaine. Sa compréhension progressive met en œuvre des arguments variés.

1/ L’âge de la terre au fil de l’histoire des sciences

1/ Interpréter des documents présentant des arguments historiques utilisés pour comprendre l’âge de la Terre. Identifier diverses théories impliquées dans la controverse scientifique de l’âge de la Terre.

répondre sur Ecole directe : qlq citations anciennes sur l'âge de la terre

4,4/ DES MÉCANISMES NON GÉNÉTIQUES CONTRIBUENT À LA DIVERSITÉ DU VIVANT

autres ex de symbiose :

• mycorhizes

• nodosités

• lichens

• Oophila & Ambistoma

• Nostoc

• endosymbiose cnidaires / Dinoflagellés 

• Les planaires (Convoluta roscoffensis) qui hébergent des chlorelles dans leur mésoderme)

• Le ver géant Riftia et des bactéries autotrophiques – exemple d’endosymbiose

• Les mycorhizes : http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article1794

• Microbiote: des bactéries qui nous veulent du bien : https://lejournal.cnrs.fr/articles/microbiote-des-bacteries-qui-nous-veulent-du-bien

• Faecal bacteria cocktail treats superbug infection : https://www.newscientist.com/article/dn23061-faecal-bacteria-cocktail-treats-superbug-infection

• Origine symbiotique des chloroplastes et des mitochondries

• tique et Lyme : http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-tiques-et-bacteries-de-lyme-un-benefice-reciproque-32073.php

• Évolution d’une symbiose obligatoire : les fourmis agricultrices de Fidji : https://planet-vie.ens.fr/thematiques/ecologie/relations-interspecifiques/evolution-d-une-symbiose-obligatoire-les-fourmis

3/ Microbiote en coévolution

Exo p122-123

Microbiote: des bactéries qui nous veulent du bien : https://lejournal.cnrs.fr/articles/microbiote-des-bacteries-qui-nous-veulent-du-bien

La diversification phénotypique des êtres vivants n’est pas uniquement due à la diversification génétique. D’autres mécanismes interviennent comme les associations non héréditaires (pathogènes ou symbiotes ; cas du microbiote acquis) ;

4,4,2/ Evolution culturelle

1/ Le Phenotype étendu

p108-109

Extraire, organiser et exploiter des informations pour appréhender la notion de phénotype étendu ;

Le phénotype étendu est un concept imaginé par Richard Dawkins et présenté dans un ouvrage éponyme [gr. ε ̓πω ́νυμος « attribué comme surnom », composé de επι ́ « sur » et de ο ́νομα « nom »], The Extended Phenotype, 1982, selon lequel le phénotype ne doit pas être limité au résultat de l'expression des gènes par les processus biologiques tels que la synthèse des protéines, ou la croissance des tissus, mais bien étendu à toutes les manifestations qui en découlent, y compris celles qui passent par l'activité du système nerveux central et plus généralement par le comportement de l'animal dans son environnement.

La diversification phénotypique des êtres vivants n’est pas uniquement due à la diversification génétique. D’autres mécanismes interviennent comme le recrutement de composants inertes du milieu qui modulent le phénotype (constructions, parures…).

2/ Notion de culture

Cf cours ES 

Manuel p110

Quelques cas de diversifications comportementales

Ethologie : étude du comportement animal

Konrad Lorenz

Des singes lavent des patates

Diversification de populations d’oiseaux en fonction du chant : notamment chez les oiseaux-chanteurs ou oiseaux oscines (des études ont été réalisées chez la Paruline à sourcils blancs ou encore chez le Diamant mandarin)

Extraire, organiser et exploiter des informations pour appréhender la notion d’évolution culturelle et ses liens avec celle d’évolution biologique.

Chez certains animaux, les comportements acquis peuvent être transmis d’une génération à l’autre et constituer une source de diversité : ainsi

• du chant des oiseaux,

• de l’utilisation d’outils dans des populations animales,

• de la culture notamment dans les sociétés humaines.

Ces traits sont transmis entre contemporains et de génération en génération, et subissent une évolution (apparition de nouveaux traits, qui peuvent être sélectionnés, contre-sélectionnés ou perdus par hasard).

3/ Conclusion historicocritique sur l’évolution

Cf cours ES 

Teeth evolution

video 3'20 : https://youtu.be/QQvlCZP-wTQ

text 296 words : https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.1125956 : Medicine Needs Evolution

photos : https://www.orthodontisteenligne.com/en/wisdom-teeth-myths-and-realities/

Historical constraints

text 165 words : https://www.app.pan.pl/article/item/app20110019.html ; https://www.app.pan.pl/archive/published/app57/app20110019.pdf : A monument of inefficiency: The presumed course of the recurrent laryngeal nerve in sauropod dinosaurs

4,4/ DES MÉCANISMES NON GÉNÉTIQUES CONTRIBUENT À LA DIVERSITÉ DU VIVANT

Objectifs : il s’agit de comprendre, en s’appuyant sur des exemples variés dans le monde vivant, que la diversification des êtres vivants n’est pas toujours liée à une diversification génétique ou à une transmission d’ADN.

Liens : SVT – enseignement de spécialité de la classe terminale : de la plante sauvage à la plante domestiquée.

4,4,1/ Coévolution

1/ Parasite adapté

Docs p109

la guêpe Dinocampus coccinellae, et son hôte, la coccinelle Coleomegilla maculata.

Le cycle de vie de la guêpe parasite permet de comprendre comment elle détourne le comportement de la coccinelle en sa faveur en provoquant la paralysie de cette dernière afin qu’elle « monte la garde » au-dessus de la nymphe, après avoir nourri involontairement la larve qui s’est développée dans son abdomen. Les études présentées permettent de comprendre le mécanisme complexe permettant le contrôle du système nerveux de l’hôte par l’intermédiaire d’un virus qui est inoculé avec l’oeuf et migre progressivement de l’abdomen à la tête pour entraîner la paralysie au moment même de la métamorphose de la nymphe. De plus, des études ont montré que la ponte de l’oeuf dans l’abdomen s’accompagnait d’une suppression de la réponse immunitaire de la coccinelle, favorisant à la fois le développement de la larve parasite et la réplication du virus inoculé.

Dinocampus coccinellae est une guêpe de la famille des braconides. C’est un parasitoïde de Coccinellidae, en particulier de la coccinelle maculée. Lors de la pupaison, qui se produit à l’extérieur de la coccinelle, la larve manipule son hôte pour que celui-ci la protège. Cette relation parasitique est majoritairement mortelle, mais environ 25 % des coccinelles récupèrent malgré tout après l’éclosion et le départ du parasitoïde.

Par son comportement inné (ponte de l’oeuf dans l’abdomen), la guêpe modifie le comportement de la coccinelle. On peut alors considérer le comportement de « garde du corps » de la coccinelle comme faisant partie du phénotype étendu de la guêpe

Les expressions vernaculaires « guêpe maçonne » et « guêpe potière » désignent diverses espèces de guêpes solitaires qui façonnent des nids en boue afin d'y loger leur larves.

Parasites spécifiques de leur hôte :

parmi les Sphecidae, les genres Sceliphron, Sphex, etc. qui nourrissent leurs larves avec des chenilles Lépidoptères ou des Orthoptères.

parmi les Vespidae, la sous-famille des Eumeninae (Eumenes, Delta, etc.), également carnassières et quelques genres de la sous-famille Masarinae qui nourrissent leurs larve avec du pain d'abeille.

parmi les Crabronidae, quelques espèces du genre Trypoxylon, spécialisé dans les Arachnides

Ichneumon (les ichneumons en français) est un genre d'insectes hyménoptères de la famille des Ichneumonidae, famille qui comprend environ 25 000 espèces décrites (on estime que la famille pourrait en compter de 60 000 à 100 000), soit plus que toute autre famille d'hyménoptères. De nombreuses espèces sont présentes en Europe.

Les ichneumons, qui sont des guêpes parasitoïdes, sont d'importants régulateurs d’insectes ravageurs de cultures. Utilisés dans la lutte biologique, ils jouent un rôle clé de régulation dans leurs écosystèmes.

Mesurant quelques millimètres de long, leur tête est ornée d'antennes ramifiées. Juste derrière, le prothorax est compact et trapu. La partie postérieure du corps de l'insecte (appelé aussi mégastome) est relié à l'avant par un pétiole particulièrement fin.

Leur cible ? Le couvain des fourmis tropicales. Les larves de ces guêpes s'accrochent aux fourmis fourragères qui rentrent dans le nid de la colonie.

Une fois à l'intérieur, elles se nourrissent des pupes de ces dernières, puis quand leur transformation est terminée, ce sont les fourmis elles-mêmes qui continuent à les nourrir.

Une fois adulte, la guêpe parasite quitte la colonie pour se reproduire

Un parasitoïde utilise un virus pour modifier le comportement de son hôte : http://vminfotron-dev.mpl.ird.fr:8080/cbgp-gas/archives/20160621-Gourbal.pdf

La diversification phénotypique des êtres vivants n’est pas uniquement due à la diversification génétique : d’autres mécanismes interviennent comme par exemple les associations non héréditaires entre parasite et leur hôte, le parasite est adapté à une proie très spécifique.

2/ Symbioses en évolution

TP Dissection lichens p106

[mycos (grec) = fungus (latin) = champignon]

Symbiose [syn (grec) : ensemble + bio (grec) : vie] = association à bénéfice réciproque

[ecto (grec) = ext // endo (grec) = int]

http://biopathe.fr/articles.php?lng=fr&pg=331

lexique : http://labopathe.free.fr/symbioses.html

en fait il ya plus d’un champignon : https://www.the-scientist.com/news-opinion/not-one--not-two--but-three-fungi-present-in-lichen-65333?utm_content=83103983&utm_medium=social&utm_source=facebook&hss_channel=fbp-212009668822281

autres ex de symbiose :

• mycorhizes

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.

3,3,1/ Phylogénie des primates

1/ Phylogénétique d’espèces actuelles

Manuel p.224

découpez puis classez les étiquettes

réponses avec le logiciel phylogène : demo sur les primates (archontes) : noter matrice codée et arbre phylogénétique

NB:Les Archonta (Archontes en français (en grec ancien ἄρχοντες / árkhontes, de ἄρχω / árkhô, « commander, être le chef ») ) étaient un taxon des mammifères placentaires aujourd'hui considéré comme désuet et polyphylétique. Il regroupait notamment les primates, les toupayes, les dermoptères et les chauves-souris. Depuis la fin du XXe siècle, ce clade est utilisé dans une définition plus restreinte qui en exclut les chauves-souris. Au vu de ce changement majeur, on lui préfère le terme de Euarchonta.

Analyser des matrices de comparaison de caractères morpho-anatomiques

Etablir des liens de parenté

Comparer des arbres phylogénétiques

3.2 - L’histoire de l’âge de la Terre

L’âge de la Terre est d’un ordre de grandeur sans rapport avec la vie humaine. Sa compréhension progressive met en œuvre des arguments variés.

1/ L’âge de la terre au fil de l’histoire des sciences

1/ Interpréter des documents présentant des arguments historiques utilisés pour comprendre l’âge de la Terre. Identifier diverses théories impliquées dans la controverse scientifique de l’âge de la Terre.

4,3/ L’ÉVOLUTION DES GÉNOMES AU SEIN DES POPULATIONS

4,3,2/ Quatre forces évolutives modifient l’équilibre théorique

vu en enseignement scientifique

1/ Les migrations modifient l’équilibre par im° & em°

schéma

• Migration = changement de lieu d'un organisme provoquant l'isolement de certains génômes, donc une évolution différente et éventuellement un croisement avec une nouvelle population et dans ce cas l'apport de nouveaux gènes pour la population.

2/ Les mutations font des innovations évolutives

Rappel sur les types de mutations vues en 1S

modification de Séquence,

un ou plusieurs nucléotides

substitution, délétion , addition=insertion,

faux-sens, non-sens,

décalante ou non

neutre = silencieuse  : horloge moléculaire

Mutation neutre, favorable, défavorable

• Mutation = provoque l'apparition de nouveaux allèles par modification de gènes c'est-à-dire d'une séquence de nucléotides (bases) dans l'ADN.

3/ La séléction naturelle filtre les allèles

Extraire, organiser et exploiter des informations sur l’évolution de fréquences alléliques dans des populations.

Comprendre et identifier les facteurs éloignant de l’équilibre théorique de Hardy-Weinberg, notamment la sélection, l’appariement non-aléatoire

Sélection sexuelle : danse des paradisiers : http://youtu.be/YTR21os8gTA

https://videos.reseau-canope.fr/corpus/selection_naturelle-HD.mp4

L’appariement aléatoire c'est ce qui se passe lorsque les individus choisissent les partenaires qu'ils souhaitent pour l'accouplement. L'accouplement non aléatoire est celui qui se produit chez les individus qui ont une relation plus étroite.

L'appariement non aléatoire provoque une distribution non aléatoire des allèles chez un individu. S'il existe deux allèles (A et a) chez un individu dont les fréquences sont p et q, la fréquence des trois génotypes possibles (AA, Aa et aa) sera respectivement de p², 2pq et q². C'est ce qu'on appelle l'équilibre de Hardy-Weinberg.

Jeu Constantino /Phalène : afficher les graphiques et interpréter

Version web  “en ligne”

Dossier web “hors ligne”

Version exécutable (.exe) à télécharger (dézipper dans un dossier, permet de ne pas dépendre d’un navigateur)

Version “Android” pour tablettes et téléphone

Jeu Colorado / lapins : http://phet.colorado.edu/en/simulation/natural-selection

faire la liste des facteurs influençant l’effectif de la population de lapins, de loups, de végétaux

Facteurs biotique, abiotique

abiotique : température, humidité, climat, saisons, pression, salinité, pollution, ...

biotiques : sexuelle (attirance, préférence, fécondité, force, prolifération, ...), prédation, alimentation,

• Sélection = filtre à allèles par l'intermédiaire de facteurs biotique, et/ou abiotique : du milieu, de la reproduction, de l'alimentation, de la prédation, ...élimination des individus (allèles) les moins adptes à survivre et se reproduire

1859 : publication de l'Origine des Espèces au moyen de la Sélection Naturelle, ou la Préservation des Races les meilleures dans la Lutte pour la Vie, |par Charles Darwin

titre de la première édition : On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life

bilan 2nde : La sélection naturelle résulte de la pression du milieu et des interactions entre les organismes. Elle conduit au fait que certains individus auront une descendance plus nombreuse que d’autres dans certaines conditions.

4/ La dérive génétique diverge selon l’effectif

Extraire, organiser et exploiter des informations sur l’évolution de fréquences alléliques dans des populations.

Comprendre et identifier les facteurs éloignant de l’équilibre théorique de Hardy-Weinberg, notamment la population finie (dérive).

démarche : https://svt.ac-versailles.fr/spip.php?article545

tirage de dès avec tableur : =ENT(ALEA()*6+1)

tirage de dés avec une calculatrice : casio : RANINT#(1,6)

OPTN → NUM → PROBA ou STAT → RAND → #RANDINT → (1,6) → EX → à chaque EX on obtient un nouveau tirage des dés.

on peut aussi utiliser un dé virtuel en ligne

Réalisez un tableau de résultats avec les différents tirages

Démarche sur logiciel : pour accélérer les tirages et comptages, on peut utiliser un logiciel :

logiciel Constantino : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/index.htm

Effectuer 4 tirages (2 couleurs / 10 individus puis 100 individus ; 5 couleurs / 10 individuds puis 100 individus) , suivre sur plusieurs générations et noter le nombre de générations nécessaires pour obtenir une population uniforme (toutes les boules de la même couleur).

– application “en ligne” : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/index.htm

– application “hors-ligne” : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/derive-diplo-local.zip

– fiche technique : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/FT-derive-diplo.pdf

autres logiciels

http://philippe.cosentino.free.fr/productions/derivehtml5/

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/edumodeles/algo/

• Dérive = modification aléatoire de la fréquence des allèles dans une population

bilan 2nde : La dérive génétique est une modification aléatoire de la fréquence des allèles au sein d'une population au cours des générations successives. Elle se produit de façon plus rapide lorsque l’effectif de la population est faible.

Dans les populations réelles, différents facteurs empêchent d’atteindre l’équilibre théorique : l’existence de mutations, le caractère favorable ou défavorable de celles-ci, la taille limitée d’une population (effets de la dérive génétique), les migrations et les préférences sexuelles. Les populations sont soumises à la sélection naturelle et à la dérive génétique. À cause de l’instabilité de l’environnement biotique et abiotique, une différenciation génétique se produit obligatoirement au cours du temps. Cette différenciation peut conduire à limiter les échanges réguliers de gènes entre différentes populations. Toutes les espèces apparaissent donc comme des ensembles hétérogènes de populations, évoluant continuellement dans le temps.

Webographie

§ Que se passe-t-il lorsqu'il y a fécondation ?

3,1/ De la fécondation à la puberté

3,1,1/ La fécondation donne un zygote

1/ Histoire d’un combat scientifique

Réaliser une frise chronologique // tableau de comparaison entre préformistes et épigénistes

26 mars

2/ Etapes de la fécondation

5'02'' Reproduction humaine (Part 01) : http://youtu.be/kk8JFGIUC1U

4'19'' Odyssée de la vie : http://youtu.be/HTfEshpLikE

http://imagesbiogeolfxm.free.fr/reproduction/thumb.html ;

http://bac-sc-rep.e-monsite.com/pages/la-fecondation.html ;

http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Acrosome_reaction_diagram_fr.svg

http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0066-3

http://www.wideo.fr/video/iLyROoafMGJ2.html

fécondation = fusion des gamètes

gamète [gamos : mariage] = cellule sexuelle, reproductrice, germinale

caryogamie [caryo = noyau] = fusion des noyaux

zygote = cellule oeuf

La fécondation a lieu le plus souvent dans le tiers supérieur des trompes. Un spermatozoïde fusionne avec l'ovule pour donner une cellule œuf, ou zygote, par caryogamie.

§ Qu’est-ce qui détermine le sexe d’un individu ?

3/ Comparaisons chromosomiques ♀ & ♂

Caryotypes : http://tecfa.unige.ch/etu-maltt/maya/guardiol/stic/ex9/caryotypes.jpg

caryotype [noyau ; sorte] : ensemble des chromosomes d’une cellule donc d’un individu

22 paires d’homologues + 1 paire de chromosomes sexuels XX ou XY

X et Y = chromosomes sexuels = hétérochromosomes = gonosomes

44 autres chs = homologues = autosomes

Quelques anomalies hétérosomales dans l'espèce humaine et conséquences phénotypiques :

XXY	syndrome de Klinefelter	mâle stérile (testicules différenciés mais réduits, absence de spermatogonies, grande taille, gynécomastie, virilisation incomplète)	1/700 hommes
XXX	triple X	femme fertile, gonades et phénotypes normaux dans la majorité des cas (les deux X supplémentaires sont inactifs)	1/500 femmes
XYY	sujet normal	mâle fertile, différenciation des gonades et phénotype normaux	1/500 hommes
X0	syndrome de Turner	femme stérile (agénésie gonadique (régression des ovaires après leur différenciation), petite taille, ainsi que problèmes de pigmentation, rénaux, squelettique, auto-immuns,  variables selon les individus)	1/2700 femmes alors que la probabilité est de 1/500 (avortement spontané dans 99% des cas)
Y0	létal	l'absence de X est incompatible avec le développement du zygote
XX	mâle XX	mâle stérile (testicules sans spermatogonies)	1/20 000 naissances
XY	femme XY	femme stérile (ovaires dysgénésiques)	1/10 000 naissances
XX + XY (XX/XY)	hermaphrodite vrai	stérile (tissu testiculaire + ovarien dans les gonades)	1/30 000 naissances

Analyse d'anomalies intersexuelles / internet : http://pierrehenri.castel.free.fr/Articles/intersexualite.htm

anomalies hétérosomales : http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/sexegene/1bases.htm

http://acces.ens-lyon.fr/biotic//procreat/determin/html/sites.htm

caractères sexuels I, II

le sexe phénotypique de l'individu ne semble pas lié au nombre de X mais plutôt à la présence ou l'absence du Y

video 9'31 : https://youtu.be/sxHu46YKnZg What we get wrong about saving the bees

Honeybees get a ton of attention, but they’re not the ones who need help. Every year there are alarming headlines about honeybees in the US. Each one highlights some grim facts about the fate of these insects and the subsequent fallout: Colonies are collapsing, beekeepers are struggling, and farming is at risk. The stakes are high. Honeybees are estimated to pollinate up to $15 billion worth of food in the US. It’s safe to say that without them our plates and farms would look very different. Naturally, they’ve become the face of a larger movement to “save the bees,” but the truth is … they’ll be fine. Honeybees are domesticated animals being cared for by a billion-dollar agriculture industry. They’re so ingrained into American life that it might surprise you that they’re not even from the US — they were brought here by settlers in the 1600s. We give them a ton of attention, and the species as a whole isn’t threatened or even at risk — but other species are. There are 20,000 other species of bees in the world — over 4,000 in the United States. They’re incredibly diverse, unique, and also important for pollination. Unfortunately, hundreds of these bee species are at risk of being lost forever, but you rarely see those headlines. Watch the video above to learn more.

text 331 words: https://www.vox.com/down-to-earth/202... Read our original article by Benji Jones here

what is the characteristic of bees : https://www.nwf.org/Educational-Resources/Wildlife-Guide/Invertebrates/Bees