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L'évolution est un processus fascinant et toujours à l'oeuvre. De l'apparition des premiers poissons jusqu'à l'arrivée de l'homme, une série de modifications aléatoires a permis de créer tous les êtres vivants présents de nos jours sur Terre. Comment est-ce possible? Comment retrouver l'arbre généalogique de l'espèce humaine? Avec un ADN à 98% semblable à celui du chimpanzé, il est dur de renier nos origines... Partons donc à leur découverte!

L'évolution, un processus général...

La base de notre organisation cellulaire et moléculaire laisse penser que tous les êtres vivants descendent probablement d'une origine commune. En effet, à ces deux niveaux, des similarités sont frappantes :

• l'universalité de l'ADN comme moyen de stockage de l'information génétique. L'ADN (Acide Désoxyribonucléique) est une molécule microscopique contenant l'information génétique. Elle est formée de deux très longs brins qui s'enroulent en double hélice. Ces brins sont eux-même formés par des nucléotides. Il faut voir les nucléotides comme des pièces de légo servant à construire la tour qu'est l'ADN. Un groupe de trois nucléotides permet de coder un acide aminé. Il existe 20 acides aminés qui sont utilisés dans la fabrication des protéines.
• l'universalité du code génétique qui assure qu'un triplet de nucléotides, aussi appelé codon, est toujours associé à la fabrication du MÊME acide aminé dans TOUTES les espèces.
• l'universalité de la cellule comme élément fonctionnel de base de tous les êtres vivants des bactéries jusqu'aux éléphants.

Les êtres vivants sont classés par espèce. Une espèce est un ensemble d'individus ayant beaucoup de caractères communs, féconds entre eux et dont la descendance est féconde. Ainsi, un ligron ne fera partie d'aucune espèce . Et pour cause ! C'est le bébé d'un lion et d'une tigresse, incapable de se reproduire avec succès. Ils sont très peu nombreux et ne naissent que dans les zoos, l'habitat des lions et des tigres n'étant pas dans la même zone géographique. L'évolution modifie les caractéristiques de chaque espèce au cours des générations et crée de nouvelles espèces. 

Une science a même été créée pour étudier les relations de parenté entre espèces et les regrouper en fonction de leurs ancêtres communs : la phylogénie. Pour ce faire, les scientifiques doivent rechercher des caractères dits homologues (=identiques) entre les deux espèces aux niveaux morphologiques, embryonnaires, moléculaires et anatomiques. Ces caractères homologues ont la même position par rapport au reste du corps, la même structure et se forment de manière identique dans l'embryon. Toutefois, tous les caractères homologues ne sont pas intéressants. Il nous faut différencier les caractères ancestraux ou primitifs des caractères dérivés. Seul les caractères dérivés nous intéressent car ils sont apparus plus récemment et correspondent à une évolution... enfin, mieux vaut parler comme les pros et dire innovation évolutive . Le mot caractère dérivé peut également être remplacé par caractère évolutif. Si deux groupes (par exemple les hommes et les grenouilles) ont un caractère dérivé commun (les doigts), cela voudra dire qu'ils ont un ancêtre commun exclusif (non partagé avec tous les groupes). 

Mais, quelles sont les caractéristiques des caractères dérivés ? Ils sont apparus "récemment" sur une échelle de plusieurs millions d'année et correspondent à :

• la disparition d'une caractéristique ancestrale
• la transformation d'une caractéristique ancestrale
• la création d'une nouvelle caractéristique

Bien sûr, les modifications génétiques sont nombreuses et sont le fruit du hasard, mais elles peuvent ne pas être transmises aux descendants (` ` de chance qu'elles ne le soient pas si seulement 1 des parents possède le gène modifié) et peu d'entre elles donnent à leurs détenteurs un avantage sur les autres. L'environnement va faire un tri dans les modifications génétiques, laissant les plus avantageuses prendre le dessus sur les autres par la sélection naturelle. Cela veut tout simplement dire que les individus avantagés par leurs gènes auront plus de chance d'atteindre l'âge adulte et donc de se reproduire pour continuer leur lignée. Si l'innovation évolutive est désavantageuse, elle a peu de chances de se perpétuer.

Voici quelques exemples de caractères dérivés aux différents niveaux :

Les données paléontologiques nous aident à déterminer quelles espèces sont apparues en premier.

Enfin, pour les observations concernant l'homologie moléculaire, on compare les séquences ADN et on note leurs différences. Il est supposé vrai que le nombre de modifications génétiques (= évolution moléculaire ou horloge moléculaire) est constant au fil du temps : des séquences très proches attestent donc de la présence d'un ancêtre commun récent.

Note de vocabulaire : analogue et homologue, savez vous la différence ? Faites bien attention sur votre copie du bac, ces mots ne sont pas interchangeables ! Analogue fait référence à un caractère ayant une fonction similaire pour deux espèces mais n'impliquant pas un ancêtre commun (pas de structure similaire,...). Par exemple, les ailes des insectes et des oiseaux ne viennent pas du même ancêtre commun alors qu'elles ont pourtant la même fonction. Homologue a été défini plus haut (voir caractère homologue) et implique l'existence d'un ancêtre commun portant le caractère commun aux deux espèces observées. 

L'étude des caractères homologues dérivés ont permis de réaliser un autre classement des animaux que celui dont nous avons l'habitude : mammifères, amniotes, tétrapodes, vertébrés. Nous pouvons, grâce à ces données et celles du tableau, construire un arbre phylogénétique simple. Cet arbre montre les différents groupes monophylétiques (groupe d'espèces découlant de la même innovation évolutive), chaque branche représentant un groupe. Les ancêtres communs sont représentés par les intersections (aussi appellées noeuds) entre 2 branches. Il est normal que les ancêtres communs n'aient pas de noms spécifiques. En effet, ils ne sont que des hypothèses et ne correspondent pas à des espèces fossiles ou existantes précises. Ils contiennent en eux le(s) nouveau(x) caractère(s) dérivé(s) responsable(s) de la nouvelle branche.

Attention : les arbres phylogénétiques sont avant tout des hypothèses. Chaque branchement doit pouvoir "prouver" son utilité par l'existence d'une innovation évolutive. A chaque intersection se trouve un ancêtre commun.

...permis grâce à la mutation des gènes

Le fragment d'ADN qui contient l'information nécessaire pour la synthèse d'une protéine est appelé un gène. Chaque gène a une position précise ou locus au sein de l'ADN. L'ADN est donc une succession de gènes, l'ensemble des gènes d'un individu formant son génotype. Par contre, la séquence d'un gène donné peut varier d'un individu à l'autre. Les différentes variantes d'un même gène s'appellent des allèles. Certaines modifications passeront inaperçues, d'autres pourront empêcher la formation de la bonne protéine, ce qui modifiera le fonctionnement de la cellule concernée, créera une protéine, etc.

Plusieurs modifications (ou innovations génétiques) peuvent survenir :

• La mutation s'effectue durant la réplication de l'ADN où un double de cette dernière est créé. Une ou plusieurs erreur(s) de copie dans le double entraînera la modification du gène ancestral et la création d'un allèle. Il est possible que cette allèle code une protéine totalement différente que celle codée par le gène ancestral.
• La duplication correspond à la copie d'un seul gène à un autre endroit du chromosone ou sur un autre chromosone. Le gène n'est alors pas modifié, une copie à un endroit différent du génome est créée.
• La transposition correspond au déplacement de ce gène à un autre endroit du génome, sur un autre chromosone. Aucune copie de ce gène n'est alors formée, il est juste déplacé.

Mutation-duplication-transposition se combinent au cours du temps. Les gènes issus du même gène ancestral forment une famille multigénique. Les gènes ainsi créés sont le fruit du hasard, leur évolution est irréversible et leur création n'est pas le fait de l'environement (à priori pas de risque, les dinausores ne reviendront pas  !). De plus, leur création entraîne une complexification et une plus grande diversité du génome et l'apparition de nouvelles fonctions. Leurs effets sont d'autant plus visibles si ce sont des gènes du développement c'est-à-dire qu'ils sont en partie responsables de la formation d'un organe... Ainsi, une modification des gènes codant pour la croissance osseuse a pu favoriser la bipédie, et l'arrivée de l'Homme !

Le cas de la lignée humaine

L'homme est bien intégré dans la classification des êtres vivants, il fait même partie de plusieurs groupes, en voici la liste, du plus large (avec le plus de membres) au plus restreint - là je ne donne qu'une ou deux raisons pour chaque groupe mais en vous creusant un peu la tête vous pouvez en trouver bien plus  ! -:

• Les Eucaryotes car ses cellules possèdent un noyau contenant l'information ADN.
• Les Vertébrés car il possède un squelette osseux et une colonne vertébrale.
• Les Amniotes car son petit se forme dans un amnios.
• Les Mammifères car il possède des poils, un placenta. 
• Les Primates car il a des ongles plats et un pouce opposable qui lui permet de saisir les objets. Si vous ne savez pas ce qu'est un pouce opposable, regardez votre main, c'est ça  ! D'ailleurs pour ne pas avoir à dire "qui lui permet de saisir des objets", vous pouvez dire que votre main est préhensile... c'est la même chose !

Mais ce n'est pas tout. L'ADN humaine ressemble à 95 % à celle des Grands Singes et encore plus à celle du chimpanzé (ceci dit en passant, le chimpanzé est un type de Grands Singes). Cela suggère que ces espèces ont un ancêtre commun qui devait avoir tant les caractéristiques des premiers hommes que celles des chimpanzés. Cet ancêtre devait avoir une capacité crânienne proche de 400 cm³, mesurer 1 mètre, avoir acquis une bipédie partielle, vivre en communauté et savoir utiliser quelques outils basiques. On peut donc en conclure que les hommes et les Grands Singes peuvent être regroupés dans un groupe :

• Les Hominoïdes

Toutefois, leur route s'est séparée il y a entre 7 et 10 millions d'années pour former deux espèces bien différentes... et l'homme tel que nous le connaissons n'est pas arrivé en un jour. Tous les représentants de la ligné humaine sont ainsi rassemblés sous le nom de :

• Les Hominidés

Mais alors, qu'est ce qui nous séparent véritablement des Grands Singes ?

Et comment sommes nous arrivés jusque là?

Comme vous pouvez vous en rendre compte sur la frise, différentes espèces d'hominidés ont cohabité ensemble et elles n'avaient pas développé les mêmes caractéristiques. Par exemple, chez certaines, le volume crânien augmentait et la bipédie restait incomplète alors que chez d'autres, c'était l'inverse. De plus, certaines espèces ont été prolifiques, donnant naissance à plusieurs autres espèces alors que d'autres comme les néandertaliens se sont éteintes sans descendant. Il nous est donc possible de dire que l'évolution humaine n'a pas été linéaire mais buissonnante.

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