DS2 correction. Saisie Déduction. Document Gènes différents

DS2 correction.
Partie 2.1 : (3 points) Stabilité et variabilité des génomes et évolution
bac S 2007 Amérique du nord
Chez de nombreux êtres vivants, le développement est contrôlé par des gènes comme les gènes Hox par
exemple. Plusieurs gènes Hox sont réunis sur un chromosome et forment un ensemble appelé «
Complexe Hox ».
A partir de l'étude du document, montrez que les gènes Hox a-4, Hox b-4, Hox c-4 et Hox d-4 de la
Souris appartiennent à une même famille multigénique.
Document : gènes des complexes Hox chez la Souris et séquences partielles
Chaque complexe Hox est nommé par une lettre (HoxA, HoxB, HoxC et HoxD) et comprend plusieurs
gènes. Par exemple, le gène Hox a-4 est le quatrième gène du complexe HoxA.
Les tirets correspondent aux nucléotides communs à la séquence de référence (Hox a-4).
Saisie
Document
Gènes différents, présents chez plusieurs êtres
vivants, jouant le même rôle (développement) situés
sur des chromosomes différents,
Nbr de ≠
Et % de ≠
a-4
b-4
c-4
d-4
a-4
b-4
c-4
d-4
0
12/63 =
19%
14/63 =
22%
10/63 =
15%
12/63 =
19%
12/63 =
19%
12/63 =
19%
0
0
0
- Les % de similitudes entre les gènes sont toujours
supérieurs à 20%
Déduction.
Les similitudes existant entre ces gènes différents
ne peut être dues au hasard : elles témoignent d’une
parenté : Ces gènes dérivent d’un gène ancestral
commun qui a subi duplications, mutations et
translocations : ces gènes appartiennent à une
famille multigènique : famille de gènes provenant
d’un gène ancestral commun.
On pourrait préciser que b et c partage le plus de
similitudes : gène ancestral le plus récent, puis
(a,c)/d dérivent d’un gène ancestral plus ancien,
(a,c,d)/b dérivent du gène ancestral le plus ancien.
Partie 2.2 : enseignement obligatoire (6 points) Parenté entre les êtres vivants et fossiles - Phylogénèse
- Evolution
bac S septembre 2004 Antilles
On cherche à établir les caractéristiques et le caractère buissonnant de la lignée humaine. On considère
qu'à partir d'un ancêtre commun se sont séparées :
- La lignée du Chimpanzé; (Paninés)
- La lignée humaine. (homininés)
A partir de la comparaison des crânes du document 1, mettez en évidence les principales
caractéristiques de la lignée humaine. En exploitant les documents 2 et 3, justifiez le fait que l'on puisse
placer chaque fossile trouvé sur les sites de Swartkrans et de Koobi Fora dans cette lignée humaine et
argumentez son caractère buissonnant.
Un sujet où on vous indique les informations à extraire de chaque document, donc attention à bien répondre aux 3
problématiques évoquées.
Intro : A l’aide de l’exploitation des documents on se propose d’étudier
- Les caractéristiques de la lignée humaine.
- Comment on classe un fossile dans cette lignée
- Et les arguments en faveur de son évolution buissonnante (= NON LINEAIRE !!!)
Saisie.
Connaissances + interprétation.
Doc.1
La lignée humaine s’est séparée de celle du
chimpanzé il a entre 10 et 7 MA.
Elle se caractérise par la possession de caractères
dérivés liés :
-La capacité crânienne augmente progressivement.
- A l’augmentation de la capacité crânienne qui
témoigne d’une augmentation du volume cérébral.
-Le trou occipital est situé de plus en plus en avant
- A l’acquisition d’une bipédie permanente,
reconnaissable à la position d’un trou occipital en
position avancé : insertion de la colonne vertébrale
qui se retrouve perpendiculaire au crâne. Bipédie
imparfaite chez l’australopithèque, marquée par un
TO avancé mais moins que chez l’Homme.
-La mâchoire en forme de U chez le chimpanzé,
- A l’allègement des structures crâniennes et
prend progressivement une forme en V : courbure
notamment de la mâchoire qui s’incurve chez les
de l’avant chez l’australopithèque, puis de toute la
homininés et voit ses canines régresser.
mâchoire chez l’Homme moderne.
-Les crocs disparaissent : les canines sont de pus en
plus réduites.
Tout fossile qui présentera un de ces caractères dérivés sera classé dans la lignée humaine (+ trace d’une
culture).
Document 1 : comparaison de crâne de Chimpanzé, d'Australopithèque, d'Homo sapiens (vus de dessous)
Chimpanzé,
- Espèce actuelle
- Capacité crânienne moyenne : 400
cm3
Australopithèque :
- Espèce fossile appartenant à la
lignée humaine
- Capacité crânienne moyenne : 450
cm3 
Homo sapiens :
-Espèce actuelle
- Capacité crânienne moyenne :
1400cm3 
Trou occ.
D'après Zihlman A. L.. Human evolution coloring book. Harper & Collins Publishers.
Doc.2
Homo habilis présente
- Une capacité crânienne supérieure à 600 cm3
- Un trou occipital avancé,
- Un angle facial élevé
malgré la persistance de structures crâniennes
« lourdes » : bourrelets sus-orbitaires, crête
occipitale.
Australopithècus robustus présente
- Une capacité crânienne > au chimpanzé, mais
<600cm3.
- Un trou occipital plus avancé que le chimpanzé
mais moins que l’Homme moderne.
- Un angle facial faible.
- Des structures crâniennes « lourdes » : crête
sagittale, mandibule.
Ils sont tous les 2 bipèdes permanents (TO) et
appartiennent donc aux homininés. Mais le genre
australopithèque présente encore des caractères
primitifs : angle facial, structures crâniennes et
faible développement cérébral < 600cm3 (qui
marque la limite d’appartenance au genre Homo)
et bipédie imparfaite.
Ainsi la lignée humaine est représentée par 2
genres
- Le genre australopithèque présentant un mélange
de caractères primitifs et dérivés, apparu à –4,5MA,
- Le genre Homo présentant un fort développement
cérébral : >600cm3 et une bipédie parfaite.
Les 2 fossiles ont été trouvés dans la même couche
sédimentaire qui est âgé de plus de 1MA.
Ils ont à peu près le même âge, ils sont donc
contemporains. Ils appartiennent à 2 genres :
australopithèques et Homo et appartiennent à la
lignée humaine puisqu’ils présentent au moins un
des caractères dérivés caractéristiques de la lignée
humaine :
Ces 2 espèces fossiles ont donc cohabité, le genre australopithèque, bien que très ancien s’est maintenu
au moins jusqu’à –1 MA
A : Roche sédimentaire la plus ancienne constituant les parois de la grotte.
Remplissage de la grotte par les roches sédimentaires B, C, D.
B : Roche sédimentaire (travertin)
C : Roche sédimentaire (brèche rose) (contient les 2 fossiles, qui ont donc à peu près le même âge)
D : Roche sédimentaire (brèche brune datant de - 0,5 à 1 million d'années)(couche au dessus de C donc
plus récente que C, les fossiles sont donc plus anciens que –1 MA)
Le fossile SK 847 est un crâne d'Homo habilis
Le fossile SK 48 est un crâne d'Australopithecus robustus
- Vue latérale droite.
- Capacité crânienne d'environ 682 cm3 > 450 cm3
(australopithèque)
> 600 cm3 =
limite genre Homo.
La flèche indique la position du trou occipital.
- Vue latérale droite.
- Capacité crânienne d'environ 500 cm3 > 450 cm3
australopithèque du doc 1 mais < 600 cm3 (genre Homo)
d'après Zihlman A. L.. Human evolution coloring book. Harper & Collins Publishers. d'après Chaline. « Une famille peu ordinaire. » Seuil.
Doc3
La lignée humaine est représentée par de
nombreuses espèces appartenant aux 2 genres
étudiés,
- Nous connaissons d’autres espèces
d’australopithèques (Afarensis : Lucy,
Anamensis…) et d’Homo (habilis, erectus,
nehandertalensis, sapiens)
Entre –2,4 et –1,6 MA, les 2 espèces fossiles étudiées
ont cohabité, ainsi qu’avec une autre espèce
d’Homo : H. erectus.(à partir de -1,9 MA
- Ces espèces se sont succédées dans le temps mais
ont pu cohabiter ;
d’Homo : H. erectus.(à partir de -1,9 MA
L’apparition des espèces s’est faite
progressivement mais non de façon linéaire.
Elles présentent des caractères de plus en plus
proches de ceux d’Homo sapiens :
-
Trou occipital
-
Capacité crânienne 
-
 des structures crâniennes.
L’évolution de la lignée humaine n’est pas linéaire
mais buissonnante, elle s’est diversifiée au cours du
temps , puis certaines espèces ont disparu.
Ces espèces présentent une acquisition progressive
des caractères dérivés de la lignée humaine de
façon de plus en plus marquée :
- Bipédie.
-
Volume encéphalique 
Allègement de la face.
L’hominisation est caractérisée par l’augmentation de la capacité crânienne, l’acquisition d’une bipédie
parfaite, l’allègement de la face (Doc. 1,2,3). Ces caractères dérivés sont apparus progressivement au
cours du temps mais de façon buissonnante (doc2 et 3). Les différentes espèces représentant cette lignée
ont pu cohabiter. Aujourd’hui nous sommes les seuls représentants de cette lignée.
Document 3 : Etude du site de Koobi Fora en Afrique de l'est
Intervalle où on peut
trouver, associés des
fossiles d’Homo
habilis et
Austra.robustus.
Les crânes schématisés ci-dessous sont reconstitués d'après les fossiles trouvés dans les couches
sédimentaires. La flèche indique la position du trou occipital.
Reconstitution d'un crâne
d'Australopithecus robustus
Capacité crânienne d'environ 500
cm3
Reconstitution d'un crâne
d'Homo habilis
Capacité crânienne d'environ 650
cm3
Reconstitution d'un crâne
d'Homo erectus
Capacité crânienne d'environ 775
cm3