CORRIGE

Introduction

L’espèce est définie par un critère d’interfécondité. Lorsque des organismes considérés comme proches en raison de ressemblances morphologiques, anatomiques, cytogénétiques et moléculaires sont incapables de se reproduire entre eux et d’avoir des descendants interféconds, on considère qu’ils appartiennent à des espèces différentes.

Au cours de l’évolution, de nouvelles espèces se forment à partir d’une lignée ancestrale.

Plus la divergence à partir de l’ancêtre commun est récente et plus les ressemblances sont importantes. On peut ainsi mesurer le degré de parenté entre les espèces. Qu’en est-il chez les primates lorsque l’on s’appuie sur l’analyse des caryotypes et des séquences de chaînes protéiques de l’hémoglobine ?

1) Parenté entre Homme, Chimpanzé, Gorille et Orang-outang

Au cours de l’évolution des espèces, les modifications enregistrées dans la séquence des gènes s’accumulent au cours du temps : plus le nombre de différences est important et plus la divergence entre les espèces à partir d’un ancêtre commun est ancienne. Les protéines sont les produits de l’expression des gènes et la séquence des acides aminés des premières est dictée par celle des nucléotides des seconds. C’est pourquoi la comparaison des séquences protéiques donne une idée de la distance évolutive qui sépare deux espèces.

Les chaînes a , b et g de l’hémoglobine ne présentent aucune différence entre l’Homme et le Chimpanzé alors que le Gorille montre une différence dans la chaîne b et une dans la chaîne g et l’Orang-outan une différence dans a , deux dans b et une dans g . En outre, les modifications observées chez l’Orang-outan affectent pour la plupart des acides aminés qui restent identiques chez les trois autres espèces impliquant une parenté plus proche entre elles. A ces ressemblances entre molécules s’ajoutent des ressemblances morphologiques et anatomiques. Ceci montre que ces quatre espèces de primates sont apparentées. Parmi les singes anthropomorphes, le Chimpanzé est le plus proche de l’homme et le Gorille est plus proche du Chimpanzé que de l’Orang-outang. L’analyse des caryotypes de l’Homme et du Chimpanzé conforte ce point de vue. L’Homme possède 46 chromosomes alors que le Chimpanzé en possède 48 et la disposition des bandes sur ces chromosomes montre que le chromosome 2 de l’Homme résulte de la fusion de deux chromosomes de Chimpanzé. Les autres singes anthropomorphes possèdent 48 chromosomes comme le Chimpanzé et sont donc plus proche de lui que de l’Homme.

2) Apparition d’espèces nouvelles

L’Homme et les trois espèces de singes anthropomorphes sont apparentés mais ils appartiennent à des espèces différentes puisqu’ils ne peuvent se reproduire entre eux. Leur cas permet d’illustrer certains mécanismes aboutissant à cet isolement reproducteur.

Les caryotypes de l’Homme et du Chimpanzé présentent un nombre de différences limité. Plus de la moitié des chromosomes sont identiques entre les deux espèces tandis que trois additions de matériel et neuf inversions modifient la structure de dix d’entre eux. Si la constitution en bandes des chromosomes reste très similaire, certaines modifications subies par les chromosomes peuvent expliquer la non fécondité des hybrides. Ainsi, la différence du nombre de chromosomes qui se traduit par une garniture haploïde différente entre les gamètes mâle et femelle conduit à un nombre impair de bivalents lors de la prophase I de la méiose empêchant son bon déroulement. De même, les inversions (comme celles des chromosomes 9 et 17) l’addition de matériel à un chromosome (chromosome 1) ou la délétion de matériel (chromosomes 13 et 18) peuvent gêner le bon appariement des chromosomes et donc le déroulement de la méiose. De plus, en cas d’échanges méiotiques entre les chromatides, ces modifications peuvent conduire à l’inactivation de gènes dont les éléments ne sont plus en continuité. Il en résulte que des changements comme ceux différenciant les chromosomes de l’Homme et du Chimpanzé conduisent à des lignées devenues incapables de se reproduire. Même si des descendants pouvaient se développer, ils seraient stériles comme ceux obtenus par le croisement du cheval et de l’ânesse.

3) Schématisation des relations de parenté

Compte tenu des informations précédentes Homme et Chimpanzé ont la parenté la plus proche. Le Gorille a une parenté proche avec le Chimpanzé et plus éloignée avec l’Orang-outan. le schéma présente une interprétation de ces relations.

Homme Chimpanzé
 Gorille
 Orang-outan

Corrigé de l’examen du bac S métropole de 1996

J’ai mis en gras le passage qui devrait intéresser Frédéric, qui le pauvre, a lamentablement échoué cette année-là.