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Notre grande famille

La biologie moléculaire et la génétique nous permettent de comparer les êtres vivant actuellement. Suivant le principe de l'évolution, plus il y a de différences entre deux espèces vivantes, plus leur ancètre commun est éloigné dans le temps. Appliqué à l'homme et aux grands singes, on obtient l'arbre de parenté ci-dessous :


 

Ainsi, nos plus proches cousins sont les chimpanzés et les bonobos. Je note que le bonobo est également appelé chimpanzé nain et qu'il a longtemps été pris pour un chimpanzé "classique".

Voici un exemple des études comparatives menées dans le domaine de la biologie moléculaire. En 1963 Morris Goodman compare pour la première fois les l'albumines sériques (du sérum) des grands singes actuels. Il prépare des anticorps dirigés contres l'albumine sérique d'une espèce, puis mesure le taux de réaction de ces anticorps à l'albumine sérique des autres espèces. Il obtient le tableau des taux de réaction anticorps/sérum-albumine suivant :
 
Homme Chimpanzé Gorille Orang Outan Gibbon
Homme 8 8 12 14
Chimpanzé 8 8 12 14
Gorille 8 8 12 14
Orang Outan 12 12 12 14
Gibbon 14 14 14 14

Lisons ce tableau. Le taux de réaction des anticorps dirigés contre l'albumine sérique de l'homme donnent un taux de réaction de 8 avec les chimpanzés et gorille, de 12 avec l'orang outan et de 14avec le gibbon. Ainsi, l'albumine du gibbon diffère le plus de celui de l'homme puis vient celui de l'orang outan et enfin viennent ceux des chimpanzé et gorille. Le tableau montre parfaitement que les chimpanzé, gorille et homme forment un groupe à part tandis que les orang outan et gobbon forment des espèces éloignées.

La comparaison génétique est la méthode de référence depuis le milieu des années 1980. On a ainsi observé que les chimpanzés/bonobos et les hommes ne diffèrent que par 1.61% de leurs structures génétiques. Cette différence entre l'homme et les singes monte à 1.84% avec le gorille et 3.5% avec l'orang outan. Je n'ai pas la valeur en ce qui concerne la différence génétique de l'homme avec le gibbon. Toute information à ce sujet est la bienvenue.

Une des grandes découvertes de ces deux dernières décénies est que l'homme, le chimpanzé/bonobo et le gorille se ressemblent à plus de 98% du matériel génétique. Comment est-ce possible? Pour faire simple je dirais qu'il existe 3 grandes familles de gènes : Le gènes qui ne codent rien, ceux qui codes les différentes proteïnes utilent à l'être vivant (gènes de structures) et enfin les gènes de régulation du développement (gènes architectes). Environ 90% des gènes font parti de la première catégorie. Les gènes de structures codent environ 100 000 proteïnes. Les gènes architectes sont très peu nombreux (quelques dizaines). Ces derniers déterminent le taux d'expression des gènes de structures dans le temps et donc le developpement de l'être vivant (ontogénèse). Les différentes transformation d'un homme à l'adolescence forment un exemple simple et concret de l'action des génes architectes. Ainsi, un seul de ces gènes fait la différence entre un pygmé et un non-pygmé en déterminant si oui ou non l'individu connaitra l'accélération de sa croissance à l'adolescence. Ainsi, de petites causes peuvent avoir de grands effets. Manifestement, une bonnes partie des mutations génétiques fixées dans l'histoire évolutive des hommes a concerné les gènes architectes.

Puisque l'essentiel de la différence entre l'homme et son cousin le chimpanzé est dû à des écarts dans les durées et les intensités des différentes étapes du développement, il est donc possible de les repérer et de les quantifier. Comparons alors les ontogénèses de l'homme et du chimpanzé :
1/ L'ontogénèse débute avec la formation de l'oeuf et concerne la vie embryonnaire. C'est durant cette étape que les cellules nerveuses se multiplient et que le cerveau se met en place. La vie embryonnaire dure 2 semaines chez le chimpanzé contre 8 semaines chez l'homme. Le nombre de cellule nerveuses est alors considérablement augmenté chez l'homme, le cerveau est plus volumineux et son plan d'organisation est plus complexe.
2/ L'ontogénèse se poursuit dans l'étape de la vie foetale qui se termine à la naissance. Durant cette période, les tissus et les organes finissent de se mettre en place et deviennent fonctionnels. C'est la morphogénèse. La gestation est de 8mois chez le chimpanzé et de 9mois chez l'homme. Ainsi, la vie foetale dure 7mois1/2 chez le chimpanzé et 7mois chez l'homme. En d'autre termes, le bébé humain nait prématurément. La relative faiblesse de la durée de gestation permet au bébé de naitre en évitant que le crâne de foëtus devienne trop "gros" par rapport au diamètre du canal obstétrical. La contre parti est que le bébé humain n'est pas "fini". Ainsi, malgrés un cerveau de 385cm3 chez le bébé humain contre 170cm3chez le bébé chimpanzé,  les aptitudes psyco-motrices du bébé humain sont réduites : activités motrices volontaires réduites, vision peut étendue et confuse, registre auditif étroit...
3/ L'ontogénèse se poursuit par la phase lactéale qui dure environ 3ans chez le chimpanzé et 6ans chez l'homme. Cette phase se caractérise par le développement des dents de lait et se termine quand celles-ci commencent à être remplacées par la dentition définitive. Durant la phase lactéale, le cerveau se développe : Achèvement de la myélinisation des fibres nerveuses, multiplication des connexions entre les cellules nerveuses du cortex, le volume cérébrale croît de manière importante (multiplié par 3.5 chez l'homme et 2.3 chez le chimpanzé) aidé par la souplesse des jointures entres les os du crâne et par les fontanelles (qui ce referment vers 3 ans ches le bébé humain et 8 mois pour le bébé chimpanzé), le cervelet se modifie en relation avec l'équilibration et chez l'homme l'acquisition de la verticalité et de la marche bipède qui se fait vers 14 mois chez l'homme et 6 mois chez le chimpanzé), le crâne se repositionne (chez l'homme, vers 2 ans, le trou occipital dans lequel se fixe la colonne vertébrale avance de sorte à se placer en position centrale sous le crâne facilitant la marche bipède et abaissant le larynx se qui permet le langage articuler, chez le chimpanzé la nuque reste plate et le larynx demeure en position haute de plus le trou occipital ne se met pas sous le crâne. A 3 ans le petit chimpanzé perds son aptitude à la bipédie).
4/ La quatrième phase de l'ontogénèse est dite de "substitution". Elle correspond à la période de remplacement des dents de lait par les dents définitives. Chez l'homme cette phase dure environ 8 ans. chez le chimpanzé elle dure 5 ans. Durant cette phase, de nombreux caractères "adultes" se développent chez le chimpanzé : développement du bourrelet sus-orbital (forte arcade sourcilière), la face s'alonge vers l'avant, développement des crocs, le cerveau ne se développe plus. Le petit humain, connait un rythme de développement bien plus lent. Malgrés la durée importante de cette 4ème phase,  la lenteur du développement des caractères adulte est tel que l'homme garde l'essentiel de ses trait juvéniles. De plus, le petit humain bénéficie d'une période plus importante pour parfaire son apprentissage.
4/ La dernière étape correspond à l'acquisition de la maturité sexuelle qui se fait vers 9ans chez le chimpanzé et 14ans chez l'homme.

L'homme adulte a eu plus de temps pour développer un certain nombre de caractères liés au aptitudes intelectuelles et a ralentit le développement d'autres caractères au point de ressembler à un singe qui n'est jamais devenu adulte : crâne arrondi, dentition faible, aptitude à la bipédie.



Vous avez certainement remarqué qu'il n'y a pas de datation sur l'arbre ci-dessus. Les méthodes utilisées par les biologistes ne permettent pas une datation précise de la séparation des branches entres elles. Cependant, elle permettent des estimations qui peuvent être mises en concordence avec les résultats des recherches effectuées par les paléontologues. Ainsi, on estime la divergence de la branche menant aux :
- Gibbons à plus de 25Ma (Méga An ou Millions d'années),
- Orang Outans à environ 16Ma
- Gorilles à environ 7Ma
- Hommes à environ 5Ma
- Bonobos à environ 2Ma

On peut aussi se poser la question du pourquoi dans une même période de temps une branche donne naissance à une espèce tandis que l'autre branche donne naissance à plusieurs espèces (ex. le gibbon d'une part et d'autre part l'orang outan, le gorille, l'homme, le chimpanzé et le bonobo). La réponse est simple. Cette arbre ne représente que les espèces de grands singes les plus proches de nous ayant survécu jusqu'à nos jours. En fait, l'arbre évolutif des espèces est bien plus riche que celui représenté ci-dessus. Seulement, la majoritë des espèces ayant existées ont disparue. Ce constat marque la principale limite de la biologie moléculaire appliquée à l'histoire du vivant.