Exercices de SVT : L'évolution humaine

Le genre $Homo$ se distingue des autres Homininés par un ensemble de caractères dérivés partagés. Analysez les trois fossiles suivants pour déterminer lesquels appartiennent au genre $Homo$ :

• Fossile A : Capacité crânienne de $450 \text{ cm}^3$, bipédie non exclusive, face prognathe.
• Fossile B : Capacité crânienne de $650 \text{ cm}^3$, bipédie exclusive, présence d'une industrie lithique taillée (outils en pierre) et réduction de l'appareil masticateur.
• Fossile C : Capacité crânienne de $1350 \text{ cm}^3$, bipédie exclusive, arcades sourcilières marquées, traces d'activités culturelles et symboliques.

En vous appuyant sur les critères anatomiques (volume endocrânien, forme de la face) et comportementaux (maîtrise d'outils, culture), justifiez pourquoi le fossile A est exclu du genre $Homo$ et pourquoi les fossiles B et C y sont inclus.

Dans le cadre de l'étude de l'évolution humaine, on compare les séquences d'un gène mitochondrial impliqué dans la respiration cellulaire chez trois espèces : l'Homme actuel ($Homo \ sapiens$), le Chimpanzé ($Pan \ troglodytes$) et le Gorille ($Gorilla \ gorilla$). Sur un fragment de $300$ nucléotides, on observe $12$ différences entre l'Homme et le Chimpanzé, et $28$ différences entre l'Homme et le Gorille. En utilisant l'hypothèse de l'horloge moléculaire, où le taux de mutation est estimé à $1,5 \times 10^{-9}$ mutations par site et par an, déterminez la relation de parenté la plus probable entre ces espèces.

Le genre $Homo$ se distingue par une augmentation significative du volume endocrânien. On étudie trois fossiles : le spécimen A (Australopithèque, $3,2 ext{ Ma}$, $450 ext{ cm}^3$), le spécimen B ($Homo erectus$, $1,8 ext{ Ma}$, $850 ext{ cm}^3$) et le spécimen C ($Homo neanderthalensis$, $0,3 ext{ Ma}$, $1450 ext{ cm}^3$). 1) Calculez le taux de croissance annuel moyen du volume crânien entre A et B, puis entre B et C (en $cm^3/Ma$). 2) Sachant que la divergence entre la lignée humaine et la lignée du Chimpanzé est estimée à $7 ext{ Ma}$ avec une distance génétique de $1,5\%$, expliquez pourquoi ces données réfutent la thèse d'une évolution linéaire (l'Homme descend du singe).