29.7 : L'évolution des primates

Compétences à développer

• Décrire les caractéristiques dérivées qui distinguent les primates des autres animaux
• Expliquer pourquoi les scientifiques ont de la difficulté à déterminer les véritables lignes de descendance chez les hominidés

L'ordre des primates de classe Mammalia comprend les lémuriens, les tarsiers, les singes, les singes et les humains. Les primates non humains vivent principalement dans les régions tropicales ou subtropicales d'Amérique du Sud, d'Afrique et d'Asie. Leur taille varie du lémurien souris pesant 30 grammes (1 once) au gorille de montagne pesant 200 kilogrammes (441 livres). Les caractéristiques et l'évolution des primates nous intéressent particulièrement car elles nous permettent de comprendre l'évolution de notre propre espèce.

Caractéristiques des primates

Toutes les espèces de primates possèdent des adaptations pour grimper aux arbres, car elles descendent toutes d'arbres. Ce patrimoine arboricole de primates a donné naissance à des mains et des pieds adaptés à la brachiation ou à l'escalade et au balancement des arbres. Ces adaptations incluent, sans toutefois s'y limiter : 1) une articulation de l'épaule rotative, 2) un gros orteil largement séparé des autres orteils et pouces, qui sont largement séparés des doigts (sauf chez les humains), ce qui permet de saisir les branches, 3) une vision stéréoscopique, deux champs de vision superposés par les yeux, ce qui permet de percevoir la profondeur et de mesurer la distance. Les autres caractéristiques des primates sont un cerveau plus gros que celui de la plupart des autres mammifères, des griffes transformées en ongles aplatis, généralement une seule progéniture par grossesse, et une tendance à maintenir le corps droit.

L'ordre des primates est divisé en deux groupes : les prosimiens et les anthropoïdes. Les prosimiens incluent les bébés de brousse d'Afrique, les lémuriens de Madagascar et les loris, les pommes de terre et les tarsiers de l'Asie du Sud-Est. Les anthropoïdes incluent les singes, les singes et les humains. En général, les prosimiens ont tendance à être nocturnes (contrairement aux anthropoïdes diurnes) et ont une taille et un cerveau plus petits que ceux des anthropoïdes.

Évolution des primates

Les premiers mammifères ressemblant à des primates sont appelés proto-primates. Leur taille et leur apparence ressemblaient à peu près à celles des écureuils et des musaraignes arboricoles. Les preuves fossiles existantes (provenant principalement d'Afrique du Nord) sont très fragmentées. Ces proto-primates restent en grande partie des créatures mystérieuses jusqu'à ce que de nouvelles preuves fossiles soient disponibles. Le plus vieux mammifère connu ressemblant à des primates dont les fossiles sont relativement robustes est Plesiadapis (bien que certains chercheurs ne soient pas d'accord pour dire que Plesiadapis était un proto-primate). Les fossiles de ce primate datent d'il y a environ 55 millions d'années. Les plésiadapiformes étaient des proto-primates qui avaient certaines caractéristiques des dents et du squelette en commun avec les vrais primates. Ils ont été découverts en Amérique du Nord et en Europe au Cénozoïque et ont disparu à la fin de l'Éocène.

Les premiers vrais primates ont été découverts en Amérique du Nord, en Europe, en Asie et en Afrique à l'Éocène. Ces premiers primates ressemblaient aux prosimiens actuels tels que les lémuriens. Les changements évolutifs se sont poursuivis chez ces premiers primates, avec un cerveau et des yeux plus grands et un museau plus petit. À la fin de l'Éocène, de nombreuses espèces prosimiennes anciennes ont disparu en raison de températures plus fraîches ou de la compétition des premiers singes.

Les singes anthropoïdes ont évolué à partir de prosimiens à l'époque de l'Oligocène. Il y a 40 millions d'années, des preuves indiquent que des singes étaient présents dans le Nouveau Monde (Amérique du Sud) et dans l'Ancien Monde (Afrique et Asie). Les singes du Nouveau Monde sont également appelés Platyrrhini, en référence à leur large nez (Figure\(\PageIndex{1}\)). Les singes de l'Ancien Monde sont appelés Catarrhini, en référence à leur nez étroit. Il existe encore une certaine incertitude quant à l'origine des singes du Nouveau Monde. Au moment de l'apparition des platyrrhins, les continents d'Amérique du Sud et d'Afrique s'étaient séparés. On pense donc que les singes sont apparus dans l'Ancien Monde et ont atteint le Nouveau Monde soit en dérivant sur des radeaux en rondins, soit en traversant des ponts terrestres. En raison de cet isolement reproducteur, les singes du Nouveau Monde et ceux de l'Ancien Monde ont subi des radiations adaptatives distinctes pendant des millions d'années. Les singes du Nouveau Monde sont tous arboricoles, tandis que les singes de l'Ancien Monde incluent des espèces arboricoles et terrestres.

Figure\(\PageIndex{1}\) : Le singe hurleur est originaire d'Amérique centrale et d'Amérique du Sud. Il émet un appel qui ressemble à un lion rugissant. (crédit : Xavi Talleda)

Les singes ont évolué à partir des catarrhines d'Afrique au milieu du Cénozoïque, il y a environ 25 millions d'années. Les singes sont généralement plus gros que les singes et ne possèdent pas de queue. Tous les singes sont capables de se déplacer à travers les arbres, bien que de nombreuses espèces passent le plus clair de leur temps au sol. Les singes sont plus intelligents que les singes et leur cerveau est relativement plus gros que la taille de leur corps. Les singes sont divisés en deux groupes. Les petits singes font partie de la famille des Hylobatidés, qui comprend les gibbons et les siamangs. Les grands singes incluent les genres Pan (chimpanzés et bonobos) (Figure\(\PageIndex{2}\) a), Gorilla (gorilles), Pongo (orangs-outans) et Homo (humains) (Figure\(\PageIndex{2}\) b). Les gibbons, très arboricoles, sont plus petits que les grands singes ; ils ont un faible dimorphisme sexuel (c'est-à-dire que la taille des sexes n'est pas très différente) et ils ont des bras relativement plus longs utilisés pour se balancer à travers les arbres.

Figure\(\PageIndex{2}\) : Le (a) chimpanzé est l'un des grands singes. Il possède un cerveau relativement gros et n'a pas de queue. (b) Tous les grands singes ont une structure squelettique similaire. (crédit a : modification d'une œuvre par Aaron Logan ; crédit b : modification d'une œuvre par Tim Vickers)

Évolution humaine

La famille des hominidés de l'ordre des primates comprend les hominoïdes : les grands singes (Figure\(\PageIndex{3}\)). Les preuves provenant des fossiles et d'une comparaison de l'ADN humain et de l'ADN des chimpanzés suggèrent que les humains et les chimpanzés ont divergé d'un ancêtre hominoïde commun il y a environ 6 millions d'années. Plusieurs espèces ont évolué à partir de la branche évolutive qui inclut les humains, bien que notre espèce soit la seule survivante. Le terme hominine est utilisé pour désigner les espèces qui ont évolué après cette scission de la lignée de primates, désignant ainsi des espèces plus proches des humains que des chimpanzés. Les hominins étaient principalement bipèdes et comprennent les groupes qui ont probablement donné naissance à notre espèce, notamment les Australopithèques, les Homo habilis et les Homo erectus, ainsi que les groupes non ancestraux qui peuvent être considérés comme des « cousins » des humains modernes, tels que les Néandertaliens. Il est difficile de déterminer les véritables lignes de descendance chez les hominins. Dans les années passées, alors que relativement peu de fossiles d'hominins avaient été découverts, certains scientifiques pensaient que les considérer dans l'ordre, du plus vieux au plus jeune, permettrait de démontrer le cours de l'évolution des premiers hominins aux humains modernes. Ces dernières années, cependant, de nombreux nouveaux fossiles ont été découverts, et il est clair qu'il y avait souvent plus d'une espèce vivante à la fois et que bon nombre des fossiles découverts (et les espèces nommées) représentent des espèces d'hominines disparues et qui ne sont pas ancestrales des humains modernes.

Figure\(\PageIndex{3}\) : Ce graphique montre l'évolution de l'homme moderne.

Les très premiers hominins

Trois espèces d'hominidés très anciens ont fait la une des journaux ces dernières années. Le plus ancien d'entre eux, Sahelanthropus tchadensis, date d'il y a près de 7 millions d'années. Il existe un seul spécimen de ce genre, un crâne découvert à la surface du Tchad. Le fossile, officieusement appelé « Toumai », est une mosaïque de caractéristiques primitives et évoluées, et on ne sait pas exactement comment ce fossile correspond à l'image donnée par les données moléculaires, à savoir que la ligne menant aux humains modernes et aux chimpanzés modernes s'est apparemment bifurquée il y a environ 6 millions d'années. À cette époque, on ne pense pas que cette espèce soit l'ancêtre de l'homme moderne.

Une deuxième espèce plus jeune, Orrorin tugenensis, a également été découverte relativement récemment, en 2000. Il existe plusieurs spécimens d'Orrorin. On ne sait pas si Orrorin était un ancêtre humain, mais cette possibilité n'a pas été exclue. Certaines caractéristiques de l'Orrorin ressemblent davantage à celles des humains modernes que ne le sont les australopithes, bien que l'Orrorin soit beaucoup plus ancien.

Un troisième genre, Ardipithecus, a été découvert dans les années 1990, et les scientifiques qui ont découvert le premier fossile ont découvert que d'autres scientifiques ne croyaient pas que l'organisme était un bipède (il ne serait donc pas considéré comme un hominidé). Dans les années qui ont suivi, plusieurs autres spécimens d'Ardipithecus, classés en deux espèces différentes, ont démontré que l'organisme était bipède. Encore une fois, le statut de ce genre en tant qu'ancêtre humain est incertain.

Hominins primitifs : genre Australopithecus

L'Australopithèque (« singe du sud ») est un genre d'hominine qui a évolué en Afrique de l'Est il y a environ 4 millions d'années et s'est éteint il y a environ 2 millions d'années. Ce genre nous intéresse particulièrement car on pense que notre genre, le genre Homo, a évolué à partir de l'Australopithèque il y a environ 2 millions d'années (après avoir probablement traversé certains états de transition). L'australopithèque présentait un certain nombre de caractéristiques qui ressemblaient davantage à celles des grands singes qu'à celles des humains modernes. Par exemple, le dimorphisme sexuel était plus exagéré que chez les humains modernes. Les mâles étaient jusqu'à 50 pour cent plus grands que les femelles, un ratio similaire à celui observé chez les gorilles et les orangs-outans modernes. En revanche, les hommes humains modernes sont environ 15 à 20 pour cent plus grands que les femmes. La taille du cerveau de l'Australopithèque par rapport à sa masse corporelle était également plus petite que celle des humains modernes et plus similaire à celle observée chez les grands singes. L'une des principales caractéristiques que l'Australopithèque avait en commun avec les humains modernes était la bipédalisme, bien qu'il soit probable que l'Australopithèque passait également du temps dans les arbres. Des empreintes d'hominines, similaires à celles des humains modernes, ont été découvertes à Laetoli, en Tanzanie, et datées d'il y a 3,6 millions d'années. Ils ont montré que les hominins de l'époque de l'Australopithèque marchaient debout.

Il existait un certain nombre d'espèces d'Australopithèques, souvent appelées australopithes. Australopithecus anamensis a vécu il y a environ 4,2 millions d'années. On en sait plus sur une autre espèce ancienne, Australopithecus afarensis, qui vivait il y a entre 3,9 et 2,9 millions d'années. Cette espèce montre une tendance de l'évolution humaine : la réduction de la taille de la dentition et de la mâchoire. UN. les afarensis (Figure\(\PageIndex{4}\)) avaient des canines et des molaires plus petites que celles des singes, mais celles-ci étaient plus grandes que celles des humains modernes. La taille de son cerveau était de 380 à 450 centimètres cubes, soit environ la taille d'un cerveau de chimpanzé moderne. Il avait également des mâchoires prognathiques, qui sont relativement plus longues que celles des humains modernes. Au milieu des années 1970, le fossile d'une femme adulte A. L'afarensis a été découvert dans la région de l'Afar en Éthiopie et date d'il y a 3,24 millions d'années (Figure\(\PageIndex{5}\)). Le fossile, qui est officieusement appelé « Lucy », est important car il s'agit du fossile d'australopith le plus complet trouvé, 40 pour cent du squelette ayant été récupéré.

Figure\(\PageIndex{4}\) : Le crâne de (a) Australopithecus afarensis, un des premiers hominidés qui a vécu il y a entre deux et trois millions d'années, ressemblait à celui des humains modernes mais était plus petit, avec un front incliné et une mâchoire proéminente.

Figure\(\PageIndex{5}\) : Le squelette de cette femelle adulte d'Australopithecus afarensis, surnommé Lucy, a été découvert au milieu des années 1970. (crédit : « 120 » /Wikimedia Commons)

Australopithecus africanus a vécu il y a entre 2 et 3 millions d'années. Il avait une construction élancée et était bipède, mais avait des os de bras robustes et, comme les autres premiers hominidés, il pouvait avoir passé beaucoup de temps dans les arbres. Son cerveau était plus gros que celui de A. l'afarensis mesure 500 centimètres cubes, soit un peu moins du tiers de la taille du cerveau humain moderne. Deux autres espèces, Australopithecus bahrelghazali et Australopithecus garhi, ont été ajoutées à la liste des australopithes ces dernières années.

Une impasse : le genre Paranthropus

Les australopithes avaient une corpulence relativement élancée et des dents adaptées aux aliments mous. Ces dernières années, des fossiles d'hominidés d'un type corporel différent ont été découverts et datés il y a environ 2,5 millions d'années. Ces hominidés, du genre Paranthropus, étaient relativement gros et avaient de grandes dents grincantes. Leurs molaires présentaient une forte usure, ce qui suggère qu'ils avaient un régime végétarien grossier et fibreux, par opposition au régime partiellement carnivore des australopithes. Le paranthropus comprend Paranthropus robustus d'Afrique du Sud, ainsi que Paranthropus aethiopicus et Paranthropus boisei d'Afrique de l'Est. Les hominidés de ce genre ont disparu il y a plus d'un million d'années et ne sont pas considérés comme des ancêtres des humains modernes, mais plutôt comme des membres d'une branche évolutive de l'arbre des hominidés qui n'a laissé aucun descendant.

Les premiers hominins : genre Homo

Le genre humain, Homo, est apparu pour la première fois il y a 2,5 à 3 millions d'années. Depuis de nombreuses années, les fossiles d'une espèce appelée H. les habilis étaient les plus anciens exemples du genre Homo, mais en 2010, une nouvelle espèce appelée Homo gautengensis a été découverte et pourrait être plus ancienne. Comparé à A. africain, H. habilis avait un certain nombre de caractéristiques plus similaires à celles des humains modernes. H. Les habilis avaient une mâchoire moins prognathique que les australopithes et un cerveau plus gros, de 600 à 750 centimètres cubes. Cependant, H. les habilis ont conservé certaines caractéristiques des anciennes espèces d'hominidés, telles que les bras longs. Le nom H. habilis signifie « homme à tout faire », en référence aux outils en pierre découverts avec ses restes.

Lien vers l'apprentissage

Visitez ce site pour visionner une vidéo sur Briana Pobiner, paléontologue du Smithsonian, expliquant le lien entre la consommation de viande par les hominines et les tendances évolutives.

H. L'erectus est apparu il y a environ 1,8 million d'années (Figure\(\PageIndex{6}\)). On pense qu'elle est originaire d'Afrique de l'Est et qu'elle a été la première espèce d'hominine à migrer hors d'Afrique. Fossiles de H. Des erectus ont été découverts en Inde, en Chine, à Java et en Europe et étaient connus dans le passé sous le nom de « Java Man » ou « Peking Man ». H. erectus présentait un certain nombre de caractéristiques qui ressemblaient davantage à celles des humains modernes que celles de H. habilis. H. l'erectus était plus gros que les anciens hominins, atteignant une hauteur de 1,85 mètre et pesant jusqu'à 65 kilogrammes, soit des tailles similaires à celles des humains modernes. Son degré de dimorphisme sexuel était inférieur à celui des espèces précédentes, les mâles étant de 20 à 30 pour cent plus grands que les femelles, ce qui est proche de la différence de taille observée chez notre espèce. H. erectus avait un cerveau plus gros que les espèces précédentes, soit de 775 à 1 100 centimètres cubes, contre 1 130 à 1 260 centimètres cubes dans le cerveau humain moderne. H. l'erectus avait également un nez avec des narines orientées vers le bas, similaires à celles des humains modernes, plutôt que les narines orientées vers l'avant que l'on trouve chez les autres primates. Des narines plus longues orientées vers le bas permettent de réchauffer l'air froid avant qu'il ne pénètre dans les poumons et peuvent avoir été une adaptation aux climats plus froids. Artefacts trouvés avec des fossiles de H. erectus suggère que c'était le premier hominin à utiliser le feu, à chasser et à avoir une base d'attache. H. On pense généralement que l'erectus a vécu jusqu'à il y a environ 50 000 ans.

Figure\(\PageIndex{6}\) : L'Homo erectus avait un front proéminent et un nez pointant vers le bas plutôt que vers l'avant.

Humains : Homo sapiens

Un certain nombre d'espèces, parfois appelées archaïques Homo sapiens, ont apparemment évolué à partir de H. érectus qui a débuté il y a environ 500 000 ans. Ces espèces incluent Homo heidelbergensis, Homo rhodesiensis et Homo neanderthalensis. Ces archaïques H. les sapiens avaient une taille de cerveau similaire à celle des humains modernes, soit en moyenne 1 200 à 1 400 centimètres cubes. Ils se distinguaient des humains modernes par un crâne épais, une crête sourcilière proéminente et un menton en retrait. Certaines de ces espèces ont survécu jusqu'à il y a 30 000 à 10 000 ans, chevauchant celles des humains modernes (Figure\(\PageIndex{7}\)).

Figure\(\PageIndex{7}\) : L'Homo neanderthalensis utilisait des outils et portait peut-être des vêtements.

L'origine des humains anatomiquement modernes, ou Homo sapiens sapiens, fait l'objet de nombreux débats. Comme indiqué précédemment, H. erectus a quitté l'Afrique pour se rendre en Asie et en Europe lors de la première grande vague de migration il y a environ 1,5 million d'années. On pense que les humains modernes sont nés en Afrique à partir de H. erectus et a quitté l'Afrique il y a environ 100 000 ans lors d'une deuxième vague migratoire majeure. Ensuite, les humains modernes ont remplacé H. espèces d'erectus qui avaient migré vers l'Asie et l'Europe lors de la première vague.

Cette chronologie évolutive est étayée par des preuves moléculaires. L'une des approches pour étudier les origines des humains modernes consiste à examiner l'ADN mitochondrial (ADNmt) de populations du monde entier. Comme le fœtus se développe à partir d'un ovule contenant les mitochondries de sa mère (qui possèdent leur propre ADN non nucléaire), l'ADNmt passe entièrement par la lignée maternelle. Les mutations de l'ADNmt peuvent désormais être utilisées pour estimer la chronologie de la divergence génétique. Les preuves qui en résultent suggèrent que tous les humains modernes possèdent un ADNmt hérité d'un ancêtre commun qui a vécu en Afrique il y a environ 160 000 ans. Une autre approche de la compréhension moléculaire de l'évolution humaine consiste à examiner le chromosome Y, qui est transmis de père en fils. Ces preuves suggèrent que tous les hommes d'aujourd'hui ont hérité du chromosome Y d'un homme qui vivait en Afrique il y a environ 140 000 ans.

Résumé

Toutes les espèces de primates possèdent des adaptations pour grimper aux arbres, car elles descendent probablement toutes d'arbres, bien que toutes les espèces ne soient pas arboricoles. Les autres caractéristiques des primates sont un cerveau plus gros que celui des autres mammifères, des griffes transformées en ongles aplatis, généralement un seul jeune par grossesse, une vision stéréoscopique et une tendance à maintenir le corps droit. Les primates sont divisés en deux groupes : les prosimiens et les anthropoïdes. Les singes ont évolué à partir de prosimiens à l'époque de l'Oligocène. Les singes ont évolué à partir des catarrhines en Afrique au Miocène. Les singes sont divisés en petits singes et grands singes. Les hominins incluent les groupes qui ont donné naissance à nos espèces, tels que Australopithèque et H. erectus et les groupes qui peuvent être considérés comme des « cousins » des humains, tels que les Néandertaliens. Des fossiles montrent que les hominins marchaient debout à l'époque de l'Australopithèque, ce qui constitue la première preuve de la présence d'hominins bipèdes. Un certain nombre d'espèces, parfois appelées archaïques H. sapiens, évolué à partir de H. erectus il y a environ 500 000 ans. Les origines des humains anatomiquement modernes ou H. sapiens sapiens.

Lexique

anthropoïde

singes, singes et humains

Australopithèque

genre d'hominins qui a évolué en Afrique de l'Est il y a environ 4 millions d'années

brachiation

mouvement à travers les branches des arbres par suspension par les bras

Catarrhini

clade de singes de l'Ancien Monde

Gorille

genre de gorilles

hominin

espèces plus proches des humains que les chimpanzés

hominoïde

concernant les grands singes et les humains

Homo

genre d'humains

Homo sapiens sapiens

humains anatomiquement modernes

Hylobatidés

famille de gibbons

Poêle

genre de chimpanzés et de bonobos

Platyrrhini

clade de singes du Nouveau Monde

Plésiadapis

plus vieux mammifère ressemblant à un primate connu

Pongo

genre d'orangs-outans

Primates

ordre des lémuriens, des tarsiers, des singes, des singes et des humains

mâchoire prognathique

mâchoire longue

prosimien

division de primates qui comprend les bébés de brousse d'Afrique, les lémuriens de Madagascar et les loris, les pommes de terre et les tarsiers d'Asie du Sud-Est

vision stéréoscopique

deux champs de vision se chevauchant depuis les yeux qui produisent une perception de la profondeur