ADN nucléaire ADN localisé dans le noyau des cellules eucaryotes, comprenant la grande majorité de l’ADN de la plupart des eucaryotes et complété par l’ADN mitochondrial et chloroplastique.
Analyse de l’ADN mitochondrial On retrouve un peu d’ADN dans la mitochondrie, organite à l’intérieur des cellules eucaryotes, comportant 37 gènes humains. Chez la plupart des espèces, cet ADN est hérité de la mère, et l’étude de l’ADN mitochondrial chez les populations permet de comprendre leur évolution dans le temps, alors que les comparaisons entre espèces aide à comprendre comment les espèces ont évolué à partir d’ancêtres communs.
Australopithèques Hominidés ayant vécu de 1,2 à 4 millions d’années avant notre ère. Les espèces du genre Paranthropus sont parfois classées en tant qu’Australopithecus.
Bipédie/bipédisme Le fait de marcher en utilisant uniquement ses membres inférieurs. Commune chez les oiseaux (héritage des dinosaures), la bipédie est rare chez les mammifères, mais elle est le moyen de locomotion favori des humains.
Hominidés Famille de primates incluant les humains, chimpanzés, orangs-outangs et gorilles. On y inclut également les espèces éteintes plus proches de nous que les chimpanzés.
Homininés Sous-groupe des hominidés plus proches des humains que des chimpanzés. L’Homo sapiens est la seule espèce vivante d’homininés.
Homo erectus Espèce d’homininés éteinte il y a environ 140 000 ans. On ne sait pas si elle diffère de celle de l’Homo ergaster; si oui, il s’agit probablement d’un ancêtre direct de l’Homo sapiens.
Homo habilis Espèce d’homininés ayant proliféré à une période située entre 2,3 millions et 1,4 million d’années. Les moins voisins des humains modernes parmi tous les Homo, mais faisant partie du genre en raison de leur cerveau relativement gros.
Homo heidelbergensis Espèce d’homininés ayant vécu il y a au moins 600 000 ans (peut-être 200 000). Son cerveau étant à peu près de même taille que celui de l’Homo sapiens, il pourrait être l’ancêtre direct des humains modernes et de l’homme de Néandertal.
Ingénierie génétique/sélection synthétique Utilisation de la technologie pour modifier directement les gènes d’un organisme de façon à produire de nouveaux traits – par opposition à la sélection artificielle où les traits sont modifiés indirectement.
Néandertal Espèce (Homo neanderthalensis) d’homininés proche parente de l’Homo sapiens éteinte il y a de 20 000 à 30 000 ans. Il existe des indices d’une consanguinité entre ces deux espèces, puisque les humains modernes ont un petit pourcentage d’ADN de Néandertalien.
Organisme génétiquement modifié (OGM) Un organisme modifié par ingénierie génétique est un OGM. Durant le processus, des gènes peuvent être ajoutés, éliminés ou modifiés. On n’utilise généralement pas ce terme pour les organismes produits par reproduction sélective même si, techniquement, ce sont aussi des OGM.
Paléoanthropologie Étude des fossiles d’homininés.
Proconsul Genre de primates éteints depuis environ 14 millions d’années. On a longtemps cru qu’il s’agissait d’ancêtres des grands primates, mais cette théorie est remise en question.
Sélection artificielle Reproduction sélective d’organismes dans le but d’en faire ressortir un ou des traits. Les plantes et les animaux domestiques ont subi la sélection artificielle afin de produire, par exemple, l’immense variété des races canines.
Trompe Terme architectural (ou écoinçon, en anglais spandrel) utilisé par analogie pour désigner un trait phénotypique s’étant développé par effet secondaire d’une adaptation évolutive. Ces traits se révèlent souvent très utiles.
Les plus vieux ancêtres des humains (Homo sapiens) clairement différenciés des autres primates datent de 6 ou 7 millions d’années et ont été découverts en Afrique. On a identifié deux espèces (Orrorin tugenensis et Sahelanthropus tchadensis) qui marchaient probablement sur deux jambes. Mais ces Australopithèques avaient de longs bras de gorilles et de petits cerveaux; 4 millions d’années plus tard, les cerveaux se mirent à croître et on commença à utiliser les pierres comme outils. Ces changements sont caractéristiques de notre genre – Homo. Il y a environ 1,8 million d’années, l’Homo erectus devint un chasseur-cueilleur et se répandit en Afrique et en Asie. Les quelques centaines de millénaires suivants furent témoin de l’évolution des Néandertaliens en Europe, des hominidés de Denisova en Asie et en Afrique et, il y a environ 200 000 ans, de l’Homo sapiens. Cette espèce quitta l’Afrique et atteignit l’Australie il y a 60 000 ans, l’Europe il y a 40 000 ans, et l’Amérique du Sud il y a 15 000 ans. L’analyse de l’ADN mitochondrial a confirmé que la mère de tous les humains modernes (l’Ève mitochondriale) venait d’Afrique. L’ADN démontre aussi que, en dépit de quelque consanguinité avec les homininés de Néandertal et de Denisova, les humains modernes quittèrent l’Afrique et remplacèrent graduellement tous les autres humains habitant la Terre.
Notre espèce, l’Homo sapiens, a évolué en Afrique il y a environ 200 000 ans et s’est ensuite dispersée à travers le monde, remplaçant graduellement les autres humains.
Quand les humains modernes migrèrent de l’Afrique il y a 60 000 ans, l’Europe était peuplée par les Néandertaliens. Puisque de 1 à 4 % d’ADN néandertalien est présent chez les Européens modernes, on sait que la rencontre de ces deux espèces a produit des rejetons. Des études récentes démontrent que cette consanguinité s’est révélée utile pour les immuniser contre certaines maladies propres à l’Europe, mais qu’elle a aussi pu provoquer le lupus, la maladie de Crohn et la cirrhose biliaire.
LOUIS LEAKEY
1903–1972
Anthropologue anglais qui découvrit l’Homo habilis (homme habile), le premier humain à fabriquer et à se servir d’outils.
CHRIS STRINGER
1947–
Anthropologue anglais et un des plus grands partisans de la théorie « Out of Africa ».
SVANTE PÄÄBO
1955–
Biologiste suédois spécialiste de la génétique évolutionniste.
Isabelle De Groote
Crânes de Néandertaliens, ancêtres de l’Homo erectus et de l’Homo sapiens. L’Afrique est le berceau de l’humanité.
La fabrication et l’utilisation des outils sont ce qui distingue l’humain des autres hominidés. Depuis la découverte de l’Homo habilis (l’homme habile) par Louis Leakey en 1964, le maniement des outils est devenu la marque de notre genre, ce qui l’a séparé des autres espèces humaines primitives et des autres primates. Les scientifiques découvrent de plus en plus à quel point l’utilisation des outils est importante pour les humains et autres hominidés. Les chimpanzés se servent fréquemment d’outils; ils ont des armes ressemblant à des lances pour la chasse et se servent de pierres pour briser les noix. Ils utilisent aussi des bâtonnets pour attraper fourmis et termites, et pour recueillir le miel. Les orangsoutangs se servent de bâtons pour ouvrir les fruits épineux et on en a même vu se protéger les mains des épines avec des feuilles. Les gorilles utilisent des bâtons pour juger de la profondeur de l’eau lorsqu’ils traversent un marécage ou comme canne. Ces observations nous confirment que l’utilisation des outils commença bien avant l’évolution humaine et était déjà l’apanage de notre ancêtre commun il y a plus de 12 millions d’années. Bien sûr, l’humain se sert des outils d’une façon créative et innovatrice comme nulle autre espèce. Nous améliorons sans cesse non seulement leur fonctionnalité, mais aussi leur esthétique.
La fabrication des outils a longtemps été considérée comme un trait propre aux humains, mais plus nous en apprenons sur les primates et moins cette assertion paraît valable.
Le développement des outils alla de pair avec celui de l’entraide entre humains. La capacité de chasser et d’amasser des surplus de nourriture permit à des humains d’aider ceux qui en étaient incapables. La vie sociale des premiers humains en fut bouleversée. La tendance évolutive d’une gestation plus courte chez les Homo signifiait aussi que les bébés nécessitaient plus de soins et que, du coup, les femelles nécessitaient un plus grand approvisionnement. L’utilisation des outils n’influença pas que l’évolution biologique des humains, elle influença aussi leur évolution culturelle.
LES ANCÊTRES ET L’ÉCHELLE DU TEMPS
LE FUTUR DE L’ÉVOLUTION HUMAINE
JANE GOODALL
1934–
Anthropologue et primatologue anglaise qui fut la première à observer l’utilisation des bâtonnets chez les chimpanzés.
CAREL VAN SCHAIK
1953–
Primatologue hollandais qui fut le premier à décrire l’utilisation d’outils chez les orangs-outangs.
Isabelle De Groote
Parmi nos parents non humains, les chimpanzés sont ceux qui démontrent la plus grande habileté dans la fabrication et l’utilisation d’outils – notamment avec leurs fameux bâtonnets « trempeurs ».
Les humains ont un cerveau exceptionnellement gros. Depuis notre ancêtre commun avec les chimpanzés, il y a 6 millions d’années, le cerveau humain a connu une croissance sans précédent. Le cerveau humain pèse en moyenne 1,3 kg, alors que celui des chimpanzés pèse environ 500 g. L’étude des fossiles de la lignée des humains nous permet de suivre de près cette évolution qui se fit durant 4 millions d’années. Grâce à l’étude des crânes fossilisés, les scientifiques ont découvert que les Australopithèques, parmi les premiers hominidés, avaient un cerveau comparable à celui de nos chimpanzés modernes. Il y a 1,5 million d’années, le cerveau de l’Homo erectus avait doublé. Au cours de l’évolution, et jusqu’à aujourd’hui, cette augmentation remarquable a continué. Les plus gros spécimens de cerveau (1,5 kg) furent trouvés chez les Néandertaliens européens vieux de plusieurs dizaines de millénaires. S’il est évident qu’un cerveau plus gros procure des habiletés cognitives accrues, il n’en demeure pas moins que la raison spécifique de ce développement reste source de débats passionnés. Quelques raisons ont émergé: le développement du langage, les outils, la vie sociale et même la ruse tactique – tous éléments pouvant procurer de nets avantages à ceux qui les possèdent et les maîtrisent.
Notre énorme cerveau nous a rendus intelligents, mais pas assez pour savoir exactement de quelle façon!
Le cerveau est un organe complexe composé de parties distinctes; ces parties sont reliées et chacune régit différentes fonctions. Ainsi, le cérébellum règle la motricité, alors que le lobe frontal sert à la prise de décisions et à la mémoire. La comparaison entre les dimensions de ces différentes parties chez les humains et les autres mammifères pourrait nous renseigner sur les causes et facteurs de l’évolution du cerveau humain.
LE FUTUR DE L’ÉVOLUTION HUMAINE
HARRY JERISON
1928–
Scientifique américain, pionnier de la paléoneurologie, qui mit au point la notion de quotient encéphalique au début des années 1970.
Chris Venditti
Selon certains scientifiques, les changements climatiques ont joué un rôle dans l’évolution de la taille du cerveau – les humains avaient besoin d’un cerveau plus gros pour affronter leur environnement instable.
Les études sur l’évolution du langage se sont d’abord concentrées sur le symbolisme et la nécessité d’acquérir un langage complexe afin de le traduire en mots. Des études récentes ont démontré que des besoins plus fondamentaux ont motivé ce développement. Pour qu’il y ait langage, les humains doivent avoir les capacités physiques d’entendre et d’émettre des mots. Les premiers signes de changements anatomiques associés au langage sont apparus chez l’Homo erectus, dont la colonne vertébrale élargie offrait probablement un meilleur afflux d’air et permit l’apparition des cordes vocales. On a constaté un autre changement chez les Néandertaliens: l’os hyoïde, où s’ancre la langue, possède la même forme en fer à cheval que celui des humains. Ces découvertes nous laissent croire que l’appareil vocal humain tel que nous le connaissons est apparu il y a au moins 450 000 ans. L’appareil auditif évolua aussi: les humains sont les seuls primates capables de percevoir des fréquences sonores de 4 kHz. C’est à cette fréquence que sont prononcées bien des lettres muettes, dont la perception est cruciale pour comprendre certains mots. Des études de fossiles de l’oreille interne ont indiqué que cette capacité a probablement été acquise par l’Homo heidelbergensis il y a un million d’années.
Le langage a évolué de concert avec la complexité grandissante de la société humaine, mais sans notre capacité à comprendre ce qui est dit et entendu, le langage ne serait qu’un ramassis de mots vides de sens.
D’où viennent les quelque 6 000 langues parlées sur notre planète? Les facultés de parole, d’ouïe et de compréhension ont permis aux ancêtres de l’humain de raffiner la complexité de leur langage: ils purent développer la syntaxe et enrichir le vocabulaire alors qu’ils se dispersaient à travers le monde et qu’ils faisaient face à de nouveaux environnements et de nouveaux défis. Même si on assiste de nos jours à un déclin de la diversité des langues, les humains trouveront toujours un moyen de dire ce qu’ils ont à dire.
PHILIP LIEBERMAN
1934–
Linguiste américain qui étudia l’évolution biologique du langage.
SUE SAVAGE-RUMBAUGH
1946–
Primatologue américaine qui étudie les capacités de langage chez les primates.
WILLIAM TECUMSEH FITCH
1963–
Biologiste de l’évolution américain spécialiste de la cognition et de la communication chez les humains et les autres animaux.
Isabelle De Groote
La mécanique du langage… Nos ancêtres durent développer la capacité physique de parler et d’entendre.
Même si les caractéristiques physiques étaient au cœur de la théorie de l’évolution, il n’y a pas de raisons de croire que certains traits psychologiques ou préférences sexuelles n’aient pas été la cible de la sélection naturelle, de la même manière que les développements plus évidents comme les ailes ou les yeux. Plusieurs psychologues estiment que l’esprit est construit à partir de modules spécialisés, un peu comme les organes, et que ces modules cognitifs – et les caractéristiques comportementales – peuvent évoluer selon les pressions de la sélection naturelle et sexuelle. Darwin écrivit: « Le futur nous permettra de bien plus importantes recherches. La psychologie trouvera ses assises sur les bases déjà solidement établies par M. Herbert Spencer, soit l’acquisition graduelle de chaque faculté et chaque capacité mentales. » La reconnaissance de la psychologie évolutive est en partie due au concept d’altruisme réciproque développé par Robert Trivers, et aux travaux de E.O. Wilson associant le comportement animal et les interventions sociales à la théorie de l’évolution. Tous ces développements eurent pour origine la suggestion de Bill Hamilton, selon qui les gènes étaient la force motrice de l’évolution, et qu’ainsi les comportements qui favorisaient la survie des gènes étaient renforcés par la sélection naturelle.
La reconnaissance de la psychologie évolutive en tant que discipline eut lieu dans les années 1970. Son but est de démontrer comment l’évolution fournit des explications sur le comportement humain.
Le langage est un exemple d’adaptation psychologique importante. Comme les humains apprennent à parler sans entraînement intensif, on peut estimer qu’il s’agit là d’un trait évolutif, et on a fait de grands progrès pour identifier les facteurs génétiques favorisant la capacité de langage (même si, sans surprise, on n’a jamais réussi à identifier un « gène de la parole »). Mais selon plusieurs scientifiques, le langage est un « bénéfice marginal » accidentel, fruit d’une autre adaptation (le spandrel que nous avons déjà évoqué).
DE L’ADAPTATION À LA SPÉCIATION
HERBERT SPENCER
1820–1903
Philosophe anglais à qui l’on doit l’expression « la survie du plus apte ».
ROBERT L. TRIVERS
1943–
Biologiste américain qui provoqua l’essor de la psychologie évolutive.
Brian Clegg
Quel rôle la sélection naturelle a-t-elle joué dans le développement de notre façon de penser et dans le fonctionnement de notre esprit?
Il y a parfois des dynasties dans le monde scientifique, mais la famille Leakey est un cas unique: le paléoanthropologue Louis Leakey et sa femme Mary, leurs fils Colin, spécialiste des plantes, Richard et Jonathan, paléoanthropologues, tout comme la femme de Richard, Maeve, et leur fille, Louise, paléontologue.
La famille ne s’est toutefois pas limitée à la science. Louis s’est engagé dans les politiques tribales kikuyu au Kenya dès les années 1920, Richard a formé un parti politique appelé Safina en 1995 et devint chef de cabinet du gouvernement du Kenya. Mais l’intérêt principal des Leakey resta toujours l’étude de l’origine des humains à travers celle des restes des premiers hominidés. Ensemble, ils ont contribué de façon importante à notre compréhension de l’évolution humaine en Afrique.
Les nombreux fossiles découverts par les Leakey dans les gorges d’Olduvai au Serengeti et au lac Turkana au Kenya ont été essentiels à l’idée, alors révolutionnaire, que les premiers hommes venaient d’Afrique. Ils découvrirent des outils de pierre très anciens, formés à partir de rochers situés à des kilomètres, ce qui laissait entendre que leurs fabricants avaient des capacités intellectuelles évoluées. La découverte par Mary de Zinjanthropus bosei (aujourd’hui appelé Paranthropus), vieux de 1,75 million d’années, provoqua une redéfinition de l’échelle temporelle de l’évolution humaine. Un peu plus tard, Jonathan trouva le premier fragment de ce qui serait connu comme l’Homo habilis, première espèce (ce qui fut contesté) du genre Homo.
En outre, Louis pava la voie à trois des plus importants primatologues – Jane Goodall, Dian Fossey et Biruté Galdikas –, car il était convaincu qu’il y avait des similarités entre l’environnement des grands primates et celui d’un possible ancêtre commun aux grands primates et aux humains, le Proconsul. Ce genre de primates, vieux de plus de 20 millions d’années, avait été d’abord identifié par Arthur Hopwood alors qu’il travaillait avec Louis. Le premier crâne de Proconsul fut découvert en 1948 par Mary.
Vers la fin de la vie de Louis, Mary et lui se querellèrent à propos de la théorie de Louis selon laquelle les humains avaient migré dans les Amériques 100 000 ans plus tôt que ce qui était généralement admis. Mary poursuivit ses travaux après la mort de Louis, en 1972, et elle découvrit des empreintes de pas fossilisées à Laetoli en 1978, non loin d’Olduvai. Datant de 3, 6 millions d’années, ces pas de trois individus, fossilisés dans la cendre volcanique, représentaient la preuve la plus ancienne de locomotion bipède d’un hominidé. Maeve et sa fille Louise continuèrent les recherches paléontologiques des Leakey au Kenya – des recherches menées sur six décennies.
Brian Clegg
Naissance de Louis Leakey à Kabete, en Afrique orientale britannique (aujourd’hui le Kenya).
6 février 1913
Mary Nicol naît à Londres.
1928
Louis épouse sa première femme, Frida (mère de Colin).
1931
Première expédition de Louis à Olduvai.
13 décembre 1933
Naissance de Colin Leakey à Cambridge.
1934
Louis quitte Frida pour Mary Nicol.
1936
Mariage de Louis et Mary Nicol.
4 novembre 1940
Naissance de Jonathan Leakey à Nairobi.
28 juillet 1942
Naissance de Maeve Epps à Londres.
19 décembre 1944
Naissance de Richard Leakey à Nairobi.
1948
Mary découvre le crâne du Proconsul.
1952
Premières fouilles intensives à Olduvai.
1959
Découverte du crâne d’un Zinjanthropus
21 mars 1972
Naissance de Louise Leakey à Nairobi.
1er octobre 1972
Mort de Louis Leakey à Nairobi.
1978
Mary découvre des empreintes de pas fossiles à Laetoli.
9 décembre 1996
Mort de Mary Leakey à Londres.
1999
L’équipe de Maeve découvre un crâne vieux de 3, 5 millions d’années au lac Turkana.
Tous les organismes s’adaptent à leur environnement, un processus qui mène à l’évolution des espèces par la sélection naturelle. Mais, il y a environ 10 000 ans, un nouveau type de sélection survint: la sélection humaine. À ce moment, les humains troquèrent leur vie de chasseurs-cueilleurs pour un mode de vie plus sédentaire basé sur l’agriculture. La sélection joua un rôle-clé dans ce processus: choisir les herbes aux plus grosses graines (les ancêtres de nos blé et orge) et choisir les animaux les plus gros et les plus productifs. Un autre aspect de ce processus fut l’élevage, les humains apprenant à faire des croisements et à assurer la meilleure descendance des espèces afin de satisfaire leurs propres besoins. À l’origine, ces besoins étaient purement d’ordre nutritionnel, or depuis peu, ils ont évolué vers la production de bioénergie et de produits pharmaceutiques. Les humains se sont faits agents de la sélection artificielle et, durant le processus, ils ont développé une puissance capable de rivaliser avec celle de la sélection naturelle. En altérant et en modifiant ainsi notre environnement, nous avons aussi, involontairement, modifié l’évolution des espèces. Les conséquences les plus néfastes se manifestent par la résistance des bactéries aux antibiotiques, des plantes aux herbicides, des insectes aux insecticides et des rongeurs aux poisons.
La sélection naturelle, qui se fait sur des millions d’années, a produit toute la diversité des organismes vivant dans notre monde; les humains, en seulement quelques milliers d’années, se sont transformés en agents de changements évolutifs.
Des changements dans les caractéristiques des céréales ou des animaux domestiques démontrent éloquemment notre pouvoir dans la sélection artificielle. Désormais, nous pouvons modifier génétiquement des espèces et en en créant de nouvelles en laboratoire. Il est difficile de prévoir ce que pourra donner la rencontre de ces espèces créées en laboratoire avec les organismes dont l’évolution aura suivi un cours naturel…
LE FUTUR DE L’ÉVOLUTION HUMAINE
DANIEL ZOHARY
1926
Botaniste israélien qui étudia la diversité génétique de céréales sauvages et cultivées dans le Croissant fertile, au Proche-Orient.
GORDON HILLMAN
Archéobotaniste anglais dont les travaux incluent des études sur la culture et la domestication des plantes à la préhistoire.
Isabelle De Groote
Les premiers agriculteurs furent les premiers à pratiquer une sélection artificielle, que nous avons poussée à certaines limites – pensons aux OGM et au clonage des animaux.
La population terrestre augmente de plus de cent individus chaque minute. Ces changements massifs influencent absolument tout sur notre planète, y inclus notre propre futur évolutif. Voici un exemple d’évolution récente: la capacité des adultes à digérer le lait a fait muter un gène qui interrompt la production de lactase chez l’adulte. Quand cette mutation s’est produite, il y a environ 10 000 ans, les humains vivant dans de petites populations d’Europe furent avantagés par l’abondante production laitière des vaches nouvellement domestiquées et ainsi, le nouveau gène se répandit rapidement à travers ces populations voisines. Une telle chose ne se produirait probablement pas de nos jours, puisque l’évolution a surtout lieu parmi les très petites populations isolées, ce qui indique qu’avec la nature de plus en plus interreliée de notre monde, la planète globale, nous avons inversé le processus naturel d’adaptation mis en place au fil du temps. Et nous sommes sur le point de connaître d’encore plus grands changements: si la société s’y résout, les mutations génétiques permettront bientôt aux parents de choisir le destin génétique de leurs enfants. Le genre humain est le résultat extraordinaire de la sélection naturelle, mais nous nous dirigeons bien au-delà du concept de Darwin de survie du mieux adapté.
L’évolution par la sélection naturelle a fabriqué l’humain; l’évolution culturelle le complétera.
En permettant la survie de ceux qui seraient probablement morts en raison de prédispositions génétiques, notre espèce évolue, mais pas selon les critères de la sélection naturelle de Darwin, puisque ces gènes ne sont pas retirés du bassin génétique. Est-ce qu’en 2050 la Terre sera peuplée de neuf milliards de personnes à la diversité génétique plus complexe que jamais?
L’ÉVOLUTION PROVOQUÉE PAR LES HUMAINS
Mark Fellowes
et Nicholas Battey
Quel est le futur de notre évolution? Allons-nous au-delà de la sélection naturelle – et de la « survie du mieux adapté » – vers la sélection synthétique à partir d’un bassin génétique culturellement déterminé?
