Activité : des particularités surprenantes

Document 1. Les contraintes évolutives.

Certaines structures anatomiques sont imparfaites et semblent inadaptées, donnant l’impression que la sélection naturelle n’a pas agi sur elles de manière optimale. Cependant, ces caractéristiques surprenantes sont le résultat de contraintes évolutives, qui expliquent pourquoi certaines structures ne se sont pas développées de manière optimale, ou pourquoi elles n’ont pas été perdues au cours de l’évolution. Ces contraintes peuvent se diviser en trois catégories principales :

La contrainte historique : Les contraintes historiques expliquent que si un caractère surprenant est présent chez une espèce, c'est qu'il a été hérité de ses ancêtres. Parfois, des structures qui n’ont plus de fonction dédiée peuvent persister simplement parce qu'elles ne réduisent pas la capacité de l'individu à produire des descendants viables. L’évolution se fait par petites étapes successives, où chaque étape est sélectionnée selon les avantages immédiats qu’elle procure, sans prendre en compte un potentiel avantage ou désavantage à plus long terme. Ainsi, certaines caractéristiques, bien que devenues inutiles, persistent simplement parce qu'elles n’empêchent pas la reproduction.

La contrainte de construction : Cette contrainte est liée au développement embryonnaire et à la façon dont un individu se construit. Certains caractères, établis dès le début du développement embryonnaire, sont conservés tout au long de la vie, même s’ils ne remplissent pas de fonction spécifique. Tant qu'ils n’entraînent pas de désavantage pour l’organisme qui les porte, ils sont maintenus. Ces structures sont des "résidus" du processus de développement qui, par leur nature, ne sont ni sélectionnées ni éliminées tant qu’elles ne compromettent pas la survie et la reproduction de l'individu.

Le compromis sélectif : Un compromis sélectif se produit lorsqu'une modification avantageuse d'un caractère entraîne une modification désavantageuse d'un autre caractère. L’évolution de ces deux caractères est alors limitée, car ils sont soumis à des pressions de sélection opposées. Par exemple, un trait bénéfique pour la survie peut, en même temps, rendre un autre trait moins performant, ce qui empêche une évolution idéale de ces deux caractéristiques en parallèle. Ces compromis illustrent comment l’évolution n’aboutit pas toujours à des solutions parfaites, mais plutôt à des solutions "suffisamment bonnes" dans des contextes donnés.

Les difficultés obstétriques chez les humains

Document 2. L’accouchement et les difficultés obstétriques chez l’espèce humaine.

Dans l’espèce humaine, le taux de mortalité lié à la grossesse est nettement plus élevé que chez les autres mammifères. Chaque jour, plus de 800 femmes meurent dans le monde lors de leur accouchement.

Document 4. Le volume crânien.

Parmi les primates actuels, l’humain est celui qui possèdent le plus grand volume crânien. L’augmentation du volume crânien permet la mise en place d’un plus grand cerveau et donc de capacités cognitives plus développées.

Le trajet du nerf laryngé chez la girafe

Document 5. Le nerf laryngé des tétrapodes.

Le larynx est un organe des voies respiratoires qui se trouve en haut du cou. Il est contrôlé par une branche du nerf vague, le nerf laryngé, dont le point de départ se situe dans le cerveau, à quelques centimètres du larynx.

Pourtant, plutôt que d’aller directement au larynx, le nerf laryngé descend le long du cou jusqu’au thorax. Il contourne les gros vaisseaux sanguins proche du cœur et remonte au larynx, près de son point de départ. Chez la girafe, il parcourt ainsi inutilement une distance de 4 mètres aller-retour (chez certains dinosaures, le trajet devait mesurer 50 mètres) !

Document 6. Le nerf laryngé des poissons téléostéens.

Chez les poissons téléostéens, qui ne possèdent pas de cou, le cerveau est juste à côté du point d’arrivé du nerf laryngé : le trajet du nerf laryngé est donc direct et sans détour.

Document 7. Nerf laryngé chez l’ancêtre commun des tétrapodes (humain, girafe, dinosaure) et des téléostéens (poissons).

L’ancêtre commun des tétrapodes et téléostéens possédaient des branchies mais pas de cou. Leur nerf laryngé qui innervait les branchies était court.

Chez de nombreux tétrapodes comme chez les oiseaux mammifères ou dinosaures, l’allongement du cou a permis la mobilité de la tête.  Par exemple chez les girafes, un long cou constitue un caractère avantageux pour se nourrir des feuilles en hauteur. 

Les tétons des hommes

Document 8. Le téton chez les humains.

Les tétons masculins n’ont pas de fonction de lactation (production de lait) car la production de prolactine est bloquée.

Ils sont en moyenne 36 % plus petits que les tétons féminins.

Document 9. Le développement du tétons des humains.

Les huit premières semaines de développement embryonnaire sont commune aux deux sexes. C’est durant cette période (vers la 4e semaine de développement), bien avant la mise en place des organes sexuels, que se forment les tétons, grâce à des gènes présents sur le chromosome X.

À la puberté, l’augmentation dans le sang du taux d’hormones de type œstrogènes (produits par les ovaires) permet le développement des seins chez les individus féminins.

À la naissance du nouveau né, la prolactine permet la fabrication de lait.

Document 10. Le téton chez d’autres mammifères.

Mâles sans tétons : Chez certaines espèces de marsupiaux, comme les kangourous et les koalas, les mâles n'ont pas de tétons. Les tétons sont généralement présents chez les femelles pour allaiter leurs petits, mais chez les mâles, cette caractéristique peut être absente.

Mâles qui allaitent : Il existe au moins une espèce de mammifères où les mâles allaitent, il s’agit de la chauve-souris Dyacopterus spadiceus.

Dents de sagesses chez l'humain

Document 11. Le rôle des différents types de dents.

Chez l’être humain, la denture se compose d’incisives qui permettent de couper les aliments, de canines qui permettent de les déchiqueter, de prémolaires et de molaires qui permettent de les broyer.

Document 12. Les dents de sagesse chez les humains.

Nos troisièmes molaires sont plus couramment appelées dents de sagesse. 

Au cours de l’évolution humaine, la taille de la mâchoire a diminué, ce qui a créé un manque d’espace pour les dents de sagesses. En effet, leur éruption tardive (entre 16 et 25 ans) les oblige à se frayer un chemin entre les autres dents. Cette difficulté est à l’origine de l’apparition de troubles de la santé bucco-dentaire.

Dans les pays développés, ces troisièmes molaires sont très souvent enlevées pour éviter douleurs et complications médicales.

Document 13. L’évolution de l’alimentation.

Nos ancêtres préhistoriques se nourrissaient d’aliments difficiles à mastiquer comme des racines ou de la viande crue.

La modification de notre alimentation, notamment depuis la maîtrise du feu, a rendu les dents de sagesses inutiles.