Caryotype des grands singes et de l'Homme

Les caryotype des grands singes ont été étudiés afin de dégager les caractéristiques qui les rapproches et les éloignent de l'Homme.

A. Comparaison des Caryotypes du Chimpanzé et de l'Homme

Le caryotype du chimpanzé a été le premier comparé à celui de l'homme.

La page suivante permet l'analyse comparartive des deux caryotypes. Cette analyse a permis de montrer un certains nombre de ressemblance avec celui de l'homme mais aussi des différences.
Ainsi on recherche certaines différences résultant de modifications de la structure des chromosomes.. (Cliquez sur l'image pour l'aggrandir)

Les principaux mécanismes de remaniements chromosomiques

Ils se caractérisent principalement par des :

  • adjonctions de matériel chrmosomique, liées souvent à des translocations.
  • inversion de portions de chromosomes.

Q1 : Repérez sur le caryotype présentant la comparaison entre le caryotype de l'homme et du chimpanzé les différences entre les chromosomes.

Q2 : Combien de chromosomes sont-ils rigoureusement identiques? Relevez le numéro de ces chromosomes.

Q3 : Relevez les chromosomes présentant des adjonctions.

Q4 : Relevez les chromosomes présentant des inversions.

suite du travail

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B. Comparaison des Caryotypes du Gorille et de l'Orang-outang à celui de l'Homme

d'après Analyse de la structure figé des chromosomes du Gorille (Gorilla gorilla)- Article complet

de Bernard Dutrillaux, Marie-Odile Réthoré, Marguerite Prieur et Jérôme Lejeune.Humangenetik 20, 343-354 (1973).

1. Gorille et Homme

Les analyses chromosomiques ont été effectuées chez deux femelles, après culture de cellules sanguines. Quatre méthodes de marquage permettant de faire apparaître des bandes caractéristiques sur les chromosomes (bandes R, Q, T et H) ont été employées.

Après l'établissement du caryotype de l'espèce, par l'analyse de métaphases en bandes R, nous avons cherché à reconnaître le maximum de structures par l'étude de prométaphases précoces, et comparé les résultats à ceux obtenus par les autres méthodes de marquage.

Fig. 1, Comparaison des chromosomes de l'homme et du Gorille (Gorilla gorilla).- Chromosomes 1 à 7

De gauche à droite, analyse en bandes R, Q, T et H. Dans chaque cas, le chromosome humain est à gauche et celui du gorille à droite. Le schéma situe à l'extrême gauche représente la nomenclature des chromosomes humains. Les flèches noires indiquent les points de cassure des remaniements séparant les deux espèces ; les flèches blanches, les bandes Q terminales surnuméraires chez le gorille.

Fig. 2, Comparaison des chromosomes de l'homme et du Gorille (Gorilla gorilla).- Chromosomes 8 à 12

Au total, le caryotype humain se trouve plus proche de celui de Pan (12 homologies) que de celui de Gorilla (10 homologies), et le caryotype de Pan plus proche que celui d'Homo que de celui de Gorilla (11 homologies).

 

Quelques conclusions des auteurs

L'analyse du caryotype du gorille confirme et précise les conclusions que nous avions portées, lors de la comparaison Pan-Homo, sur les mécanismes de l'évolution chromosomique chez les primates hominiens.
1. Les remaniements (...) par inversion péricentrique en particulier, restent, par leur fréquence, le mécanisme le plus apparent.
2. Les changements "quantitatifs" tels que les additions et les délétions de segments de chromatides ont peut être joué un rôle plus limité, n'étant pas plus importants entre Homo et Gorilla qu'entre Homo et Pan.
(...)

2. Orang-outang et Homme

 
D'après Comparaison du caryotype de l'Orang-outang (Pongo pygmaeus) à celui de l'homme, du chimpanzé et du gorille.
de DUTRILLAUX B., RETHORÉ M.-O., LEJEUNE J. (1975). dans Ann. Génét., 18, n° 3, 153-161. Article complet

Deux individus, en captivité au zoo d'Anvers, ont été examinés, l'un était une femelle adulte, l'autre un jeune mâle.

Après culture de cellules sanguines, différentes techniques de marquage ont été utilisées : bandes Q, bandes R, bandes T et bandes G11.

Les chromosomes de Pongo sont comparés à ceux d'Homo, Pan et Gorilla.

Fig. 3 - Comparaison des chromosomes de l'Homme et de l'Orang-outang (Pongo pygmaeus).

De gauche à droite : analyse en techniques de bandes R, Q, T et G11. Pour chaque technique, le chromosome humain est à gauche. Le schéma situé à l'extrême gauche représente la nomenclature des chromosomes humains en bandes R.

 

 

Quelques conclusions des auteurs

L'analyse du caryotype de Pongo pygmaeus (Orang-outang) et sa comparaison avec celui des autres Pongidae et de l'Homme montre que toutes ces espèces possèdent des structures chromosomiques très voisines : 99 % des bandes leurs sont communes.

Comme en témoigne l'étude des chromosomes 2 et 7, il est possible de proposer un modèle de l'évolution chromosomique ...

(...)
Ce modèle sera étudié dans la partie suivante, ci dessous.

Q5 : Que montrent ces résultats par rapport à ceux obtenus pour le chimpanzé?

Q6 : Que peut-on en déduire concernant les relations entre ces 4 espèces ?

Suite du travail

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C. Modèle d'évolution chromosomique

D'après Comparaison du caryotype de l'Orang-outang (Pongo pygmaeus) à celui de l'homme, du chimpanzé et du gorille.
de DUTRILLAUX B., RETHORÉ M.-O., LEJEUNE J. (1975). dans Ann. Génét., 18, n° 3, 153-161. Article complet

Après notre étude par différentes techniques de marquage, de Pan troglodytes et de Gorilla gorilla , l'étude de Pongo pygmaeus par les mêmes méthodes d'analyse, permet de mieux comprendre un certain nombre de points de l'évolution chromosomique demeurés obscurs.

Nous ne développerons à ce sujet que les modifications structurales subies par certains chromosomes, et quelques notions nouvelles de mécanique chromosomique que laissent pressentir les observations (2, 3 et 7).

La reconstruction s'appuie sur les données suivantes :

1) presque toutes les bandes chromosomiques sont communes, leur analogie avoisinant 99 %. Ces espèces dérivent donc toutes bien d'un même ancêtre commun et les remaniements survenus au cours de leur évolution étaient généralement équilibrés ;

2) par l'étude de certains de ces remaniements, qui se sont nécessairement déroulés dans un ordre donné, que l'on peut reconstituer à partir de l'ancêtre commum.

Fig. 4. - Comparaison des chromosomes 3 des Pongidae et de l'Homme (P : Pongo pygmaeus), G : Gorilla gorilla, H : Homo sapiens).

Le second chromosome, à partir de la gauche, reproduit un 3 de Pongo à partir d'un 3 de Pan. Le troisième élément reproduit, à partir d'un 3 de Pongo, celui des autres espèces.
Fig. 5. - Comparaison des chromosomes 7 (P : Pongo, G : Gorille, H : Homo).
Fig. 6. - Évolution présumée des chromosomes 2 (P : Pongo, G : Gorille, H : Homo).

Quelques conclusions des auteurs

Les conclusions suivantes peuvent en être tirées :

1) presque toutes les bandes chromosomiques sont communes, leur analogie avoisinant 99 %. Ces espèces dérivent donc toutes bien d'un même ancêtre commun et les remaniements survenus au cours de leur évolution étaient généralement équilibrés ;

2) par l'étude de certains de ces remaniements, qui se sont nécessairement déroulés dans un ordre donné, il apparaît que l'Orang-outang, puis le Gorille, puis le Chimpanzé et l'Homme enfin sont issus de lignées qui se sont séparées, dans cet ordre, du rameau commun.

Q7 : A partir de l'histoire du chromosome 7, proposez un arbre phylogénétique des 4 espèce à partir de l'ancêtre commum.

Q8 : Cette arbre est il confirmé ou infimé par les deux autres chromosomes.

Bilan : que nous apprennent les caryotypes sur l'histoire de la famille des Primates ?

Comparer les globines des Primates.