Les différentes séparations entre les lignées ayant mené aux différentes espèces de singes actuels, et au genre Homo, se sont produites de manière successive. La séparation la plus récente entre la lignée humaine et celle d'une autre espèce de singes a été celle qui s'est produite avec les Panines (lignée des chimpanzés). Selon David Reich de la Harvard Medical School à Boston, qui a comparé l'ADN des chromosomes X humain et de chimpanzé, cette séparation s'est faite il y a moins de 6,3 millions d'années. Toutefois, ces travaux indiquent également que cette séparation a été progressive, car la comparaison des séquences des chromosomes X de l'Homo sapiens et du chimpanzé montre des similitudes qui semblent refléter une période de "ré-hybridation" entre des Hominines et des Panines. Une hybridation significative entre au moins une espèce de chimpanzé d'une part, des espèces d'australopithèques et probablement des espèces d'Hommes d'autre part, conduisant à des échanges de gènes entre les deux tribus, a dû exister pendant peut-être quatre millions d'années selon les auteurs de ces travaux.
Au Miocène, entre -10 et -6 Ma, il y a séparation de la lignée humaine et de la lignée des chimpanzés, espèce la plus proche de nous.
Le plus ancien fossile de primate bipède, daté de - 7 Ma, a été découvert au Tchad en 2001. Il s'agit de l'espèce baptisée Sahelanthropus tchadensis, aussi connue sous le nom de Toumaï. Seul le crâne a pu être étudié. Celui-ci présente, pour certains paléoanthropologues, les caractéristiques d'une station droite, et donc d'une marche sur deux jambes. La bipédie est reconnue par la majorité des auteurs comme le premier caractère humain à apparaître dans la lignée humaine. Cette apparition serait l'événement fondateur ayant permis par la suite les évolutions qui ont mené aux différentes espèces d'hominines dont l'Homme fait partie.
Cette évolution récente, depuis notre ancêtre commun le plus récent avec les chimpanzés, est relativement bien documentée grâce aux fossiles, bien que des lacunes importantes subsistent.
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L'origine de l'homme est un concept fondamental de la métaphysique ; elle a longtemps été expliquée par des mythes du récit originel plus ou moins liés à la religion. La théorie admise en Occident et au Moyen-Orient pendant plusieurs siècles est issue de la mythologie juive : l'homme et la femme descendraient du couple formé par Adam et Ève. Le préadamisme n'est devenu majoritaire qu'après le début du XVIIIe siècle et l'idée de Giordano Bruno qui voit en l'homme le cousin d'un singe ne devient majoritaire parmi les scientifiques qu'avec l'affirmation des théories évolutives de Charles Darwin. Ces idées sont toutes violemment condamnées par les églises chrétiennes occidentales. Le fossile de l'homme de Néandertal découvert en 1856 appuie l'hypothèse évolutive, même si l'idée même qu'une espèce d'homme distincte de la nôtre ait existé par le passé (et ait disparu) fut particulièrement difficile à admettre. Elle ne fut proposée par Charles Darwin qu'en 1871. L'homme de Java est découvert en 1890. La théorie de l'évolution a été popularisée par Darwin dans L'Origine des espèces ; le principal argument des contradicteurs de cette théorie est le manque de fossiles intermédiaires. Ceci a permis à des faussaires de berner le monde scientifique, comme avec l'affaire de l'Homme de Piltdown, composé de morceaux de squelettes d'homme et d'orang-outan.
La définition du genre Homo reste floue et varie selon les critères retenus ; le principal critère reste le volume de la boîte crânienne.
La découverte de Lucy en 1974 a permis d'appuyer la théorie d'une origine est-africaine de la lignée humaine.
En 2004, la découverte du Piérolapithèque en Catalogne a fourni de nouveaux éléments sur la question du dernier ancêtre commun. Cette espèce date d'environ 13 millions d'années avant le présent.