De nouvelles preuves de populations humaines en Amérique du Sud il y a 27 000 ans

La découverte d'os sculptés datés d'environ 25 000 avant J.-C. relance le débat sur la présence de peuplades dans les Amériques durant la Préhistoire. La colonisation de l'Amérique par Homo sapiens de la fin du Pléistocène au début de l'Holocène, pendant la dernière ère glaciaire, continue de susciter l'interrogation des historiens.

À l'ouest du Brésil et de sa capitale Brasilia, un site archéologique est devenu le berceau de la recherche sur les premiers peuplements d'Amérique. À Santa Elina, cavité rupestre du centre de l'Amérique du Sud se situant dans la Serra das Araras, de nouvelles découvertes démontrent que des tribus auraient cohabité avec des mammifères massifs durant la Préhistoire. Les archéologues ont notamment trouvé des sortes de bijoux sculptés avec des os de paresseux. Selon les datations, ces artefacts pourraient être antérieurs à la fin du Pléistocène : ils auraient été fabriqués durant le dernier maximum glaciaire, il y a 25 000 ans.

À la recherche des premiers habitants de l’Amérique

C'est une quête qui dure depuis des décennies, pour tenter de comprendre comment Homo sapiens a pu s’implanter et se développer sur le continent américain. Dans l'abri rocheux de Santa Elina, les marques du passage de l'Homme durant le Pléistocène sont nombreuses. Outre des peintures rupestres, les artefacts sont aussi les marqueurs d'une vie locale. Les chercheurs ont exhumé des outils en pierre et des ossements, les dégageant des différentes strates composant le sol du site de fouilles. Parmi les nombreux ossements d'animaux déterrés, ceux d'un mammifère massif, le Glossotherium phoenesis. Cette sorte de paresseux préhistorique pouvait mesurer trois à quatre mètres de long et peser jusqu'à 1 500 kilos ! Cette espèce endémique en Amérique du Sud s'est éteinte entre la fin du Pléistocène et le début de l'Holocène (environ 10 000 avant J.-C.), comme de nombreux mammifères tels que les mammouths. Et à l'instar des mammouths, le Glossotherium était chassé par les groupes humains se développant dans le sud du continent.

Les historiens tentent de disséquer le schéma de vie des humains durant cette période de la Préhistoire. Les artefacts de Santa Elina ont été analysés en établissant des datations au radiocarbone, ou carbone 14. En se basant sur les données obtenues, les scientifiques ont mené un calcul statistique basé sur une inférence bayésienne. Avec une précision estimée à 95,4 %, certains objets pourraient dater de 26 000 à 24 000 ans avant J.-C. Les premières tribus humaines d'Amérique du Sud se seraient donc constituées avant le pic de froid, ou dernier maximum glaciaire, atteint durant le Pléistocène.

Une histoire des migrations

Si ces résultats sont détaillés dans un article publié le 12 juillet par la Royal Society Publishing, ils ne font cependant pas consensus au sein de la communauté scientifique. Les chercheurs continuent de se questionner concernant la colonisation de l'Amérique. Une étude publiée en 2017 sur le site des presses universitaires de Cambridge se penchait déjà sur le site de Santa Elina. Pour les spécialistes, la principale voie de migration des premiers Hommes ayant rallié le continent américain serait la route de Beringia. Cette région se situe dans l'aire géographique de l'actuel détroit de Béring, séparant la Sibérie de l'Alaska. Durant l'ère glaciaire du Pléistocène, le détroit était alors gelé, formant un passage temporaire entre les deux continents, avant que la fonte des glaces ne le fasse disparaître.

L'histoire des migrations vers l'Amérique reste un véritable casse-tête pour les universitaires. Nul doute que le site rupestre de Santa Elina continuera d'accueillir des missions archéologiques pour en apprendre plus sur les premiers peuplements du « Nouveau Monde ».

Source : Futura du 30/07/2023

L'origine hybride des langues indo-européennes

Des chercheurs ont conclu que l'origine de la famille des langues indo-européennes remonterait à environ 8120 ans. Leur étude propose une approche hybride pour apporter de nouvelles perspectives sur l'histoire de cette famille linguistique, la plus répandue du monde.

Le latin, le grec ancien, le vieil Anglais et même le hindi font partie de la même famille linguistique : les langues indo-européennes. Cela signifie que ces langues ont toutes ce que l'on pourrait appeler un ancêtre commun. Au sein de cette famille, on retrouve notamment les langues celtiques, les langues germaniques, les langues balto-slaves, les langues albanaises, les langues arméniennes, les langues helléniques, les langues italiques et les langues iraniennes.

À l'heure actuelle, il n'existe pas de consensus sur l'origine précise de la famille des langues indo-européennes. Cependant, l'équipe du chercheur Paul Heggarty de l'Institut Max-Planck de Science de l'histoire humaine (Allemagne) a publié, le 28 juillet 2023 dans la prestigieuse revue Science, une étude présentant un nouveau cadre pour la chronologie et la divergence de ces langues. Des résultats corroborés avec l'ADN ancien.

Une technique révolutionnaire en paléogénétique

Récemment, l'ADN ancien (aDNA), ou ADN fossile, a apporté des perspectives révolutionnaires en paléogénétique et en génétique des populations. Il consiste à prélever et analyser des échantillons très anciens, de fossiles, de poudre d'os ou de dents. Cette technique a valu au Suédois Svante Pääbo l’attribution du prix Nobel de médecine en 2022.

Deux grandes théories de migration

Depuis des années, les origines de la famille des langues indo-européennes sont vivement débattues. Conventionnellement, on retrouve deux grandes hypothèses pour expliquer leur migration. La première est appelée "l'hypothèse des steppes" (schéma ci-dessous) par la communauté scientifique. Selon cette dernière, les langues indo-européennes se seraient diffusées de la steppe pontique-caspienne (au nord de la Mer noire, de l'embouchure du Danube jusqu'au fleuve Oural) il y a environ 6500 ans principalement avec l'élevage des chevaux.

Schéma modélisant "l'hypothèse des steppes" pour expliquer la propagation des langues indo-européennes. On constate une origine au nord de la Mer noire, origine qui s'est scindée en plusieurs branches pour se diffuser vers l'Europe, la Turquie ou encore l'Asie.

D'autres scientifiques soutiennent quant à eux "l'hypothèse agricole" (schéma ci-dessous) selon laquelle l'indo-européen se serait dispersé avec l'agriculture à partir de certaines régions du Caucase (région montagneuse comprise entre l'Iran, la Turquie et une partie de la Russie) il y a environ 9500 ans.

Schéma modélisant "l'hypothèse agricole" pour expliquer la propagation des langues indo-européennes. On constate une origine depuis le Caucase, et qui se serait divisée pour rejoindre l'Europe, le nord et l'Asie.

Vers une hypothèse hybride

À partir de leurs résultats, les chercheurs ont développé une hypothèse hybride qui combinerait des éléments des deux autres hypothèses. En effet, l'analyse phylogénétique - l'étude des liens de parenté entre les individus - a fait remonter l'origine des langues indo-européennes il y a 8120 ans en arrière. À première vue, cette date ne paraît pas conforme à "l'hypothèse des steppes", mais elle n'exclut pas un foyer important dans la steppe pontique-caspienne.

Selon cette hypothèse hybride, le foyer initial de la famille des langues indo-européennes partirait du sud du Caucase et se serait ensuite séparé en plusieurs branches migratoires. Une qui part vers l'ouest en passant par la Turquie jusque dans l'actuelle Grèce. Une autre qui se dirige vers le nord jusqu’aux régions des steppes (il y a 7000 ans) avant de se séparer à nouveau avec des diffusions vers l'Europe et l'Asie. Chaque branche s'est séparée du reste il y a environ 4890 ans. La langue nommée Italique l'aurait même fait un peu plus tôt, il y a environ 5560 ans. Le balto-slave est moins étroitement associé à ces groupes, se séparant encore avant, il y a environ 6460 ans.

Carte montrant les hypothèses alternatives pour les premières étapes de l'expansion indo-européenne. Une origine qui viendrait du sud du Caucase puis se serait déployée vers le nord jusqu’aux régions des steppes avant de s’étendre à travers l’Eurasie. Crédits : Paul Heggarty et son équipeAutant en termes de chronologie que de phylogénie, cette expansion à partir de la steppe pontique apparaît comme une phase secondaire. Ceci est cohérent avec les résultats de l'ADN ancien trouvé dans d'autres régions et qui ne soutiennent pas les caractéristiques de l'hypothèse selon laquelle l'indo-européen viendrait de la steppe. Par ailleurs, contrairement à ce qu'avançait "l'hypothèse des steppes", l'indo-iranien se sépare tôt, il y a environ 6980 ans.

De nouvelles perspectives sur l'histoire des langues indo-européennes

Dans les cas les plus simples, pour remonter l'origine commune entre différentes langues, il suffit de comparer leur structure linguistique avec leur grammaire et leur vocabulaire afin de trouver des similarités. Par exemple, on peut aisément relier le français, l'italien et le portugais avec le latin. Cependant, quand on souhaite remonter plus loin dans le temps, comme avec l'origine des langues indo-européennes, on ne trouve pas de ressemblances aussi explicites.

Les résultats des chercheurs ont donc des implications majeures pour les origines de cette famille indo-européenne et l'histoire de l'Eurasie. De plus, ces résultats sont en accord avec les données d'ADN ancien qui indiquent des expansions majeures de populations vers le Nord de l'Europe centrale, non seulement depuis la steppe pontique-caspienne, mais aussi depuis la steppe boisée en Europe orientale (entre 5000 et 4500 ans), associée à la culture de la céramique cordée.

Cette nouvelle perspective remet en question l'idée selon laquelle l'indo-européen aurait principalement émergé de la steppe pontique. L'hypothèse hybride soutient que l'indo-européen a plutôt émergé dans le nord du croissant fertile, au sud du Caucase, et que les migrations ultérieures ont suivi des itinéraires différents de ceux proposés précédemment.

Pour les chercheurs, la question qui reste en suspens est de savoir si toutes les branches migratoires, exceptées celles venant du Caucase, proviennent de la steppe, ou seulement certaines d'entre elles. Pour certaines branches, les expansions passées de populations et les événements de mélanges détectés dans l'ADN ancien (hypothétiquement associés à la propagation de ces formes d'indo-européen) auraient eu un impact génétique limité.

Source : Sciences et Avenir du 28/07/2023

Les racines de notre espèce en Afrique sont multiples

Une simulation statistique de la diversité génétique humaine actuelle conforte le scénario d’une expansion en Afrique puis hors du continent d’une espèce Homo sapiens aux origines multiples.

En 2018, une brochette de paléoanthropologues insignes introduisait le paradigme multirégional de l’évolution de notre espèce en Afrique. Emmenés par Eleanor Scerri, de l’institut Max-Planck de science de l’histoire humaine à Iéna, en Allemagne, ces chercheurs rejetaient l’idée alors dominante qu’Homo sapiens aurait émergé il y a quelque 200 000 ans d’une population unique vivant dans une seule région africaine – l’Afrique de l’est. Selon eux, notre espèce s’est plutôt diversifiée depuis un demi-million d’années au sein d’un réseau d’habitats répartis à travers toute l’Afrique et comprenant même le Proche-Orient. Or voilà qu’après avoir mesuré et simulé l’évolution qui a produit la diversité génétique de la population actuelle, l’équipe de chercheurs d’Aaron Ragsdale, de l’université de Wisconsin-Madison, leur donne raison !

L’objectif des chercheurs était de discriminer entre une large palette de simulations de l’évolution génétique de la population sapiens en comparant leurs prédictions à la biodiversité génétique actuelle. Pour ce faire, ils ont engendré à l’ordinateur des séries de simulations de l’évolution de la biodiversité génétique africaine et eurasienne traduisant quatre arbres évolutifs possibles : sortie d’Afrique d’une population africaine sapiens basale non structurée (modèle Out of Africa), sortie d’Afrique d’une population sapiens basale influencée par des échanges avec des populations régionales persistantes, sortie d’Afrique d’une population sapiens basale influencée par ses échanges avec des groupes d’humains archaïques, sorties d’Afrique d’une population sapiens structurée par de longs échanges entre les populations régionales africaines (modèle multirégional). Tous les arbres supposent une divergence entre les populations africaines actuelles il y a quelque 120 000 ans, puis des échanges entre régions réduits, ou au contraire intenses et soutenus dans le cas des simulations multirégionales. Pour tenir compte de la contribution génétique eurasienne, l’Europe est par convention considérée comme une région africaine de plus. Dans les quatre arbres évolutifs envisagés, un métissage avec les Néandertaliens hors d’Afrique est pris en compte.

Les simulations de l’évolution de la biodiversité sapiens réalisées reproduisent quatre types d’arbres évolutifs de l’espèce H. sapiens déjà envisagés. En haut à gauche, le premier traduit la sortie d’Afrique de la population d’une région de l’Afrique (Afrique de l’Est) à laquelle ont contribué de façon lointaine celles des autres régions (les chercheurs ont considéré que l’Europe fait en quelque sorte partie du réseau des habitats sapiens africains ; c’est là une convention de travail). Le deuxième, en haut à droite, traduit le même phénomène, mais avec la contribution tardive de populations d’autres régions africaines. Le troisième, en bas à gauche, traduit la même chose, mais compte tenu d’un métissage avec un groupe humain archaïque. Finalement, la quatrième, en bas à droite, traduit la sortie d’Afrique d’une population à laquelle toutes les régions du continent ont contribué.

Pour tester ces arbres, les chercheurs devaient d’abord fixer un certain nombre des paramètres décrivant les arbres évolutifs, tels la date de divergence entre Africains de l’Ouest et de l’Est (60 000 ans), la date de divergence entre Africains et Eurasiens (50 000 ans) ou encore le taux de mélange génétique entre Eurasiens et Néandertaliens (1,5 % il y a 50 000 ans), etc. Ils ont ensuite établi les fréquences d’apparition dans un échantillon de 290 génomes africains et eurasiens de certains polymorphismes – des structures locales de l’ADN – facilement identifiables même dans les séquençages de faible qualité. Ils ont alors ajusté les paramètres des simulations numériques de la succession des générations d’H. sapiens pendant de longues périodes (traduisant les arbres évolutifs : croissance, scissions, migrations et métissages de populations), jusqu’à ce que les fréquences d’apparition prédites s’approchent le plus possible des fréquences calculées à partir des échantillons génomiques.

Les résultats des chercheurs confirment et renforcent l’impression déjà donnée par d’autres recherches que la structure de la population actuelle ne date pas de plus de 150 000 ans. La structure génétique de la population sapiens actuelle se serait donc formée pendant le stade isotopique de l’oxygène 5 (13 000 à 82 000 ans), qui a vu le début de l’expansion d’H. sapiens hors d’Afrique. Selon Eleanor Scerri, qui a commenté pour le journal Nature l’article de l’équipe d’Aaron Ragsdale, cette diversification pourrait résulter de l’investissement par H. sapiens pendant cette époque de nombreuses régions auparavant non habitées, notamment sahariennes et eurasiennes. Quoi qu’il en soit, les nombreuses ethnogenèses et autres circonstances climatiques qui ont produit la structure actuelle de la population sapiens ne sont que la dernière manifestation d’une dynamique multirégionale à l’œuvre depuis longtemps en Afrique, qui, depuis un demi-million d’années, a régulièrement produit une mosaïque de groupes de traits génétiques et culturels, en d’autres termes de groupes humains avec leurs cultures. Cette constatation confirme le paradigme introduit en 2018 par Eleanor Scerri et ses collègues à partir d’un examen de données archéologiques, génétiques, paléoclimatiques et paléoécologiques. Non, la population eurasienne n’est pas issue d’Afrique de l’Est, mais du Berceau de l’humanité, un réseau d’habitats africains reliés entre eux : dans l’arbre évolutif de notre espèce, il y a des entretoises entre les branches, des divergences et des coalescences !

Source : Pour la Science du 14/07/2023

La péninsule arabique, un incubateur pour… Homo sapiens

Avant de conquérir le monde, Homo sapiens a fait une petite pause de 30 000 ans dans la péninsule arabique, le temps de s’adapter aux conditions nouvelles de l’Eurasie.

L’histoire d’Homo sapiens est une épopée au long cours qui s’étale sur plusieurs centaines de milliers d’années. Schématiquement, l’espèce est née en Afrique il y a quelque 300 000 ans avant d’essaimer plus ou moins rapidement jusqu’à conquérir le monde. Parmi les grandes étapes de cette épopée, plusieurs gardent encore une part de mystère, notamment la sortie du continent qui mena nos ancêtres en Eurasie. Afin de mieux comprendre cette migration et suivre sa trace dans l’évolution humaine, l’équipe d’Alan Cooper, de l’université d’Adélaïde, en Australie, a étudié des données de plusieurs génomes datés de 1 000 à 45 000 ans, et provenant de plusieurs régions. Les chercheurs y ont décelé 57 régions ayant subi une forte pression de sélection au moment où les humains modernes ont quitté l’Afrique. Les gènes en question participent au stockage des graisses, au développement neuronal, à la physiologie de la peau…

Plus encore, les analyses génétiques, corrélées par des données archéologiques et climatiques, révèlent qu’Homo sapiens a interrompu sa marche en avant autour de la péninsule arabique pendant environ 30 000 ans. Comme si l’espèce avait attendu de s’adapter aux conditions moins clémentes des régions septentrionales de l’Europe et de l’Asie, notamment à la température, avant de s’élancer jusqu’en Australie et aux Amériques. Curieusement, les auteurs relèvent que les gènes concernés sont associés à des maladies majeures actuelles, comme le syndrome métabolique et les pathologies neurodégénératives.

Source : Pour la Science du 15/07/2023

Homo sapiens n’est pas issu d’une seule et même population africaine

Des lignées d'"Homo" se sont mélangées pendant des dizaines de milliers d'années avant la sortie d'Afrique.

Notre espèce est apparue en Afrique il y a plus de 300.000 ans, les plus anciens fossiles connus d'Homo sapiens étant ceux découverts à Jebel Irhoud, au Maroc. Mais comment s’est-elle formée ?

Melting-pot entre lignées divergentes

Un nouveau modèle évolutif, publié par une équipe internationale dans Nature, éclaire d’un œil neuf ses origines. "Contrairement à ce que l’on pensait, notre espèce n’a pas évolué dans un seul endroit, ou de manière isolée à partir d’une seule souche", estime Aaron Ragsdale de l'Université du Wisconsin-Madison (États-Unis), un des auteurs de l'étude. Il y aurait plutôt eu une sorte de melting-pot entre lignées divergentes d'Homo sapiens.

Des mélanges durant des dizaines de milliers d’années

Les données génomiques les plus complètes jamais étudiées des populations africaines modernes montrent en effet qu’au moins deux branches évolutives d'Homo sapiens se sont séparées, il y a 120 à 135.000 ans, mais ont continué à se mélanger pendant des dizaines de milliers d’années avant que notre espèce n'entame sa sortie d'Afrique.

Ce travail réfute en revanche l’hypothèse selon laquelle notre diversité génétique actuelle s’expliquerait par des accouplements de nos ancêtres avec une espèce archaïque qui n’aurait pas encore été découverte.

Source : Sciences et Avenir du 08/07/2023