Moins de 2 000 individus seraient à l’origine de la population humaine actuelle

Une nouvelle simulation de la diversité génétique passée suggère qu’il y a 900 000 ans, la population humaine a été réduite à moins de quelques milliers d’individus aptes à se reproduire, qui sont à l’origine de la population actuelle.

Homo heidelbergensis (à gauche), l’ancêtre présumé d’Homo sapiens (à droite, l'homme de Cro Magnon), serait issu d'une population passée par un effectif extrêmement réduit.

Selon une nouvelle étude, une grande crise climatique a failli faire disparaître nos ancêtres à la fin du Pléistocène inférieur (2,59 millions d’années à 774 000 ans). Haipeng Li, de l’Académie chinoise des sciences, et ses collègues avancent que cette crise aurait presque éradiqué la population ancestrale d’Homo sapiens, il y a entre 930 000 et 813 000 ans.

Pour parvenir à ces conclusions, les chercheurs ont élaboré une nouvelle méthode afin de simuler l’évolution génétique humaine en « remontant le temps », qu’ils ont nommé « processus de coalescence rapide en temps infinitésimal » ou FitCoal. Ils sont partis pour cela de la mesure de fréquence de certains polymorphismes nucléotidiques (variations d’une seule paire de bases) dans 3 154 génomes issus de 10 populations africaines et de 40 populations non africaines actuelles. Pour l’essentiel, le principe de la méthode FitCoal est de décrire par des probabilités la coalescence – la fusion de lignées – et l’apparition spontanée de mutations de génération en génération.

Les résultats obtenus suggèrent qu’à la fin du Pléistocène inférieur, la population effective moyenne – c’est-à-dire le nombre d’individus aptes à se reproduire – n’aurait plus été que de 1 280 individus. Les chercheurs notent que ce goulot d’étranglement génétique expliquerait la rareté des fossiles humains entre 950 000 et 650 000 ans en Afrique et en Eurasie. Comme le peu de fossiles retrouvé en Afrique pour cette période – Tighennif, en Algérie, Gombore, en Éthiopie – ont des traits osseux en commun retrouvés chez Homo heidelbergensis, les paléontologues supposent que l’ancêtre présumé des Néandertaliens, des Dénisoviens et des Homo sapiens est issu de la population ancestrale qui a subsisté à cette réduction génétique. Or l’horloge génétique suggère que le plus récent ancêtre commun de ces trois formes humaines a vécu entre 700 000 et 500 000 ans, ce qui est compatible avec la possibilité d’un goulot d’étranglement survenu juste avant.

Il y a quelque 900000 ans, la population africaine ancestrale d'H. sapiens serait passée par un goulots d'étranglement génétique, qui aurait réduit sa population effective – le nombre d'individus reproducteurs – à un effectif de seulement 1280 !

Le généticien des populations Yun-Xin Fu, de l’université du Texas, l’un des inventeurs de la méthode, estime que « le fait que FitCoal puisse détecter cette baisse brutale de diversité génétique à partir de seulement quelques séquences représente une percée ».

Un enthousiasme que ses confrères accueillent avec prudence. Ainsi, Nick Ashton, du Muséum de Londres, qui a commenté l’article dans Science, pointe que s’il ya bien eu un goulot d’étranglement, moins de fossiles auraient dû être découverts en Eurasie. S’exprimant dans le New York Times, le généticien des populations à l’institut Max-Planck d’anthropologie évolutionniste de Leipzig, Stephan Schiffels, a pour sa part exprimé par une métaphore ses réserves par rapport à FitCoal : la méthode « revient un peu à tenter de déduire la taille d’une pierre tombée au milieu d’un grand lac à partir des ondelettes parvenant sur la rive ». L’avenir dira si FitCoal est un pavé dans la mare de la paléogénétique ou un coup d’épée dans l’eau.

Source : Pour la Science du 26/09/2023

Les ancêtres des singes africains et des humains seraient originaires d’Europe

L’origine des hominidés reste l'un des sujets les plus controversés en paléoanthropologie. Depuis Darwin, l'opinion traditionnelle soutient que nos ancêtres sont originaires d'Afrique, où évoluent aujourd'hui tous les hominidés non humains existants. Cependant, de plus en plus de preuves suggèrent une origine européenne. Une récente étude publiée dans la revue Nature semble confirmer cette hypothèse.

L’origine des hominidés

L’évolution des hominidés n’est pas linéaire mais ramifiée, avec de multiples branches dont les feuilles manquent encore. C’est pourquoi il est difficile, encore aujourd’hui, de démêler toute cette histoire très complexe. L’origine de cette grande famille de primates, qui comprend les humains, les singes africains (chimpanzés, bonobos et gorilles) et leurs ancêtres fossiles, fait donc encore l’objet de débat en paléoanthropologie.

Pendant longtemps, la plupart des preuves scientifiques semblaient néanmoins soutenir l’hypothèse d’une origine africaine. Cependant, la découverte de plusieurs fossiles en Europe et en Anatolie (aujourd’hui Turquie) a récemment conduit certains chercheurs à repenser nos origines. Ce point de vue suggère que les hominidés ont d’abord vu le jour en Europe avant de se disperser en Afrique il y a entre 7 et 9 millions d’années.

Un singe nouvellement identifié, nommé Anadoluvius turkae, va dans le sens de cette idée. Les résultats de ces travaux sont signés d’une équipe de chercheurs dirigée par le professeur David Begun de l’Université de Toronto, et le professeur Ayla Sevim Erol,de l’Université d’Ankara.

Imagerie miroir

Les restes de cet animal (la majeure partie de la structure faciale et la partie avant du boîtier cérébral) ont été découverts en 2015 sur le site fossilifère de Çorakyerler, en Anatolie centrale (Turquie). Pour son analyse, les chercheurs ont fait appel à une technique bien connue en anthropologie : celle de l’imagerie miroir. Celle-ci est particulièrement utile pour la reconstruction de fragments osseux fragmentaires ou endommagés.

Concrètement, l’imagerie miroir est basée sur le principe de symétrie. L’idée est que de nombreuses parties des hominidés ont une symétrie bilatérale, ce qui signifie qu’elles sont en grande partie symétriques par rapport à un axe central. Pour utiliser cette technique, les paléoanthropologues placent leur fossile, souvent fragmentaire, entre deux miroirs inclinés l’un vers l’autre de manière à créer une image réfléchie du fossile à partir d’un côté du miroir. Lorsque la lumière atteint le miroir, elle est réfléchie, créant alors une image inversée du fragment sur le côté opposé.

Les chercheurs ajustent ensuite la position des miroirs de manière à superposer l’image réfléchie avec le fragment original. Lorsque les deux images se chevauchent correctement, elles forment alors une image complète de l’os ou de la dent, comme si le fragment manquant était réapparu de l’autre côté du miroir. La superposition précise des images permet finalement aux chercheurs de reconstruire la partie manquante ou endommagée du fragment pour profiter d’une image complète de la structure.

Le crâne partiel de la femelle Anadoluvius turkae.

Taillé comme un chimpanzé

Cela étant dit, l’analyse de ces fossiles complétés par l’imagerie miroir suggère que cet animal vieux de 8,7 millions d’années avait à peu près la taille d’un grand chimpanzé mâle.

Sur la base des fossiles d’autres animaux trouvés à ses côtés – tels que des girafes, des phacochères, des rhinocéros, des antilopes, des zèbres, des éléphants, des porcs-épics et des hyènes – ainsi que d’autres preuves géologiques, Anadoluvius turkae vivait probablement dans des conditions relativement ouvertes. Les mâchoires puissantes et les grandes dents épaisses de l’animal suggèrent également que ce primate se nourrissait d’un régime comprenant des aliments durs ou coriaces provenant de sources terrestres tels que des racines et des rhizome.

Une migration d’Europe

Les chercheurs suggèrent qu’A. turkae et d’autres singes fossiles des régions voisines, tels que Ouranopithecus (découvert Grèce et en Turquie) et Graecopithecus (découvert en Bulgarie), formaient un groupe d’hominidés primitifs. Leur présence dans la région à cette époque laisse donc à penser que les ancêtres des singes africains et des humains sont bel et bien apparus en Europe et en Méditerranée orientale, avant de migrer ensuite vers le continent africain au même titre que la faune qui les accompagnait dans leur environnement d’origine.

Précisons tout de même que les chercheurs parlent ici de l’ancêtre commun des hominidés, et non de la lignée humaine après qu’elle ait divergé des ancêtres des chimpanzés et des bonobos. La majeure partie de l’histoire de l’évolution humaine s’est en effet déroulée en Afrique.

« Nos découvertes suggèrent en outre que les hominidés ont non seulement évolué en Europe occidentale et centrale, mais ont passé plus de cinq millions d’années à y évoluer et à se propager à la Méditerranée orientale avant de finalement se disperser en Afrique, probablement en raison de changements d’environnement et de diminution des forêts« , précise David Begun, co-auteur de ces travaux. « Les membres de cette radiation à laquelle appartient Anadoluvius ne sont actuellement identifiés qu’en Europe et en Anatolie« .

Pourquoi l’Afrique ?

Cette nouvelle découverte, si elle se confirme, soulève tout de même au moins deux questions : pourquoi, si les hominidés sont apparus en Europe, ils n’y sont plus, à l’exception des humains récemment arrivés ? Et pourquoi les anciens hominidés ne se sont pas également dispersés en Asie ?

À ces questions, David Begun répond que l’évolution n’est pas très prévisible. « Cela se produit lorsqu’une série d’événements aléatoires et non liés interagissent« , dit-il. « Nous pouvons supposer que les conditions n’étaient pas réunies pour que les singes se déplacent de la Méditerranée orientale vers l’Asie à la fin du Miocène, mais qu’elles étaient réunies pour une dispersion vers l’Afrique« .

En outre, rien ne dit qu’aucune de ces espèces ne s’est jamais retrouvée en Asie. Rappelons ce vieil axiome paléontologique : « l’absence de preuve n’est pas une preuve d’absence« . Il est aussi possible que certaines espèces aient migré vers l’Asie, mais qu’elle se soient ensuite éteintes. Quoi qu’il en soit, de futurs travaux de terrain en Afrique et en Eurasie à la recherche de singes fossiles pourraient potentiellement aider à clarifier ces questions sur nos ancêtres lointains.

Source : Science et Vie du 11/09/2023

Un os d’Homo sapiens trouvé dans une grotte de Néandertaliens en Bourgogne évoque de «potentiels contacts»

Le paléoanthropologue Bruno Maureille, directeur de recherche au CNRS, a récemment publié une étude sur une découverte qui mènerait vers la piste d’une possible cohabitation il y a 40 000 ans.

De quoi jeter un nouveau regard sur les relations entre les premiers hommes modernes d’Europe occidentale et nos anciens cousins disparus. Des scientifiques ont identifié l’os d’un bébé Homo sapiens dans une grotte en France qu’ils pensaient occupée uniquement par des Néandertaliens, il y a plus de 40 000 ans, une période de déclin des populations néandertaliennes et d’expansion des premiers groupes d’Homo Sapiens en Eurasie occidentale.

La découverte a été une surprise pour le paléoanthropologue Bruno Maureille, directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS), qui a piloté une étude parue récemment dans la revue Nature Scientific Reports. Ce spécialiste des Néandertaliens, travaillait à l’inventaire de fossiles humains excavés entre 1949 et 1963 en Bourgogne, dans la grotte du Renne, à Arcy-sur-Cure (Yonne).

En passant en revue les 64 fossiles, conservés au Musée national de la préhistoire des Eyzies en Dordogne, Bruno Maureille est tombé sur un os pas comme les autres : celui du bassin supérieur d’un nouveau-né, un ilion (fragment de hanche) de la taille d’une pièce de deux euros. La différence morphologique lui a sauté aux yeux : «J’ai tout de suite vu que ça n’était pas un bébé néandertalien», raconte-t-il.

L’os en question n’avait pas la même longueur ni la même orientation que les autres, précise Juliette Henrion du laboratoire d’étude de la préhistoire de l’université de Bordeaux, coautrice de l’étude, soulignant que les Homo sapiens et les hommes de Néandertal présentent «des différences morphologiques sur quasiment tous les ossements du squelette, chez les bébés comme chez les adultes». Une analyse «morphométrique» en 3D du petit os a ensuite confirmé qu’il s’agissait d’un humain anatomiquement moderne – Homo sapiens –, bien qu’encore différent de nous.

«Potentiels contacts»

«C’est la première fois qu’on retrouve un humain moderne dans un site» de cette époque, commente Bruno Maureille, insistant sur le fait que le fameux ilion moderne et les os néandertaliens sont issus de la même couche archéologique. La découverte de la grotte du Renne pose donc la question de «potentiels contacts» entre ces deux humanités biologiquement différentes, selon un communiqué du CNRS cette semaine.

L’étude avance plusieurs hypothèses, dont celle de groupes mixtes, cohabitant sur un même site et partageant la même culture. Ils auraient pu aussi occuper la grotte à tour de rôle, se succédant «sur quelques milliers d’années», analyse Juliette Henrion.

Cette découverte «nous éclaire sur l’arrivée de l’homme moderne à l’Ouest de l’Europe», ajoute la chercheuse. «Nos résultats disent que l’histoire du peuplement de cette période est peut-être plus complexe que ce qu’on croyait, montrant des occupations plurielles du territoire européen et non un scénario où tel groupe aurait remplacé l’autre à tel endroit», selon Bruno Maureille. Les chercheurs n’excluent pas de fouiller à nouveau la grotte pour trouver de nouveaux ossements.

Source : Libération du 08/09/2023

Les sphéroïdes préhistoriques étaient conçus à dessein, mais dans quel but ?

On ne sait toujours pas à quoi ils pouvaient servir, mais des archéologues sont convaincus que les premiers humains taillaient à dessein des sphères de pierre, appelées sphéroïdes, il y a au moins 1,4 million d'années, selon une étude.

Ces drôles de cailloux sont-ils le résultat involontaire de la percussion d'une pierre à l'aide d'une autre, pour fabriquer un outil, ou le résultat délibéré d'une taille visant à obtenir une forme sphérique ?

Le premier exemple de la capacité à "imposer intentionnellement une forme symétrique à une pierre"

Pour l'équipe d'Antoine Muller, archéologue au laboratoire d'informatique archéologique de l'Université hébraïque de Jérusalem, l'étude de 150 sphéroïdes de calcaire extraits du site d'Ubeidiya, fait pencher la balance vers la deuxième hypothèse. Situé dans le nord de l'actuel Israël, Ubeidiya est connu comme le site le plus ancien, en dehors de l'Afrique, représentatif de l'Acheuléen, un type de fabrication d'outils de pierre, documenté sur le continent africain il y a environ 1,7 million d'années.

A cette époque, les premiers homininés, ancêtres de la lignée humaine, fabriquent des bifaces, des outils de pierre qui, sur le modèle d'une hache, sont considérés comme le premier exemple de la capacité à "imposer intentionnellement une forme symétrique à une pierre", selon l'étude signée par Antoine Muller dans Royal Society Open Science.

Les sphéroïdes représentent un pas supplémentaire dans cette démarche, visant à ajouter une dimension "géométrique" à ce travail, selon l'équipe de Jérusalem. Qui en fait la démonstration à l'aide de méthodes de pointe d'analyse des formes en trois dimensions.

"L'étude est très intéressante dans l'approche et le résultat, car la méthode est quantitative et réplicable sur d'autres séries de sphéroïdes d'autres sites", commente auprès de l'AFP l'archéologue Julia Cabanès, doctorante au Muséum national d'histoire naturelle et signataire d'une autre étude remarquée sur le sujet.

Cette méthode pourrait par exemple s'appliquer aux plus anciens sphéroïdes répertoriés, datant de 2 millions d'années, dans les gorges d'Olduvaï, en Tanzanie.

"Des capacités exceptionnelles de taille de la pierre et un objectif très clair"

Selon l'étude de l'équipe d'Antoine Muller, les "artisans" du site d'Ubeidiya - dont on ignore à quelle lignée humaine ils appartenaient - ont effectué une séquence de réduction d'une pierre afin d'obtenir une sphère. Un travail requérant des "capacités exceptionnelles de taille de la pierre et un objectif très clair", selon un communiqué de l'Université hébraïque de Jérusalem. Autrement dit, il fallait aux auteurs "une séquence préconçue mentalement avant l'exécution", explique Julia Cabanès à l'AFP. Et donc les capacités cognitives permettant cette réalisation.

Avec ce procédé, "les sphéroïdes ne sont pas devenus plus lisses, mais avant tout plus sphériques", concluent les chercheurs. Une précision importante, car si la nature sait rendre un galet très lisse, comme ceux que l'on trouve sur une plage ou dans un torrent, celui-ci n'approche "quasiment jamais" une forme réellement sphérique de manière naturelle.

Quant à savoir quel pouvait être l'usage de ces pierres rondes, le mystère reste entier. On suppose la fabrication d'un outil servant à briser les os pour mieux en extraire la moelle ou permettant de broyer des végétaux. Des scientifiques avancent que ces sphères ont pu servir de projectiles. Sans exclure une finalité symbolique ou purement esthétique. "Toutes les hypothèses sont possibles", selon Julia Cabanès. Et selon elle, on "ne pourra sans doute jamais vraiment connaître la réponse".

Source : Sciences et Avenir du 05/09/2023