Affichage des articles dont le libellé est Bipédie. Afficher tous les articles
Affichage des articles dont le libellé est Bipédie. Afficher tous les articles

vendredi 9 décembre 2022

« Il y a depuis très longtemps des comportements bipèdes chez les primates »

La bipédie passe pour un trait typiquement humain, mais elle est apparue de multiples fois sous diverses formes chez de nombreux singes depuis plus de 10 millions d’années, expliquent Franck Guy et Jean-Renaud Boisserie, paléoanthropologues au laboratoire Palévoprim, de l’université de Poitiers.

Votre collègue Jeremy DeSilva avance qu’il y aurait eu plusieurs bipédies avant la nôtre, celle d’H. sapiens. Comment recevez-vous cette hypothèse ?

Franck Guy : Je suis en partie d’accord avec cela. Il y a eu dans notre histoire plusieurs modes de locomotion bipède liés à différents degrés d’adaptation du squelette au cours du temps. Certains squelettes d’espèces anciennes étaient, par exemple, encore adaptés à des formes d’arboricolie, c’est-à-dire à la locomotion dans les arbres par quadrupédie, bipédie et surtout brachiation. Cela n’est plus le cas du squelette d’Homo sapiens. Mais la bipédie, « le fait de se mouvoir sur les membres inférieurs », reste une caractéristique commune à l’ensemble des humains.

Jean-Renaud Boisserie : Oui, car même si la définition de la bipédie est simple, les adaptations nécessaires pour la pratiquer sont nombreuses et complexes, et peuvent varier subtilement ou beaucoup. Pour illustrer cette idée de façon extrême, les adaptations à la bipédie des humains, qui varient mais restent relativement proches, sont très différentes de celles du kangourou ou du pangolin…

Nos plus proches cousins, les chimpanzés, sont-ils des bipèdes ?

F. G. : Comme les gorilles, ce sont des bipèdes posturaux occasionnels, et parfois ils peuvent également se déplacer sur leurs membres inférieurs comme le font les humains. C’est aussi le cas d’autres primates, comme les gibbons, les Rhinopithèques, certains lémurs, etc. Néanmoins, ce mode de déplacement n’est pas leur mode préféré ou habituel et leur squelette n’est pas particulièrement adapté à ce mode. De la même manière, nous pouvons nous déplacer sur quatre pattes, mais notre squelette n’est pas adapté à l’utilisation habituelle de cette locomotion.

L’essentiel de leur temps, les chimpanzés et les gorilles pratiquent le knuckle walking. Cette expression anglaise signifiant « marche sur les phalanges » désigne une marche quadrupède en appui sur les deuxièmes phalanges des mains, les doigts étant fléchis vers l’intérieur.

Les chimpanzés ne nous indiquent donc pas comment la bipédie est venue à nos ancêtres ?

F. G. : Non. Ils nous donnent matière à réflexion, mais 8 à 10 millions d’années se sont écoulés depuis la divergence entre la lignée humaine et celle des chimpanzés. Or si nous avons des fossiles humains, même très anciens, pour retracer une grande partie de l’histoire de l’humanité, nous n’en avons pas pour les chimpanzés. Alors, que dire ? Leur bipédie, occasionnellement locomotrice, est peut-être apparue récemment à l’échelle de ces 10 millions d’années, et ne peut être prise comme un modèle de notre bipédie ancestrale. Alternativement, l’ancêtre commun à l’humain et au chimpanzé pouvait peut-être pratiquer une forme de bipédie, qui a été sélectionnée chez les humains et perdue au profit du knuckle walking chez les chimpanzés. Il ne faut écarter aucune hypothèse.

Vous parlez de « fossiles humains très anciens », mais le plus ancien – la demi-mandibule de Ledi-Geraru, en Éthiopie – n’a que 2,8 millions d’années…

J.-R. B : Par « fossile humain », nous entendons tous les fossiles de la lignée humaine depuis sa séparation d’avec la lignée des chimpanzés. Notre groupe forme un continuum évolutif au sein duquel le genre Homo est défini de manière assez arbitraire. Le plus ancien humain à ce jour est donc Sahelanthropus tchadensis, découvert au Tchad et daté de 7 millions d’années. Ensuite, on a une forme kenyane, le genre Orrorin, datée aux alentours de 6 millions d’années. Puis il y a les formes éthiopiennes du genre Ardipithecus datant d’entre 5,8 et 4,3 millions d’années, et finalement les Australopithèques entre 4,2 et 1 millions d’années et le genre Homo à partir de 2 millions d’années ou peut-être plus tôt. Beaucoup de collègues préfèrent le terme « hominine », mais si on considère que l’humanité est un continuum évolutif qui s’est – un peu ! – diversifié au cours du temps, il est synonyme d’« humain ».

Ce terme « hominine » désigne donc pour certains de vos collègues les formes de la lignée humaine depuis l’ancêtre commun avec le chimpanzé. Est-ce à dire que le comportement bipède a émergé il y a 10 à 8 millions d’années ?

F. G. : Vous voulez dire les comportements bipèdes ?

J.-R. B. : En effet, sans reparler du kangourou, ni de la bipédie occasionnellement terrestre du chimpanzé, il y a depuis très longtemps des comportements bipèdes chez les primates. Je pense par exemple à Danuvius guggenmosi, une espèce éteinte d’hominidé découverte en 2015, qui vivait il y a 11,6 millions d’années au Miocène moyen, dans ce qui allait devenir l’Allemagne : cette forme, qui pouvait se tenir debout et marcher sur la plante des pieds était donc un bipède postural…

F. G. : Oui, même chose chez les Dryopithèques, dont les fossiles découverts dans une bande terrestre allant de la France à la Chine nous indiquent qu’ils vivaient il y a une douzaine de millions d’années. Ces primates antérieurs à la lignée humaine et à celle du chimpanzé n’en sont pas forcément les ancêtres. Ils ne pratiquaient pas le knuckle walking, caractéristique des chimpanzés et des gorilles, mais pouvaient se tenir debout et peut-être marcher quelques pas, dans les arbres en s’aidant des mains. C’est ce que l’on nomme la « bipédie assistée », qui est toujours pratiquée par les orangs-outans et le fut peut-être par les premiers hominines comme le Sahelanthrope. Les orangs-outans sont des primates hominoïdes, c’est-à-dire des grands singes, ou singes sans queue, qui vivent en Asie du Sud-Est. Leur bipédie assistée relativement maladroite représente un bon modèle de celle qui a pu exister chez les premiers hominines.

Cette bipédie arboricole est-elle l’ancêtre de la bipédie terrestre ?

F. G. : C’est effectivement possible en partie. Nous faisons l’hypothèse qu’un comportement arboricole nécessitant une posture verticale, en appui sur des membres inférieurs, a pu être reproduit au sol dans des contextes particuliers puis être sélectionné au cours de notre histoire. Cela a pu se produire à plusieurs reprises, puisque les chimpanzés et les gorilles sont capables d’une certaine bipédie terrestre… La lignée humaine, pour sa part, se distingue par le fait que toutes ses formes ont, dès le début de notre histoire, pratiqué la bipédie, arboricole et terrestre, puis exclusivement terrestre.

Ainsi, on peut résumer l’évolution au sein de la lignée humaine au plus simplement, en disant qu’entre les formes les plus anciennes et la forme la plus récente, c’est-à-dire nous, la seule chose qui change vraiment, c’est la part de locomotion allouée au déplacement arboricole et à la bipédie terrestre. Pour notre part, nous pratiquons une bipédie terrestre presque exclusive : en effet, si nous restons capables de grimper maladroitement aux arbres, nous marchons et vivons à terre.

J.-R. B. : Prenons par exemple l’Ardipithèque, ce genre connu en Éthiopie entre 5,8 et 4,3 millions d’années : encore très inféodé au milieu arboricole, il a un pied tout à fait étonnant comportant un pouce opposable qui suggère qu’il avait une bonne capacité à se déplacer dans les arbres. Ce qui va arriver, c’est qu’à partir de là, cette capacité à se déplacer dans les arbres va tendre à diminuer pour favoriser la capacité à se déplacer sur le substrat terrestre… ce que les pistes de Laetoli, dont discute Jeremy DeSilva, illustrent chez les Australopithèques. De plus en plus d’adaptations vont se produire qui contrecarrent celles de l’arboricolie. Elles jouent un rôle de plus en plus important, jusqu’à la bipédie vieille de 1,9 million d’années en Afrique d’H. erectus, que certains de nos collègues nomment plutôt H. ergaster. Cette bipédie erectus incluait possiblement la course, dont ce chasseur avait sans doute souvent besoin…

Résumons : si la bipédie arboricole est présente chez de nombreux singes et déjà présente au Miocène, c’est-à-dire entre 23 et 5,3 millions d’années, c’est qu’elle est possiblement très ancienne. Quoi qu’il en soit, la bipédie terrestre en est issue. Quand ?

J.-R. B. : Nous n’avons aucun élément pour le dire. Trois scénarios sont possibles :

dans le premier, l’ancêtre commun des humains et des chimpanzés présentait des adaptations à une bipédie terrestre, dont notre lignée a hérité, ces adaptations disparaissant avec le temps chez les chimpanzés et bonobos ;

- dans le deuxième, l’ancêtre commun des humains et des chimpanzés ne présentait pas d’adaptations à une bipédie terrestre, et, dans ce cas, la divergence implique que les humains ont développé de telles adaptations dès leur séparation d’avec les chimpanzés, ces derniers étant limités à une bipédie assistée dans les arbres et occasionnelle à terre ;

- dans le troisième, les adaptations à une bipédie terrestre sont apparues plus tardivement chez les humains, et la différentiation humains-chimpanzés est initialement fondée sur d’autres adaptations.

En l’absence de fossiles de chimpanzés anciens et de fossiles plus nombreux dans l’intervalle temporel 10-8 millions d’années, il est pour le moment impossible de discriminer ces scénarios et d’ancrer le bon dans le temps.

Qu’est-ce qui a bien pu déclencher l’émergence de la bipédie ?

F. G. : Que dire ? On a un modèle ancestral quadrupède arboricole à partir duquel vont émerger des comportements particuliers dans diverses lignées, comme le knuckle walking chez les chimpanzés et la bipédie terrestre chez les humains… Dans un certain contexte, un stimulus a entraîné une pression de sélection vers plus de bipédie terrestre.

Cette pression de sélection a pu par exemple apparaître dans un contexte de collecte de ressources, avec un avantage à exploiter le substrat terrestre, ou dans un contexte à plusieurs facteurs impliquant diverses causes…

N’a-t-on pas montré en effet qu’un bipède dépense au sol quatre fois moins d’énergie sur la même distance qu’un quadrupède ?

F. G. : Cela est vrai, en partie, si on nous compare au quadrupède terrestre marchant en s’appuyant sur ses deuxièmes phalanges de main qu’est le chimpanzé, mais pas si on compare l’humain à d’autres quadrupèdes tel le cheval par exemple. Cet avantage énergétique ne s’applique que peu aux formes bipèdes anciennes pour lesquelles le squelette ne montre pas toutes les adaptations connues aujourd’hui chez Homo sapiens, s’agissant de la forme du pied, de celle du bassin, etc.

J.-R. B. : À cet égard, on a par exemple proposé une origine des hominidés dans les forêts côtières de l’Afrique orientale, où, même sans bipédie évoluée, ils pouvaient exploiter des ressources intéressantes au sol…

Des mangroves auraient-elles joué un rôle ?

J.-R. B. : Pas forcément : ces forêts avancent quelque peu dans les terres et peuvent être plus ou moins sèches tout en comportant des ressources intéressantes, ce qui a amené certains auteurs à proposer que l’ancêtre commun ait été une forme passant beaucoup de temps au sol accroupi pour les exploiter.

Un autre contexte possible est celui de la vie sociale, qui ne manque pas de stimulus pouvant inciter à des comportements bipèdes. D’après une hypothèse d’Owen Lovejoy, un spécialiste américain de la locomotion des grands singes, les interactions sociales entre les mâles et les femelles ont entre autres pu jouer. Il a suggéré que les relations privilégiées entre un mâle et une femelle ont pu pousser à l’acquisition de comportements bipèdes réguliers, à la fois pour des raisons physiologiques, comme la dissimulation des parties génitales de la femelle au regard des autres mâles, ou encore de la nécessité pour le mâle de transporter de la nourriture sur de plus grandes distances pour l’offrir la femelle et maintenir ces relations.

D’autres collègues ont proposé qu’un bipède offre moins de surface au soleil, devenant moins vulnérable qu’un chimpanzé qui offre tout son dos… ce qui, dans un contexte où il y aurait eu moins d’arbres, aurait été avantageux…

F. G : Toutes ces hypothèses sont envisageables, mais pas testées. On peut continuer comme cela longtemps à en énumérer et à en inventer de nouvelles. Chacune peut être critiquée, mais à ce stade on ne peut les valider, parce que les données manquent pour le faire. Tout ce qu’on peut dire, c’est que dans la lignée humaine, la bipédie assistée était présente au même titre que la bipédie terrestre chez le Sahelanthrope il y a 7 millions d’années ; puis, il y a entre 6 et 5 millions d’années, l’Ardipithèque a pratiqué une bipédie toujours très arboricole, mais manifestement terrestre aussi ; à partir d’il y a 4 millions d’années, la bipédie terrestre est commune chez les Australopithèques, puis à partir d’il y a 2 millions d’années, elle devient quasiment exclusive au sein d’Homo.

Source : Pour la Science du 08/12/2022

mercredi 7 décembre 2022

Sur les pistes de la bipédie

Il y a 3,6 millions d’années sur le site de Laetoli, en Tanzanie, des australopithèques ont foulé la cendre volcanique fraîche : deux espèces différentes suggère une nouvelle étude… et au moins deux façons de marcher sur deux jambes.

Chez les animaux, la bipédie est un comportement rare et extraordinaire. Les humains l’ont adoptée avant même d’avoir un gros cerveau, et bien avant de parler ou de faire du feu. De fait, les plus anciens préhumains connus – ceux qui vivaient entre 7 et 5 millions d’années – la pratiquaient déjà, au moins en partie, puisque leurs squelettes portent des marques d’adaptation à la marche sur les deux membres postérieurs. Ces premiers préhumains connus font partie des hominines, c’est-à-dire de l’ensemble des espèces de la lignée humaine depuis sa séparation d’avec celle des chimpanzés. Marcher sur deux membres plutôt que sur quatre a rendu possible les évolutions successives qui ont fini par produire les humains. Grâce à la bipédie, nos prédécesseurs purent diversifier leurs ressources et mieux exploiter leur environnement. En un mot, ce mode de locomotion est à l’origine de quasiment tous les traits qui ont rendu les humains uniques.

Dans la représentation iconique de l’évolution humaine, une succession linéaire d’ancêtres commence par un quadrupède en forme de chimpanzé, se poursuit par des formes préhumaines de plus en plus érigées et aboutit à un Homo sapiens marchant triomphalement sur deux jambes dans une posture parfaitement verticale. Cette vision simpliste fut popularisée dans les années 1960 par une illustration de vulgarisation – The March of Progress, « La marche du progrès » – et par ses nombreuses variantes imprimées et réimprimées dans les livres, sur des autocollants, des tasses, des tee-shirts…

Les découvertes accumulées au cours des dernières décennies obligent les chercheurs à définitivement rejeter la linéarité de cette imagerie traditionnelle. Nous savons aujourd’hui que plusieurs espèces d’hominines ont parfois vécu simultanément dans les habitats africains, où elles ont développé plusieurs locomotions bipèdes. L’apparition de la bipédie dans le registre fossile il y a quelque 7 millions d’années ne nous dit pas quand les primates ont pour la première fois marché sur deux jambes, ni pourquoi, mais elle atteste en tout cas du fait qu’un processus ininterrompu d’évolution de ce mode de locomotion était lancé. Notre façon de marcher n’a pas été prédéterminée de manière que chacun de nos ancêtres adopte une façon de marcher répondant à un objectif donné – l’évolution, après tout, ne fait pas de plan ! Elle est plutôt, parmi les nombreuses solutions de marche debout pratiquées par les hominines, celle qui a finalement prévalu.

Des empreintes énigmatiques

Le 24 juillet 1976 fut le jour de l’une des découvertes les plus heureuses de la paléoanthropologie. Venus visiter le site de Laetoli que fouillait l’équipe de la célèbre paléoanthropologue Marie Leakey, Kay Behrensmeyer, du Musée national d’histoire naturelle des États-Unis, et Andrew Hill, de l’université de Yale, se sont éloignés parce qu’ils manquaient de munitions dans la bataille de bouses d’éléphant déclenchée par leurs collègues. Le regard fixé à terre pour en repérer, ils sont entrés dans un ravin voisin, où, au lieu de trouver des bouses, ils sont tombés sur des traces d’éléphants et autres impacts de gouttes de pluie durcis, imprimés dans une couche de cendres volcaniques il y a 3,66 millions d’années…

Cette découverte fortuite arrêta la bataille de bouses, car les combattants vinrent s’émerveiller devant ces précieux instantanés anciens. Les fossiles ne nous renseignent en effet qu’en termes généraux sur un organisme, mais ses empreintes évoquent un morceau de sa vie, même s’il a disparu depuis longtemps.

Les semaines qui suivirent, l’équipe de Mary Leakey mit précautionneusement au jour le « site A », c’est-à-dire la zone de ces empreintes. Elle comprenait des milliers de pistes d’éléphants, de rhinocéros, de girafes, d’antilopes, de grands félins, d’oiseaux, sans parler de celles de petites antilopes et de lièvres, et même celles d’un scarabée. Dans l’espoir de découvrir des empreintes bipèdes, Mary Leakey poussait à leur recherche. Ce fut au cours du mois de septembre que deux jeunes membres de l’équipe Leakey – Peter Jones et Philip Leakey, l’un des fils de Mary – découvrirent cinq empreintes consécutives d’un animal bipède. Des empreintes d’hominine ? Peut-être, mais leurs formes étaient étranges : plutôt que de marcher comme le font habituellement les humains, l’animal en question avait déplacé son pied gauche en avant de son pied droit, un peu comme le font les mannequins de défilé, qui avancent sur une ligne imaginaire. Les traces de bipède du site A étaient énigmatiques.

Découvertes à Laetoli, en Tanzanie, ces pistes suggèrent que deux espèces différentes d’hominines vivaient simultanément dans la région il y a quelque 3,66 millions d’années. Tandis que la piste du site G, à droite, serait attribuable à Australopithecus afarensis, celle du site A, à gauche le serait par un hominine différent, non identifié encore.

Deux ans plus tard, Paul Abell et Ndibo Mbuika, des membres de l’équipe de Mary Leakey, découvrirent une nouvelle piste bipède située 2 kilomètres à l’ouest du site A : le site G. Deux, trois, peut-être même quatre individus avaient foulé à grands pas la cendre boueuse, imprimant 69 empreintes aux apparences étonnamment humaines. Selon la plupart des paléontologues, ces traces seraient celles d’Australopithecus afarensis (des congénères de la célèbre Lucy), dont on a trouvé des fossiles à Laetoli. Cependant, les traces du site G diffèrent de celles du site A. Si elles sont hominines, alors qui a foulé le site A ?

Au milieu des années 1980, Russ Tuttle, de l’université de Chicago, tenta de résoudre cette énigme. Après avoir comparé la forme des empreintes du site A avec celles d’humains non chaussés, de chimpanzés et d’ours de cirque habitués à marcher sur deux pattes, cet anthropologue conclut que les empreintes du site A étaient soit celles d’un ours se déplaçant sur deux jambes, soit celles d’un deuxième hominine présent à Laetoli au Pliocène (5,3 à 2,58 millions d’années). Ses conclusions firent pencher nombre de chercheurs pour l’hypothèse qu’un ours avait laissé ses traces sur le site A, sans doute parce que l’idée d’une évolution linéaire de la bipédie humaine dominait alors. Dès lors, tandis que les empreintes du site G furent étudiées de près et devinrent célèbres dans le monde entier, celles du site A tombèrent dans l’oubli. Trois décennies s’écoulèrent avant que quelqu’un ne s’y intéresse à nouveau.

Le Dartmouth College, où j’enseigne l’anthropologie, est une très ancienne université privée, nichée dans une vallée située entre les montagnes Blanches du New Hampshire et les montagnes Vertes du Vermont. Même si l’université n’est qu’à deux heures de Boston, sa devise est « Une voix qui crie dans le désert ». Le célèbre sentier des Appalaches jouxte son campus entouré de grandes étendues d’érables à sucre fournissant des tonnes de sirop ; des ours – beaucoup d’ours – vivent dans les forêts environnantes.

En 2017, mon étudiante Ellison McNutt, aujourd’hui professeuse d’anatomie à l’université de l’Ohio, et moi-même, nous sommes associés au connaisseur de l’ours noir Ben Kilham afin d’obtenir des empreintes de tailles similaires à celles du site A de Laetoli. À l’aide de sirop d’érable et de compote de pommes, nous avons amené des oursons à se dresser et à marcher sur leurs pattes arrière sur une piste expérimentale de boue. Leurs pistes, avons-nous alors constaté, ne correspondent pas à celle du site A : les pas sont très espacés, car l’anatomie de la hanche d’un ours et celle de ses genoux le fait osciller d’avant en arrière pendant qu’il progresse sur deux pattes, et les empreintes sont étroites. Nos premiers doutes sur l’hypothèse d’un ours marchant sur le site A de Laetoli étaient nés.

Plusieurs sites africains nous apprennent que l’ours Agriotherium a vécu en Afrique au Pliocène. Or pendant les quarante ans et plus qui se sont écoulés depuis la découverte du site A, l’érosion pluviale a mis au jour des dizaines de milliers de fossiles. Les équipes de Charles Musiba de l’université du Colorado à Denver, de Terry Harrison de l’université de New York, et de Denise Su à l’université d’État de l’Arizona en ont récolté un grand nombre sans jamais tomber sur des os d’ours. Cette constatation invitait à réétudier le site A. Nous avons décidé de le faire, mais comme les pluies érodent aussi les pistes animales fossilisées, nous craignions que les empreintes du site A aient disparu depuis longtemps.

Heureusement, lorsqu’en 2019 Charles Musiba et moi-même nous sommes rendus à Laetoli pour retrouver le site A, grâce aux dessins détaillés laissés par Mary Leakey, nous avons constaté avec bonheur que ce n’était pas le cas. Après plusieurs jours de terrassement, Kallisti Fabian, notre assistant tanzanien, a lancé le mot swahili signifiant « humain » : « Mtu ! » Il avait retrouvé les empreintes de pas. Les pluies avaient protégé ces cinq empreintes en les recouvrant d’une couche de fins sédiments. Nous les avons alors soigneusement nettoyées à l’aide de petites spatules de bois et de brosses à poils épais. Les détails des empreintes d’orteils que nous avons alors révélés grâce à nos scanners laser 3D à haute résolution n’avaient jamais été aperçus. Il faut dire que nous collègues des années 1970 ne disposaient pas des mêmes instruments… Clairement, les empreintes de talon du site A sont larges et le gros orteil est le doigt dominant. Seul un hominine peut les avoir laissées, mais lequel ?

Il peut s’agir a priori de celles d’un A. afarensis. Se promener sur une plage aide à comprendre pourquoi, car on peut y observer la variété des empreintes de pas sapiens : certaines, petites et plates, manifestement celles d’un enfant, voisinent avec d’autres, longues et arquées, celles de sa mère sans doute, etc. Nous savons bien que nos contemporains viennent dans une grande variété de tailles et de formes. Leurs pieds aussi ! Il semble donc vraisemblable que les pieds afarensis aient aussi été variables, ce que les sites A et G pourraient illustrer… Si cette interprétation est la bonne, les petites empreintes du site A pourraient être celle d’un enfant afarensis. C’est en tout cas l’hypothèse que j’ai émise au départ.

Les empreintes d’hominine du site G (exemple à gauche) sont vraisemblablement celles d’un A. afarensis ; en comparaison, celles du site A (exemple à droite) sont courtes et larges et montrent que le gros orteil dépassait sur le côté.

Puis Kevin Hatala, de l’université de Chatham, aux États-Unis, qui a participé à la découverte et à l’analyse des empreintes d’Homo ergaster vieilles de 1,55 million d’années à Ileret, au Kenya, s’est joint à notre équipe. Ensemble, nous avons comparé les empreintes du site A avec celles mieux conservées du site G, avec celles d’une autre piste découverte en 2015 sur le site S et aussi avec des centaines d’autres d’humains et de chimpanzés. Les différences relevées mettent les empreintes du site A hors du spectre des empreintes d’humains actuels de tous âges.

Nous avons en effet constaté que la forme des traces de pas du site A est aussi différente de celle des empreintes du site G et S que la forme des empreintes d’un chimpanzé est différente de celle des nôtres. Cela ne veut pas dire que les empreintes du site A et celles d’un chimpanzé sont identiques, mais seulement que leur forme est très différente de celle des empreintes d’un australopithèque des Afars. Comparées aux empreintes présumées afarensis des sites G et S, les empreintes du site A sont courtes et larges, le gros orteil dépassant un peu sur le côté. Il semble aussi que les auteurs des empreintes du site A avaient un pied médian plus souple.

En décembre 2021, nous avons décrit ces découvertes dans un article paru dans la revue Nature, affirmant non seulement que les empreintes du site A sont hominines, mais aussi qu’elles furent imprimées dans la cendre par une autre espèce que celle qui foula le site G. Comme toujours en science, nombre de nos collègues n’ont pas complètement rejoint notre interprétation : pour eux, les traces du site A sont afarensis. Rappelons toutefois que les empreintes du site A sont si différentes de celles du site G que les paléoanthropologues ont pu rester convaincus des décennies durant qu’un ours les avait faites…

Pour moi, il y a 3,66 millions d’années, peu après la pluie de cendres, deux hominines ayant des façons de marcher et des pieds différents ont foulé la surface cendreuse en direction du nord et du bassin d’Olduvai, en quête d’eau peut-être. Comme la couche à empreintes de Laetoli ne peut tout au plus avoir enregistré que quelques jours d’activité, elle constitue le meilleur indice que nous avons du fait que plusieurs espèces d’hominines vécurent simultanément dans l’environnement de Laetoli au Pliocène. Pour l’instant, nous ignorons tout de leurs interactions, s’ils en ont eu.

Pied fossile

Notre impression que les empreintes du site A de Laetoli furent laissées par une deuxième espèce d’hominines s’ajoute aux indices toujours plus nombreux d’une évolution de la bipédie bien moins linéaire et bien plus complexe que nous le pensions. Les autres indices proviennent des fossiles : fragiles, les os de pied sont malheureusement très peu fossilisés et les squelettes de pied pratiquement jamais. Malgré cette difficulté de fossilisation, les paléoanthropologues actifs dans la vallée du Grand Rift africain et dans les grottes d’Afrique du Sud ont pu rassembler un certain nombre d’os fossiles issus de la seule partie du corps d’un bipède en contact direct avec le sol, ce qui est passionnant. Beaucoup de ces découvertes échantillonnent une période charnière de l’évolution humaine, située entre 5 millions et 3 millions d’années, pendant laquelle nos ancêtres sont devenus des bipèdes terrestres de plus en plus complets. En 2017, Ellison McNutt et moi-même nous sommes associés à Bernhard Zipfel, de l’université du Witwatersrand, en Afrique du Sud – un podologue devenu paléoanthropologue – pour essayer d’interpréter ces trouvailles.

Plus précisément, nous avons cherché à réévaluer à partir des fossiles les idées reçues sur l’évolution de la bipédie. Dans la vision traditionnelle, les hominines ont d’abord eu un pied préhenseur semblable à celui des chimpanzés, qui a ensuite évolué vers un pied transitoire toujours capable de saisir mais aussi de marcher, semblable à celui de l’ardipithèque, une forme qui, il y a 4,4 millions d’années, vivait près de ce qui allait devenir Aramis, en Éthiopie. Si l’on saute ensuite de l’ardipithèque à Lucy, cet australopithèque des Afars (Australopithecus afarensis), qui, il y a 3,2 millions d’années, vivait dans ce qui allait devenir Hadar, en Éthiopie, on découvre un pied à gros talon et milieu rigide, mieux adapté à la vie au sol. Avec l’apparition d’Homo – un million d’années plus tard d’après les fossiles d’H. habilis, mais vers 2,8 millions d’années d’après le premier fossile humain, la demi-mandibule de Ledi-Geraru – des orteils plus courts et une voûte plantaire élevée traduisent une adaptation encore plus poussée du pied à la marche au sol.

Après avoir étudié tous les squelettes fossiles de pied conservés dans les musées africains, nous sommes parvenus à une vision très différente. Au cours du développement de la bipédie terrestre chez nos premiers ancêtres, une série d’expérimentations évolutives a abouti à des formes de pieds hominines différentes. Dans l’intervalle de deux millions d’années étudié, nous avons identifié cinq formes de pieds différentes, probablement indicatrices de cinq façons différentes de marcher debout. Outre les pieds d’Ardipithecus ramidus (Ardi) et celui d’A. afarensis (Lucy), apparaissent trois pieds de formes singulières : le premier est celui d’un ardipithèque découvert à Gona, en Éthiopie, de sensiblement le même âge qu’A. ramidus ; le deuxième est celui de Little Foot, un hominine de 3,67 millions d’années découvert dans la grotte de Sterkfontein, en Afrique du Sud ; le troisième est un pied étonnamment primitif de 3,4 millions d’années provenant du site de Burtele, à Woranso-Mille, en Éthiopie. Ces cinq pieds présentent chacun un mélange différent de traits rappelant d’un côté les singes non humains, de l’autre les humains. Leur diversité est incompatible avec le modèle d’une évolution progressive du pied de singe vers le pied humain.

Nous verrons si la suite de nos recherches permettra d’écrire une sorte d’histoire de Cendrillon paléontologique : l’un de ces cinq pieds récemment découverts s’ajustera-t-il aux énigmatiques traces du site A de Laetoli ? Nous verrons en continuant à explorer les premières étapes de notre histoire évolutive.

La forte diversité des bipèdes

À cet égard, il est intéressant de constater que la diversité locomotrice ne s’arrête pas là. Prenons, par exemple, Australopithecus sediba, une forme d’Afrique australe d’environ 1,98 million d’années. Sa découverte fut aussi fortuite que celle du site A, entraînée par la bataille de bouses d’éléphant évoquée plus haut. Alors que dans la grotte de Malapa, située dans le berceau sud-africain de l’humanité, il explorait une zone fouillée par son père, le paléoanthropologue Lee Berger, Matthew Berger, 9 ans, trébucha littéralement sur un rocher contenant une clavicule et une mâchoire inférieure d’hominine. Dans les mois qui suivirent, l’équipe de Lee Berger mit au jour deux squelettes partiels d’une nouvelle espèce d’australopithèque : Australopithecus sediba. Peu après mon doctorat, j’eus le privilège d’étudier ses pieds et ses jambes, invité par Lee Berger.

Les formes des os que je découvris alors me stupéfièrent, tant elles étaient inattendues. Pour un hominine de cette époque, l’os du talon relevait trop de celui d’un singe et, sur les deux squelettes disponibles, le pied médian, la cheville, le genou, la hanche et le bas du dos avaient des caractéristiques étranges. Isolément, ces os auraient semblé bizarres. Ensemble, ils étaient simplement ceux d’un hominine ayant une façon particulière de marcher, semblable à celle des personnes dont la marche est affectée par un affaissement de la voûte plantaire, qui distribue trop de poids sur la partie médiane du pied. Chez nos contemporains, de tels « pieds plats » entraînent de nombreuses pathologies articulaires. Selon Lee Berger, moi-même et d’autres collègues, les os si particuliers d’A. sediba sont des solutions anatomiques à ces problèmes. Nous pensons que l’espèce A. sediba était adaptée à la marche avec des pieds plats. Pourquoi pareille adaptation ? Les épaules et les bras d’A. sediba nous indiquent que cet australopithèque grimpait aux arbres. Ses dents conservent de microscopiques traces de cellules végétales provenant de feuilles, de fruits et d’écorces, qui prouvent qu’A. sediba se nourrissait souvent dans les arbres. Sa façon de marcher traduit l’adaptation à la fois à la locomotion au sol et dans les arbres d’un hominine contemporain d’autres espèces déjà engagées depuis très longtemps dans des modes de vie terrestres.

Il y a deux millions d’années, A. sediba n’était pas le seul hominine d’Afrique australe. En 2020, l’équipe d’Andy Herries, de l’université La Trobe, en Australie, a annoncé la découverte de nouveaux fossiles dans les carrières de Drimolen – dans le berceau de l’humanité sud-africain. Ils émanent de deux autres hominines : Paranthropus robustus et H. Ergaster. Ainsi, trois espèces différentes d’hominines appartenant à trois genres différents – Homo, Paranthropus et Australopithecus – coexistaient dans la région de Drimolen.

Grâce au garçon du Turkana, un squelette partiel découvert dans les années 1980 le long de la rive occidentale du lac Turkana, au Kenya, nous savons qu’H. ergaster avait un corps presque identique à celui des humains d’aujourd’hui. Des empreintes de pas retrouvées sur la rive orientale du lac confirment que ces anciens humains marchaient comme nous. Quand H. ergaster – l’ancêtre probable de la lignée qui a conduit à H. sapiens – regardait autour de lui, il pouvait lui arriver d’apercevoir deux autres bipèdes appartenant aux genres Australopithecus et Paranthropus. Étant donné les formes des os de leurs pieds et de leurs jambes, je pense que ces hominines avaient des façons de marcher différentes.

Même après l’apparition d’espèces marchant d’une façon comparable à nous, moult types de marche debout ont continué à exister et à évoluer. Australopithecus sediba (à gauche) était adapté à la fois à la locomotion terrestre et à la locomotion arboricole ; pour sa part, le petit Homo floresiensis (à droite) avait des pieds larges et plats, ce qui l’obligeait à lever la jambe pour faire ses petits pas.

Cette diversité de façons de marcher a persisté même après l’extinction des australopithèques et des paranthropes. Il y a à peine 60 000 ans, alors qu’H. sapiens dominait déjà l’Ancien Monde, une petite espèce humaine, H. floresiensis, vivait sur l’île de Flores, en Indonésie, dotée de pieds plats relativement grands et de jambes courtes comportant de petites articulations. Je me demande si la démarche qui en résultait est imitée aujourd’hui par les utilisateurs de raquettes, qui doivent faire des pas courts et pousser fortement des genoux.

Ces façons de marcher manifestement différentes aidaient peut-être les anciens hominines à reconnaître qui était de leur espèce et qui ne l’était pas. Si la démarche révélait l’espèce, un hominine pouvait percevoir en l’observant s’il avait affaire à des amis, de la famille, ou plutôt à des étrangers, éventuellement hostiles. Cet indice pouvait peut-être éviter ou provoquer un conflit, illustrant qu’une façon de marcher représente bien plus qu’une manière de se déplacer d’un point A à un point B.

Les questions restant ouvertes

De nombreuses questions subsistent quant à l’évolution de la bipédie. Nous ignorons toujours pourquoi marcher debout au sol fut assez avantageux pour nos ancêtres et parents éteints pour être sélectionné. Les hypothèses abondent. En 1809, le naturaliste français Jean-Baptiste de Lamarck (1744-1829) émit l’idée que les humains auraient évolué vers la marche debout à force de regarder par-dessus de hautes herbes. Six décennies plus tard, Charles Darwin supposa de son côté que la marche sur deux jambes avait été sélectionnée parce qu’elle libérait les mains. Depuis, d’autres chercheurs ont proposé que ce fût le cas parce que la bipédie permettait de récolter et de transporter de la nourriture ou de patauger dans des eaux peu profondes. D’autres encore qu’elle fut adoptée comme un moyen énergétiquement efficace d’exploiter des ressources dispersées sur un territoire. Pour autant, il me semble que tous ces efforts visant à identifier « la » raison de l’évolution vers la bipédie sont vains. Je pense plutôt qu’il est possible – voire probable – qu’au début de l’évolution des hominines, la marche bipède a émergé à plusieurs reprises chez différents hominines vivant dans des environnements quelque peu différents à travers l’Afrique. La diversité des formes de pieds hominines constatée, datant du Pliocène, soutient ce scénario.

Le registre fossile des singes du Miocène (23 millions à 5,3 millions d’années), qui a précédé le Pliocène, met en évidence d’autres facettes inconnues de la question. Malheureusement, les paléontologues travaillant en Afrique peinent à trouver des fossiles de singes de cette période cruciale pendant laquelle les hominines ont divergé des autres hominidés. Heureusement, leurs collègues d’Europe ont découvert un registre tout à fait impressionnant de cette période en Espagne, en France, en Allemagne, en Grèce, en Italie, en Hongrie et en Turquie. À en juger par leurs mains, leurs bras, leur dos, leurs hanches et leurs jambes, ces singes européens ne marchaient pas sur leurs phalanges comme les chimpanzés. Certains d’entre eux auraient été capables de se déplacer sur deux jambes plus souvent et plus efficacement que les singes africains modernes. D’après la position dans l’arbre phylogénétique de ces anciens singes – par exemple de Danuvius guggenmosi d’Allemagne, vieux de 11,6 millions d’années, dont la découverte a été annoncée en 2019 –, il est même envisageable que le singe dont les ancêtres des humains, des chimpanzés et des gorilles se sont séparés n’ait pas marché en s’appuyant sur les articulations de ses mains, mais ait utilisé la bipédie assistée par la main pour « marcher » dans les arbres, ce qui l’aurait redressé. Dans ce cas, l’adaptation à la marche debout, qui définit les hominines, ne serait pas la bipédie en soi, mais la bipédie au sol. Si d’autres fossiles confirment cette hypothèse, la première bipédie terrestre – encore très rudimentaire – pourrait ne pas avoir été une nouvelle forme de locomotion, mais l’utilisation au sol d’une adaptation acquise dans les arbres d’ancêtres arboricoles descendant de plus en plus souvent à terre.

Cette idée est controversée et doit être mieux testée. Le problème est que les paléoanthropologues n’ont pas encore découvert en Afrique de squelettes fossiles de pieds ou de jambes datant d’il y a entre 12 millions et 7 millions d’années, c’est-à-dire de la période clé pendant laquelle les lignées qui allaient conduire aux humains, aux chimpanzés et aux gorilles ont commencé à diverger. Nous nous appuyons sur l’anatomie des anciens singes d’Europe pour combler cette lacune. D’une certaine manière, cela revient à essayer de savoir à quoi ressemblait votre arrière-grand-mère en étudiant des lambeaux de photographies en noir et blanc de parents éloignés du XIXe siècle. Ce genre de données vous fournira quelques indices, mais difficilement son portrait complet. Nous verrons si cette hypothèse se confirme dans les décennies à venir, au fur et à mesure que d’autres fossiles seront découverts sur les sites du pourtour méditerranéen et d’Afrique. Pour l’instant, cependant, les débuts de la bipédie restent énigmatiques.

Quelle qu’en soit la solution, il est clair qu’une fois que nos ancêtres ont marché débout, ils ont continué à le faire… jusqu’à aujourd’hui. Au cours de sa vie, une personne non handicapée fait en moyenne environ 150 millions de pas, soit assez pour faire trois fois le tour de la Terre. Nous flânons, marchons à grandes enjambées, à pas de loup, en faisant du surplace ou en traînant les pieds, sur leur pointe ou d’un pas pesant, en trébuchant, en nous pavanant ou en paradant… Avant de juger quelqu’un, on nous demande de « marcher un mille dans ses chaussures ». Les grands hommes marchent sur l’eau et les génies sont des encyclopédies… ambulantes. Malgré sa présence constante dans nos pensées, nous autres humains pensons peu à la marche. Les fossiles de pied, cependant, révèlent à quel point elle est tout sauf ordinaire. Il s’agit d’un processus évolutif complexe et alambiqué, qui commençant par de premiers pas maladroits de singes dans les forêts miocènes a lancé les hominines autour du monde et au-delà.

Source : Pour la Science du 07/12/2022

mercredi 5 octobre 2022

La bipédie a sept millions d’années au moins

La position du trou occipital de Toumaï, un crâne découvert en 2001 au Tchad, suggérait l’existence d’une espèce hominine bipède il y a sept millions d’années. L’analyse d’un fémur et d’un os de l’avant-bras trouvés sur le même site, conforte aujourd’hui cette hypothèse, nous expliquent les auteurs de cette étude.

Quel lien peut-on établir entre ces restes et le crâne Toumaï ?

Franck Guy : Comme le crâne, ces os appartiennent à la lignée qui a conduit aux humains actuels, les hominines. La probabilité d’avoir plusieurs espèces hominines en un même lieu – appelé TM266 – est très faible. Nous estimons pour cette raison que le plus plausible est que tous ces os relèvent de la même espèce Sahelanthropus tchadensis, celle de Toumaï, mais ils représentent un minimum de trois individus différents.

Le fémur de S. tchadensis.

Quels traits du fémur et des ulnas suggèrent une bipédie ?

Guillaume Daver : Notre interprétation de la morphologie du fémur de S. tchadensis est fondée sur 16 caractères et de multiples analyses de sa structure, ainsi que sur des comparaisons statistiques de caractères géométriques. Il ressort de ces dernières, que le fémur tombe dans l’espace morphologique des hominines – Orrorin, Ardipithecus, Australopithecus, Homo –, mais hors de celui des autres grands singes anciens et actuels. Pareil pour les ulnas. Au final, le fémur et les ulnas découverts sur le site TM266 s’avèrent similaires aux mêmes os des formes bipèdes de notre lignée.

Le fémur suggère une bipédie habituelle chez S. tchadensis, c’est-à-dire un mode de déplacement sur deux jambes privilégié ; en comparaison, les chimpanzés sont principalement quadrupèdes, même s’ils sont capables d’une bipédie occasionnelle : ils progressent sur leurs pieds et leurs mains en appuyant leurs deuxièmes phalanges sur le sol, ce que l’on nomme le knuckle-walking.

Comment se compare la bipédie de S. tchadensis à celles des ardipithèques, des australopithèques, du chimpanzé et des humains actuels ?

F. G. : Difficile à dire, car Sahelanthropus, Ardipithecus et les autres hominines anciens évoluaient dans des milieux de vie comparables, mais pas identiques : ces formes ont en commun une bipédie au sol qui se combinait sans aucun doute avec des comportements arboricoles. Toutefois, même si des millions d’années d’évolution les séparent, les bipédies de tous les (pré-) humains sont adaptatives, c’est-à-dire que notre squelette, nos muscles, notre physiologie traduisent une adaptation à la locomotion bipède… Les chimpanzés et la plupart des autres primates qui peuvent occasionnellement se déplacer sur deux jambes ne montrent pas ce genre d’adaptation à la bipédie habituelle. Ainsi, à ce stade des idées, c’est bien ce squelette adapté à la bipédie qui caractérise notre groupe, et non pas juste la possibilité de se déplacer sur deux jambes.

L’exploitation d’un territoire mêlant forêts, savanes et plans d’eau est-elle à l’origine de la bipédie ?

G. D. : En partie. La première bipédie est celle pratiquée dans les arbres. L’extension au sol de l’exploitation du territoire a pu représenter l’une des étapes importantes de l’évolution vers notre locomotion. Les chimpanzés, s’ils peuvent occasionnellement descendre au sol, sont avant tout des animaux arboricoles, omnivores comme nous, mais à dominante herbivore et même frugivore. Dès lors que les préhumains se sont mis à rechercher davantage leurs ressources au sol, une tendance à exploiter un territoire toujours plus grand s’est installée. Elle n’a pu qu’induire une pression sélective favorisant une bipédie de plus en plus fréquente. Toumaï nous dit que ce processus s’était déjà enclenché il y a sept millions d’années.

La lignée humaine

  • 7 Ma : S. tchadensis 
  • 6 Ma : Orrorin 
  • 5,8-4,4 Ma : Ardipithecus 
  • 4,2-1,3 Ma : Australopithecus 
  • 2,8- ? : Homo

Source : Pour la Science du 04/10/2022

dimanche 18 septembre 2022

Nouvelle découverte : il y a 7 millions d’années, l’humanité se tenait déjà sur ses deux pieds

L’étude des espèces actuelles désigne assez clairement la place de l’humanité dans le vivant : juste aux côtés des chimpanzés et des bonobos. Toutefois, cela ne nous dit pas grand-chose sur nos premiers représentants, sur leur biologie et sur leur distribution géographique – bref, sur la manière dont nous sommes devenus humains. Pour cela, il faut essentiellement compter sur la morphologie de trop rares fossiles, les informations paléogénétiques n’étant conservées que pour des périodes récentes – et encore sous des climats plutôt frais !

Ainsi, depuis les années 1960-1970 et la mise en évidence de l’âge très ancien des australopithèques – incluant la fameuse Lucy âgée de 3,18 Ma, découverte en 1974 en Éthiopie – l’acquisition de la bipédie est considérée comme une étape déterminante de l’évolution humaine, une caractéristique essentielle qui marquerait le passage du non-humain à l’humain bien avant le fort accroissement de notre cerveau.

Notre étude, publiée aujourd’hui 24 août dans Nature, des restes du squelette de Sahelanthropus tchadensis, candidat au titre de plus ancien représentant connu de l’humanité, était donc attendue. Alors, bipède ou pas bipède – sous-entendu, humain ou pas humain ? En réalité, poser la question dans ces termes frôle le raisonnement circulaire.

Le dernier ancêtre que nous partageons avec les chimpanzés n’ayant pas été découvert, nous ne connaissons pas l’état initial de la locomotion humaine – bipède ou non.

Les premiers représentants de l’humanité étaient-ils bipèdes ?

Les données les plus anciennes dont nous disposions jusqu’ici étaient les os des membres d’Orrorin (6 Ma, Kenya) et Ardipithecus (5,8 Ma-4,2 Ma, Éthiopie), qui pratiquaient un type de bipédie différent de celui des espèces plus récentes. La bipédie n’est finalement pas un caractère invariant de l’humanité, car elle a une histoire au sein de notre histoire ! La bonne question est donc : les premiers représentants de l’humanité étaient-ils bipèdes, et si oui, dans quelle mesure et comment ? C’est à cette question que notre équipe franco-tchadienne souhaitait apporter des éléments en étudiant les restes nettement plus anciens (environ 7 Ma) de Sahelanthropus.

Sahelanthropus a été initialement décrit en 2002 sur la base d’un crâne (surnommé Toumaï) bien conservé quoique déformé par la fossilisation et de quelques autres spécimens cranio-dentaires découverts par la Mission Paléoanthropologique Franco-Tchadienne (fondée et dirigée par Michel Brunet) à Toros-Ménalla dans le désert du Djourab, au Tchad, représentant au moins trois individus. C’est d’abord sur la morphologie des dents, de la face et de l’arrière-crâne que cette espèce a été rapprochée des fossiles humains plus récents.

Les os des membres décrits dans notre article incluent un fémur partiel gauche (os de la cuisse) et deux ulnae gauche et droit (l’ulna, ou cubitus, est avec le radius l’un des deux os de l’avant-bras ; c’est lui qui forme notre coude). Ces os ont été découverts dans la même localité et la même année que ce crâne mais ont été identifiés ultérieurement, en 2004. Ils appartiennent très vraisemblablement à la même espèce que le crâne, car un seul grand primate a été identifié sur près de 13 800 fossiles représentant une centaine de vertébrés différents collectés dans environ 400 localités à Toros-Ménalla. Par contre, on ne sait pas si ce fémur, ces ulnae et le crâne appartiennent au même individu, car il y a au moins trois individus différents découverts sur ce site.

L’analyse de ce matériel, débutée en 2004, a été considérablement ralentie pour diverses raisons, incluant notamment la priorité donnée aux recherches de terrain d’autres restes postcrâniens et à d’autres travaux, ainsi que la difficulté de l’analyse de ce matériel fragmentaire nécessitant des expertises complémentaires. Relancée en 2017, il a fallu cinq années pour la mener à son terme.

Des os étudiés sous toutes les coutures

La préservation de ces os longs n’étant pas très bonne (le fémur, par exemple, a perdu ses deux extrémités), une analyse succincte ne permet pas de fournir des interprétations fiables. Nous les avons donc étudiés sous toutes les coutures, à la fois dans leur morphologie externe et leurs structures internes. Afin de diminuer l’incertitude, nous avons employé diverses approches, incluant des observations directes et des mesures biométriques, ainsi que des analyses d’images 3D des analyses de forme (morphométrie géométrique) et des indicateurs biomécaniques – un travail rarement aussi poussé pour ce type d’étude. Vingt-trois critères ont été comparés à un ensemble de spécimens actuels et fossiles aussi large que possible. Pris séparément, aucun de ces critères ne permet de proposer une interprétation catégorique du matériel – il n’y a pas de caractères « magiques » en paléoanthropologie – et chacun d’entre eux fera certainement l’objet de discussions au sein de la communauté des paléoanthropologues.

Par contre, pris tous ensembles, ces caractères aboutissent à une interprétation de ces fossiles bien plus parcimonieuse que toute autre hypothèse alternative. Cette combinaison indique ainsi que Sahelanthropus pratiquait une bipédie habituelle – c’est-à-dire de manière systématique dans un contexte donné. En l’occurrence, cette bipédie était probablement utilisée pour des déplacements au sol ainsi que dans les arbres. Dans ce dernier cas, elle était très probablement accompagnée d’un autre mode de déplacement : une quadrupédie assurée par des prises fermes de la main qui permettent de saisir les branches, différant clairement de la quadrupédie pratiquée par les gorilles et les chimpanzés qui prennent appui sur le dos de leurs phalanges (« knuckle walking »).

Relations de parentés des humains, des gorilles et des chimpanzés. La bipédie est devenue progressivement le mode locomoteur dominant au sein du rameau humain à partir d’une combinaison de bipédie et de grimper arboricole, telle que documentée par Sahelanthropus.

Ces résultats convergents avec les observations menées sur Orrorin et Ardipithecus ont plusieurs implications. Tout d’abord, ils renforcent le concept d’une forme de bipédie très précoce dans l’histoire de l’humanité coexistant avec d’autres modes de locomotion. Il n’y a donc pas eu d’apparition soudaine d’une caractéristique « propre » à l’humanité depuis ses débuts, mais une longue et lente transition sur des millions d’années. Au temps pour le mythe fondateur censé nous démarquer du reste de la biodiversité ! Au contraire, cette phase de l’évolution humaine s’est déroulée selon des modalités tout à fait communes au cours de l’histoire du vivant et du globe, rappelant que l’humanité est un fragment de la biodiversité – un constat qui devrait nous amener à repenser notre attitude envers le monde vivant et les paramètres qui régissent l’hospitalité de notre planète.

Sahelanthropus, Orrorin et Ardipithecus suggèrent également par leurs caractères que l’ancêtre que nous partageons avec les chimpanzés ne ressemblait ni à ces derniers, ni aux bipèdes exclusifs que nous sommes devenus. Contrairement à l’hypothèse d’une conservation de la morphologie ancestrale par les chimpanzés et les bonobos, leur combinaison particulière de grimper vertical et de knuckle walking a plus probablement évolué bien après notre divergence.

Enfin, si Sahelanthropus tchadensis est un témoin de la diversité humaine parmi d’autres, elle est à ce jour la seule espèce bipède habituelle avérée connue à cet âge. En considérant l’ensemble du registre fossile hominoïde faiblement diversifié d’Afrique et d’Eurasie à la fin du Miocène (après 10 Ma), l’acquisition de la bipédie par le rameau humain sur le continent africain reste à ce jour la seule hypothèse bien documentée. Cette bipédie semble à ce stade faire partie d’un répertoire locomoteur opportuniste (flexible, pouvant tirer parti de différents milieux), ce qui correspond bien au paléoenvironnement diversifié de Toros-Ménalla tel que reconstitué par les géologues, paléobotanistes et paléontologues de notre équipe.

Source : Science et Vie du 17/09/2022

mardi 22 décembre 2020

Bernard Wood : "des preuves potentiellement embarrassantes contre la bipédie de Toumaï "

L'article suggérant que Toumaï n'était pas bipède a été très critiqué. L'anthropologue Bernard Wood défend ici la nécessité de publier ce travail "même préliminaire" suite à l'omerta qui aurait régné jusqu'à présent au sujet de cet os critique.

Toumaï, vieux de 7 millions d'années et découvert au Tchad, était un quadrupède, plus proche du chimpanzé que des grands ancêtres de l’humanité, suggère une étude de son fémur, parue dans le Journal of Human Evolution. Ce travail a suscité de nombreuses critiques, portant notamment sur l’accès que les auteurs ont eu au fossile et même sur la légitimité de leur publication. Le paléoanthropologue Bernard Wood du département anthropologie de l’Université Columbian à Washington (Etats-Unis) y répond.


Le crâne de Toumaï au milieu d'autres fossiles, dont le fémur (os long à droite), connu depuis 2004, vient seulement d'être publié.

Sciences et Avenir : Pourquoi avoir publié cette analyse sur le fémur de Toumaï, sans attendre les résultats définitifs de l’équipe de Poitiers qui s’y est (enfin) attelée ?

Bernard Wood : Qu'il soit un ancêtre humain ou non, Sahelanthropus tchadensis est un taxon d'une importance critique. Toute information supplémentaire, sans même parler des preuves fossiles précieuses sur les membres, qui peuvent nous informer sur sa posture et sa locomotion, est comme de la « poussière d'or ». Ainsi, il a été particulièrement frustrant de savoir que cette précieuse preuve existe, mais que pour une raison quelconque, les chercheurs qui l'ont récupérée ont décidé de ne pas la partager avec la communauté scientifique. Ils ont parfaitement le droit d'être les premiers à le publier, mais ce privilège s'accompagne de l'obligation de le faire en temps opportun.

"Si la nouvelle de l’existence de notre manuscrit n’était peut-être pas parvenue aux chercheurs concernés, la communauté scientifique serait toujours privée d’information"

L’article suggérant que Toumaï n’est pas bipède, et dont vous êtes le dernier signataire, s’appuie largement sur des photos et une pré-analyse conduite par Aude Bergeret en 2004. Est-il légitime selon vous, de publier sans avoir eu accès de nouveau à la pièce ?

Quel est donc le plus grand mal ? Ne pas mettre des preuves importantes, mais potentiellement embarrassantes, à la disposition de la communauté scientifique, et peut-être pénaliser une étudiante (Aude Bergeret, NDLR) pour sa perspicacité… ou rendre les preuves disponibles, bien que non conventionnelles, afin que la communauté scientifique puisse en tenir compte ? Je soupçonne que si nous n’avions pas soumis notre manuscrit à la fin de l’année dernière et que la nouvelle de son existence n’était peut-être pas parvenue aux chercheurs concernés, la communauté scientifique serait toujours privée de toute information sur cette "nouvelle" preuve fossile importante contre la bipédie de Toumaï.

"Ce n'est pas la publication définitive sur Toumaï"

Vous dites que vos preuves sont potentiellement embarrassantes. Mais votre travail ne clôt pas la controverse sur la bipédie de Toumaï ?

Quiconque lit attentivement notre article comprendra que nous n'essayons pas de le faire passer pour la publication définitive de ce spécimen. Nous avons expliqué, au meilleur de nos connaissances, qui l'a trouvé et les circonstances de la découverte. Nous avons également souligné que notre contribution n'était pas définitive. Son but est d'introduire la première preuve postcrânienne de Sahelanthropus tchadensis. Nous devons souligner que nos observations sur la diaphyse fémorale sont préliminaires. Elles sont limitées à ce que nous pouvons glaner dans la littérature, plus un accès limité et bref au fossile original. Nous espérons que les responsables de la conservation du spécimen original mèneront une étude comparative plus détaillée et approfondie, y compris des évaluations des propriétés géométriques transversales et de la structure interne.

Source : Sciences et Avenir du 25/11/2020


- - - - -

mercredi 16 décembre 2020

Oreopithecus bambolii

L’Oréopithèque est un genre éteint de singes appartenant à la super-famille des hominoïdes. On en a trouvé des fossiles en Toscane et en Sardaigne (Italie) datant du Miocène supérieur, vers 8 millions d'années. L'Oréopithèque se distingue par une forme de bipédie précoce, différente de la bipédie apparue un peu plus tard chez les hominines.

Historique

Le genre Oreopithecus comprend une seule espèce, Oreopithecus bambolii. La dénomination a été créée en 1872 par son découvreur, le paléontologue français Paul Gervais. Le nom de genre (issu du grec) signifie « singe des collines », et le nom de l'espèce fait référence au lieu de la première découverte, le hameau de Montebamboli, en Toscane.

En 1958, le paléontologue suisse Johannes Hürzeler découvrit un squelette fossile complet d'Oréopithèque dans une exploitation de lignite à Baccinello, en Toscane. L'examen du bassin et des pieds de ce fossile daté d'environ 8 millions d'années (Miocène supérieur) suggéra que l'espèce était capable de se maintenir en position bipède, ce qui amena Hürzeler à en faire un ancêtre de l'Homme pratiquant une bipédie terrestre courante.

Source : Wikipedia

- - - - -

nom :
âge : 8 Ma
découverte : Paul Gervais
date : 1872
espèce : Oreopithecus bambolii

vendredi 27 novembre 2020

Bernard Wood : "des preuves potentiellement embarrassantes contre la bipédie de Toumaï "

L'article suggérant que Toumaï n'était pas bipède a été très critiqué. L'anthropologue Bernard Wood défend ici la nécessité de publier ce travail "même préliminaire" suite à l'omerta qui aurait régné jusqu'à présent au sujet de cet os critique.

Toumaï, vieux de 7 millions d'années et découvert au Tchad, était un quadrupède, plus proche du chimpanzé que des grands ancêtres de l’humanité, suggère une étude de son fémur, parue dans le Journal of Human Evolution. Ce travail a suscité de nombreuses critiques, portant notamment sur l’accès que les auteurs ont eu au fossile et même sur la légitimité de leur publication. Le paléoanthropologue Bernard Wood du département anthropologie de l’Université Columbian à Washington (Etats-Unis) y répond.

Sciences et Avenir : Pourquoi avoir publié cette analyse sur le fémur de Toumaï, sans attendre les résultats définitifs de l’équipe de Poitiers qui s’y est (enfin) attelée ?

Bernard Wood : Qu'il soit un ancêtre humain ou non, Sahelanthropus tchadensis est un taxon d'une importance critique. Toute information supplémentaire, sans même parler des preuves fossiles précieuses sur les membres, qui peuvent nous informer sur sa posture et sa locomotion, est comme de la « poussière d'or ». Ainsi, il a été particulièrement frustrant de savoir que cette précieuse preuve existe, mais que pour une raison quelconque, les chercheurs qui l'ont récupérée ont décidé de ne pas la partager avec la communauté scientifique. Ils ont parfaitement le droit d'être les premiers à le publier, mais ce privilège s'accompagne de l'obligation de le faire en temps opportun.

"Si la nouvelle de l’existence de notre manuscrit n’était peut-être pas parvenue aux chercheurs concernés, la communauté scientifique serait toujours privée d’information"

L’article suggérant que Toumaï n’est pas bipède, et dont vous êtes le dernier signataire, s’appuie largement sur des photos et une pré-analyse conduite par Aude Bergeret en 2004. Est-il légitime selon vous, de publier sans avoir eu accès de nouveau à la pièce ?

Quel est donc le plus grand mal ? Ne pas mettre des preuves importantes, mais potentiellement embarrassantes, à la disposition de la communauté scientifique, et peut-être pénaliser une étudiante (Aude Bergeret, NDLR) pour sa perspicacité… ou rendre les preuves disponibles, bien que non conventionnelles, afin que la communauté scientifique puisse en tenir compte ? Je soupçonne que si nous n’avions pas soumis notre manuscrit à la fin de l’année dernière et que la nouvelle de son existence n’était peut-être pas parvenue aux chercheurs concernés, la communauté scientifique serait toujours privée de toute information sur cette "nouvelle" preuve fossile importante contre la bipédie de Toumaï.

"Ce n'est pas la publication définitive sur Toumaï"

Vous dites que vos preuves sont potentiellement embarrassantes. Mais votre travail ne clôt pas la controverse sur la bipédie de Toumaï ?

Quiconque lit attentivement notre article comprendra que nous n'essayons pas de le faire passer pour la publication définitive de ce spécimen. Nous avons expliqué, au meilleur de nos connaissances, qui l'a trouvé et les circonstances de la découverte. Nous avons également souligné que notre contribution n'était pas définitive. Son but est d'introduire la première preuve postcrânienne de Sahelanthropus tchadensis. Nous devons souligner que nos observations sur la diaphyse fémorale sont préliminaires. Elles sont limitées à ce que nous pouvons glaner dans la littérature, plus un accès limité et bref au fossile original. Nous espérons que les responsables de la conservation du spécimen original mèneront une étude comparative plus détaillée et approfondie, y compris des évaluations des propriétés géométriques transversales et de la structure interne.

Source : Sciences et Avenir du 25/11/2020

samedi 21 novembre 2020

Une étude inattendue suggère que Toumaï marchait à quatre pattes

La controverse sur le fémur de Toumaï rebondit : une analyse parue dans le Journal of Human Evolution suggère que l'espèce découverte en 2001 au Tchad était un quadrupède plus proche du chimpanzé. Le Sahelanthropus du Tchad, vieux de 7 ma, va t-il perdre son statut de plus vieil ancêtre des humains ? L'étude est déjà très critiquée...


 

Après plus d'une décennie dans l'ombre, un fossile crucial de Toumaï, réputé être le grand ancêtre de l'humanité, vient enfin d'être décrit scientifiquement et publié dans la revue Journal of Human Evolution (JHE). Cet os de la jambe suggèrerait que Sahelanthropus tchadensis, vieux de 7 millions d'années, ne marchait pas sur deux jambes et était plutôt apparenté à d'autres singes comme les chimpanzés, selon les auteurs ! Un choc qui vient nourrir la controverse autour de ce crâne superbe découvert par une mission franco-tchadienne dirigée par le paléoanthropologue Michel Brunet en 2002.

L'article scientifique publié par Journal of Human Evolution est signé par le paléoanthropologue Roberto Macchiarelli, de l'Université de Poitiers et du Département Homme & Environnement du CNRS et du Muséum National d'Histoire Naturelle, ainsi que par son ancienne étudiante Aude Bergeret : ils étaient les premiers, en 2004, à avoir repéré l'os de la jambe parmi les restes rapportés du Tchad avec le crâne et s'étonnaient qu'une pièce aussi importante pour déterminer la bipédie, -même si elle est déformée et cassée par endroits-  ne soit pas étudiée ou publiée.

L'article de Roberto Macchiarelli et Aude Bergeret prend de vitesse celui d'une équipe de Poitiers

Las d'attendre, ils ont décidé de publier leur propre analyse qui vient d'être acceptée par une revue de bonne tenue. En s'appuyant sur des photos et une pré-analyse conduite à l'époque... Roberto Macchiarelli admet d'ailleurs n'avoir tenu l'os en main que 3 mn au cours de sa vie avant de ne plus jamais y avoir accès.  Quoiqu'il en soit, l' article du JHE prend de vitesse celui de Frank Guy (CNRS/Université de Poitiers) et ses collègues tchadiens, qui entendent démontrer à l'inverse que le fémur atteste la bipédie de Toumaï, mais est toujours en cours de relecture et de validation par des pairs scientifiques.

Aude Bergeret-Medina et Roberto Macchiarelli  se sont associés au biomécanicien  italien Damiano Marchi , de l'Université de Pise et au célèbre paléontologue britannique Bernard Wood, de l'université Georges Washington (Etats-Unis), pour étudier la morphologie externe de l’os (sa morphologie interne est l’objet d’un article en cours de publication par une équipe de Poitiers).

Une courbure simiesque

Ils soutiennent au final que le fémur n'est pas celui d'un animal bipède. "Le degré de courbure de l’os, très arqué vers l'avant, est plutôt typique des chimpanzés", explique Roberto Macchiarelli. La tête du fémur (qui articule l’os avec la hanche) est liée au corps du fémur par un pont d’os, appelé le col, explique le paléoanthropologue. Le degré de cet "emmanchement" tête-corps du fémur n'est pas le fruit du hasard mais il est corrélé au comportement locomoteur. Pour assurer la transmission verticale des charges mécaniques en garantissant l'équilibre du corps, chez les bipèdes comme les humains actuels, ou encore les australopithèques fossiles, cet "emmanchement" tête-corps du fémur est en moyenne inférieure à 130°" .Une condition retrouvée aussi, selon lui chez Orrorin tugenensis,  très probablement un membre de la lignée humaine âgé de 6 millions d'années découvert au Kenya. Or, chez Sahelanthropus tchadensis, l’angle entre le col et le corps du fémur est très ouvert, approchant, voire dépassant même, les 140°, une condition retrouvée uniquement chez l'orang-outang, un grand singe arboricole.

Le statut d'ancêtre de Toumaï doit-il être révisé ?


Dès lors, c'est le statut d'ancêtre de l'humanité de Toumaï qui doit être révisé estiment les auteurs.

"La forme du fémur, sa morphologie générale ne ressemblent pas à celle d’un bipède", estime également Brigitte Senut au Muséum National d'Histoire Naturelle de Paris, France, co-découvreuse d’Orrorin, qui avait écrit dès 2002, à partir de l'analyse du crâne de Toumaï que ce dernier était plutôt à ranger du côté des ancêtres des grands singes.


Des critiques sur la méthode

D'autres scientifiques sont plus circonspects. "Il est difficile de donner un avis sur les aspects scientifiques liés à ce fossile, explique Antoine Balzeau, du Musée de l'Homme. L'article publié se limite à quelques mesures de zones fragmentées et déformées, comparées avec des échantillons qui ne sont pas équivalents. Le type d'analyse effectuée (des between-groups, méthode décriée) a pour objectif de maximiser les différences entre les groupes. Pourtant, ils restent très proches les uns des autres, le fémur tchadien tombant à chaque fois dans la variabilité des chimpanzés et des humains actuels. Il est impossible d'en conclure quelque chose. D'autant qu'un article bien plus complet, visible en préprint, est en cours d'expertise et qu'il apportera des éléments solides à discuter ". Trancher en l'état parait donc précipité.

Il subsiste également un doute concernant le fémur. "Appartient-il au même individu et à la même espèce que S. tchadensis? " s’interroge Martin Pickford, paléontologue au MNHN. Trouver en surface les restes de deux espèces de grands singes coté à cote, et de même taille me semble improbable. De surcroît, les fossiles ayant été ramassés à la surface (voir photo ci dessus) , il y un doute sur leur âge. Les proboscidiens (proches des éléphants) et suidés (cochons) trouvés dans le même secteur ont en effet entre 10 millions d’années et 4 millions d’années.

Une communauté sous le choc

Concentrée sur son article à paraitre et à peaufiner, l'équipe de Franck Guy  et Guillaume Daver à Poitiers décline tout commentaire pour le moment. Selon plusieurs sources, une partie de la communauté paléoanthropologique est sous le choc et s'interroge sur les conditions dans lesquelles Roberto Macchiarelli et son équipe ont eu accès au précieux fossile ainsi que sur les autorisations qu'ils auraient requises. L'équipe de Poitiers "est d'ailleurs en discussion avec ses tutelles CNRS/Université de Poitiers quand à la conduite à tenir."

"La question de l'accessibilité aux fossiles est d'importance, estime Antoine Balzeau. Ils font partie du patrimoine de l'humanité et résultent du travail minutieux de chercheurs de terrain. Mais cette thématique n'est nullement abordée dans cet article et ne justifie donc aucunement sa publication". 


Source : Science et Avenir du 20/11/2020

vendredi 8 novembre 2019

Un singe debout, il y a 11,6 millions d'années et en Europe

La découverte en Bavière d'os fossiles appartenant à une nouvelle espèce de grand singe du Miocène rebat les cartes de la locomotion. La bipédie existait déjà il y a 11,6 millions d'années et en Europe.

Danuvius Guggenmosi, un drôle de nom pour un drôle d'animal... Découvert dans la localité d'Hammerschmiede en Bavière, notamment par Madelaine Böhme, du département de géosciences de l'Université de Tübingen, Danuvius est une nouvelle espèce de grand singe.

Avec une poignée d'os fossiles, Mme Böhme et d'autres chercheurs allemands, canadiens et américains nous donnent à voir ce grand singe. Quatre individus au total (deux femelles, un mâle et un juvénile) dont il reste entre autre, des dents, un tibia, un fémur, des os du pieds, une rotule.

Le thorax de Danuvius était large, sa colonne vertébrales comme ses bras longs. Quant à sa posture, il apparaît que cette bête était bipède. Datée de 11,62 millions d'années, Danuvius rebat les cartes de la bipédie qu'on croyait avoir émergée en Afrique et au mieux il y a 7 millions d'années.

À cette époque du Miocène moyen, l'Europe était bien plus chaude qu'aujourd'hui et la végétation tropicale. Les espèces de grands singes nombreuses dont celle-ci. Ce qui fait l’intérêt de la découverte publiée dans la revue Nature, c'est l'étude de la locomotion.

En effet, il apparaît, avec l'analyse du squelette, que Danuvius se tenait debout et marchait sur la plante des pieds. Pas sur le sol mais sur les branches d'arbres. C'est une forme de bipédie. "Clairement, on a un grand singe bipède arboricole. Quand vous avez une certaine stature et celui-ci faisait de 14 à 30 kilos, la meilleure stratégie pour se déplacer dans un contexte compliqué comme un couvert forestier, c'est de se redresser et de se maintenir grâce aux branches en surplomb et de se maintenir en bipédie" explique Guillaume Daver, paléoanthropologue et maître de conférence à l'Université de Poitiers.

Voilà qui alimente la thèse de plusieurs formes de bipédies. Après avoir longtemps défendu l'idée que c'est le passage d'un paysage de forêt à la savane qui avait conduit les australopithèques à se redresser (vers 4 millions d'années), puis que des terrains escarpés auraient pu provoquer cette évolution, Danuvius montre que des grands singes bien avant ce que l'on pensait avaient adopté la marche.

À quoi ressemblait-elle ? "Très difficile à dire" ajoute Guillaume Daver. Le squelette ne fait pas tout. Les muscles, les tendons, les chairs jouent un rôle. Proche de cette des orang-outangs actuels ? De celle d'Homo sapiens ?

Comme les grands singes ont disparus d'Europe il y a 8 millions d'années, ce grand singe n'est pas notre ancêtre marcheur. Celui là reste encore à trouver.

Source : France Inter du 07/11/2019

jeudi 7 novembre 2019

Des singes déjà bipèdes il y a plus de 11 millions d'années

Une espèce inconnue de grand singe bipède qui vivait il y a 11,62 millions d’années a été découverte en Allemagne. C’est la plus vieille preuve de bipédie jamais découverte chez un primate

C’est un drôle de singe qui se promenait dans les forêts d’Allemagne, il y a 11,62 millions d’années. Le représentant d’une espèce inconnue, mis au jour sur le site de Hammerschmiede (Allemagne) et baptisée Danuvius guggenmosi. A l’instar des hominines, les ancêtres des hommes et leurs proches cousins qui sont apparus au moins 4 millions d’années plus tard, il marchait sur ses deux pattes arrière. Une découverte inédite pour une période aussi lointaine effectuée par Madelaine Böhme de l’Université de Tübingen (Allemagne) et publiée dans la revue Nature.

Ce sont les restes d’au moins quatre individus qui ont permis à la chercheuse allemande et son équipe de conclure à la découverte de cette nouvelle espèce de grands singes. Il y a 11 millions d’années, l’Europe n’avait pas grand-chose à voir avec ce que nous connaissons. La faune y était particulièrement riche. Les animaux évoluaient globalement dans un environnement tropical. Sur le site de Hammerschmiede, de nombreuses autres espèces de vertébrés ont été mises au jour. Il n’y a donc rien de très surprenant d’imaginer un singe se promener dans ces contrées. En revanche, le mode de locomotion proposé par Madelaine Böhme et son équipe a de quoi surprendre. « En fait, ces conclusions confirment des hypothèses qui faisaient débat dans la discipline, explique Gilles Berillon paléoanthropologue au Muséum national d’Histoire naturelle. La bipédie, un des modes posturaux parmi de multiples disponibles dans leur répertoire, a très bien pu être utilisée chez certains grands singes dans des contextes différents et de manière diversifiée. Ici, la forme du tibia par exemple laisse peu de doute sur sa bipédie : il est vertical et perpendiculaire aux pieds. Pareil pour les hanches qui indiquent clairement la manière dont s’emboîtaient les fémurs " sous " le pelvis. »

"La bipédie est donc un phénomène bien plus divers qu’on a pu le penser."

« Les plus vieux hominines que l’on connaisse datent d’environ 7 millions d’années et ont été découverts en Afrique de l’Est et centrale, ajoute Guillaume Daver paléoanthropologue à l’université de Poitiers. L’environnement d’alors en Europe connaissait une période de mutation où des forêts tropicales laissent place à des paysages plus ouverts. » On a longtemps pensé que c’est ce changement climatique qui avait poussé les ancêtres des hommes vers la bipédie en Afrique. Or Danuvius guggenmosi vivait, lui, dans un environnement boisé, dans des forêts qui devaient ressembler aux forêts tropicales. « Danuvius guggenmosi qui devait peser entre 17 et 31 kg marchait donc sur deux pattes mais se suspendait aussi aux arbres, continue Guillaume Daver. Pour se déplacer, il alternait sans doute ces deux modes de locomotion. » « On assimile la bipédie au fait de se redresser ; en fait ce mode, qui existe chez les grands primates a pu être davantage utilisé au dépens d’autres comme la quadrupédie ; ce n’est donc pas littéralement un redressement, ajoute Gilles Berillon. C’est une caractéristique qui a pu exister chez d’autres grands singes du Miocène, comme les oréopithèques qui ont vécu un peu plus tard, il y a 8 millions d’années. De nos jours, on constate que d’autres espèces de singes peuvent marcher sur deux jambes, bien qu’on n’en trouve pas les marqueurs habituels sur leur squelette. La bipédie est donc un phénomène bien plus divers qu’on a pu le penser. »

Les grands singes ont fini par disparaître d’Europe il y a 8 millions d’années. Si cette découverte permet de confirmer l’hypothèse d’une bipédie précoce et diversifiée, elle alimente aussi un autre débat entre spécialistes. Les grands singes bipèdes, ancêtres des premiers hommes, sont-ils les descendants de ces singes européens ? « Il y a deux solutions, explique Guillaume Daver. L’Europe a connu un bouleversement climatique qui a profondément modifié certains environnements. Ces primates ont donc très bien pu tout simplement disparaître, sans donner de descendance. Mais rien n’indique non plus, que ces singes n’ont pas suivi cette rétractation du couvert forestier vers l’Afrique. » Les forêts tropicales n’ont pas disparu subitement d’Europe. Leur superficie s’est rétrécie, leurs habitants, plutôt que de s’adapter à de nouveaux environnements, ont pu suivre ce rétrécissement qui, au fil des millénaires et des générations, les aurait confinés en Afrique. Une chose est certaine, quand Homo erectus, le plus vieux représentant du genre Homo connu en Europe, est arrivé d’Afrique il y a plus de deux millions d’années, il n’a croisé sur sa route aucun autre grand singe bipède.

Source : La Recherche du 06/11/2019

mardi 24 septembre 2019

Un fossile rare datant de 10 millions d’années éclaire l’évolution de l’Homme

Pendant 10 millions d'années, un singe fossilisé a attendu près de Rudabánya (Hongrie) que des anthropologues l'étudient. Et ce que ces derniers concluent d'une analyse de son bassin, c'est que la bipédie humaine pourrait avoir des origines plus profondes qu'ils le pensaient jusqu'alors.

Rudapithecus. C'est le nom que les chercheurs ont donné à un grand singe qui vivait en Europe au Miocène supérieur, il y a environ 10 millions d'années. Et aujourd'hui, une étude réalisée sur des restes fossilisés d'un spécimen de ce signe offre aux scientifiques une nouvelle perspective sur l'apparition de la bipédie chez l'Homme. 

Rappelons que des travaux d'anthropologues de l'université de Toronto (Canada) sur les os des membres, les mâchoires et les dents de Rudapithecus avaient déjà montré qu'il appartenait à la fois à la famille des humains et à celle des singes d'Afrique. Une information en elle-même déjà étonnante compte tenu de l'endroit dans lequel les restes fossilisés ont été découverts : à Rudabánya, en Hongrie.

Mais c'est lorsque les chercheurs de l'université du Missouri (États-Unis) ont découvert, puis analysé un bassin de Rudapithecus -- un os rarement préservé dans le temps -- qu'ils ont eu la plus grande surprise. Les singes d'Afrique modernes présentent un bassin long et un bas du dos étroit. L'une des raisons pour lesquelles ils marchent généralement à quatre pattes. Les Hommes, en revanche, jouissent d'un bas du dos plus long et plus souple qui leur permet de se tenir debout et de marcher sur deux jambes.  

Le bassin est l’un des os les plus informatifs du squelette — il donne notamment des informations sur la posture et les techniques de déplacement —, mais aussi l’un des moins préservés à travers le temps. Ici, un bassin de Rudapithecus au centre, de macaque à gauche et d’orang-outan à droite.

Où l’Homme et le singe d’Afrique s'éloignent 

Le bassin de Rudapithecus trouvé à Rudabánya n'étant pas complet, les chercheurs se sont appuyés sur des techniques de modélisation 3D pour extrapoler sa forme et la comparer à celle de singes modernes. « Le bassin de Rudapithecus est bien différent de celui des singes d'Afrique. Même s'il devait se déplacer dans les arbres de branches en branches comme eux, une fois à terre, il est probable qu'il avait adopté la bipédie », déclare Carol Ward, chercheur à l'université du Missouri. 

Ainsi, peut-être qu'au lieu de nous demander pourquoi nos ancêtres ont abandonné la marche à quatre pattes pour la bipédie, devrions-nous plutôt nous demander pourquoi nos ancêtres n'ont pas abandonné la bipédie pour la marche à quatre pattes. Car, selon Carol Ward, pour que « les humains évoluent à partir d'un corps en forme de singe africain, des changements substantiels pour allonger le bas du dos et raccourcir le bassin sont nécessaires. Pour que les humains évoluent d'un ancêtre plus proche de Rudapithecus, cette transition est beaucoup plus simple. »  

Des ancêtres morphologiquement différents des singes d’Afrique 

L'équipe espère désormais modéliser d'autres parties du corps fossilisé de Rudapithecus afin d'en apprendre un peu plus sur sa façon de se déplacer. Et peut-être soutenir l'idée -- déjà suggérée par d'autres preuves -- que nos ancêtres pourraient avoir été bâtis différemment des singes d’Afrique modernes.

Source : Futura Sciences du 19/09/2019

vendredi 6 janvier 2017

Les ancêtres de nos ancêtres

L'histoire des hominidés plonge ses racines à une époque, le Miocène, où les lignées des grands singes et celle des humains n'étaient pas encore séparées. Le climat et la géographie ont façonné une diversité d'espèces dont a émergé, bien plus tard, la nôtre. 

Titinga Pacéré, un poète burkinabé, nous prodigue ce conseil : « Si la branche veut fleurir, qu'elle honore ses racines. » On peut tirer de ce vers un enseignement pour l'étude de l'émergence de la lignée humaine : elle doit se faire dans un contexte large plutôt que de se limiter à une simple comparaison des caractères anatomiques des fossiles humains, des hommes et des grands singes modernes. En d'autres termes, elle doit s'élargir à la recherche des ancêtres des gorilles et des chimpanzés, car toute information sur les uns renseignera sur les autres. Un portrait de famille doit inclure tous les cousins ! 

Toutefois, si les hominidés (ici les hommes actuels et leurs parents fossiles, que certains regroupent sous le nom d'hominines) anciens indiscutables, tels les australopithèques (4,2 millions à 1,2 million d'années environ) sont relativement bien connus, ce n'est pas le cas de leurs prédécesseurs. On peut avancer deux raisons à cela. La première tient au peu de restes encore mis au jour, notamment sur le continent africain. L'autre tient au fait que la plupart des chercheurs s'intéressant à l'homme ont occulté les périodes antérieures à celles qui avaient livré des hominidés. Du même coup, on n'avait pas de données sur les ancêtres de leurs proches cousins. Les questions que soulèvent ces derniers sont pourtant importantes. D'où viennent-ils ? Quelles conditions leur ont permis d'émerger ? Comment la bipédie humaine est-elle apparue ?  

Bienvenue au Miocène ! 

Pour répondre, on doit se placer dans un cadre large et inclure l'étude des variations et de la diversité des espèces au cours du temps en tenant compte de la géographie et des environnements : ce lien entre biodiversité et géodiversité est primordial pour comprendre l'évolution des primates (et donc de l'homme) étroitement liée aux adaptations locomotrices, alimentaires, elles-mêmes en relation directe avec les changements d'environnement. Vers quelle période se tourner ? 

Le Miocène, qui s'étend de 23 à 5,5 millions d'années, est une fenêtre chronologique particulièrement intéressante, car c'est durant cette époque que les lignées de l'homme et celles des grands singes ont émergé. C'est également à cette époque que se sont produits des changements climatiques notables dont les effets sur les faunes et les flores ont été dramatiques. L'Afrique, centrée sur l'Équateur, a subi des changements majeurs au cours de cette période, avec d'importants déplacements des frontières biogéographiques, des distributions des flores et des répartitions des espèces. Ces changements climatiques ont entraîné une activité évolutive très importante, et ce spécialement au sein des mammifères, y compris les hominoïdes (les hommes et les grands singes, c'est-à-dire les orangs-outans, les gorilles, les chimpanzés, les gibbons…) et donc les hominidés qui nous intéressent ici.  

Orrorin, un pionnier 

En novembre 2000, près de vingt-cinq ans après la découverte de Lucy en Éthiopie, nous avons mis au jour les ossements fossiles du premier hominidé bipède du Miocène : Orrorin tugenensis, daté de 6 millions d'années. Ces dépôts de la formation de Lukeino, au Kenya, près du lac Baringo dans les collines Tugen, ont également livré une très riche faune et flore qui suggèrent un milieu arboré. Cette découverte bouleversait les idées qui avaient cours sur la dichotomie entre chimpanzé et homme. D'abord, elle était plus ancienne qu'on ne le pensait (au-delà de 6 millions d'années et non pas seulement à 4 ou 6 millions comme on le pensait) et avait eu lieu dans un milieu qui n'était pas une savane, mais était plus boisé. Ensuite, grâce à Orrorin, on apprenait d'une part, que la bipédie n'avait pas émergé en milieu ouvert et, d'autre part, que les ancêtres des hominidés ne ressemblaient pas au chimpanzé. 

L'effet le plus positif est que cette découverte a obligé d'autres équipes à rechercher des indices d'ancêtres des grands singes actuels et des hominidés dans des milieux plus anciens, remontant à plus de 5,5-6 millions d'années. Et de fait, on comble petit à petit cette lacune. Des hominidés potentiels de 7 à 6 millions d'années ont été signalés en Éthiopie, au Tchad et au Kenya. Par ailleurs, au cours des quinze dernières années, les premiers restes de grands singes fossiles de type gorille et chimpanzé ont été trouvés en Afrique (au Niger, en Éthiopie, au Kenya et peut-être au Tchad), alors que l'Asie a livré les premiers orangs-outans. Aujourd'hui, on fait remonter la divergence entre l'homme et ses proches cousins africains aux environs de 8 à 10 millions d'années, voire un peu plus. 

Malgré ces dernières avancées, certains doutent encore d'une origine de la lignée de l'homme aussi ancienne. Cela relève le plus souvent d'une méconnaissance des hominoïdes fossiles en raison d'une coupure entre l'étude de l'homme et de celle des grands singes fossiles, bien que leurs histoires soient intimement liées. 

Les grands singes de l'Ancien Monde vivent dans les milieux tropicaux, forestiers chauds plus ou moins humides. Cette diversité de milieux confère à ces grands singes une forte diversité anatomique et adaptative. Aujourd'hui restreints dans leur distribution africaine et asiatique et en voie d'extinction, leurs ancêtres du Miocène ont été bien plus largement répandus dans l'Ancien Monde, puisqu'on les a trouvés, au nord, jusqu'en Allemagne et, au sud, en Afrique australe. 

 Le premier hominoïde reconnu, Dryopithecus fontani, a été découvert en 1856 à Saint-Gaudens, en Haute-Garonne, et décrit par le paléontologue Édouard Lartet. Les hominoïdes étaient très diversifiés (de la taille d'un petit gibbon jusqu'à celle d'un gorille) et inféodés à des milieux plus ou moins boisés voire forestiers qui ont conditionné leurs modes de locomotion. Certains sont quadrupèdes arboricoles comme Ekembo (ses membres antérieurs et postérieurs ont presque la même taille) et Proconsul (les plus gros étant plus terrestres). D'autres, tel Nacholapithecus, pouvaient faire des ponts entre les branches, comme le font les colobes aujourd'hui. D'autres encore étaient de bons grimpeurs, tel Ugandapithecus major (voir la photo ci-dessous) ou bien Hispanopithecus ou Oreopithecus dont les membres supérieurs sont notablement plus longs que les membres inférieurs. 

Le creuset des hominoïdes 

Dans ces milieux tropicaux, les hominoïdes trouvaient de quoi subvenir à leurs besoins : fruits, feuilles, insectes… Et l'on peut déterminer le régime alimentaire de chaque fossile en fonction de l'anatomie de ses dents (épaisseur de l'émail, présence de crêtes dentaires, formes des tubercules…). En outre, la composition en isotopes stables du carbone et de l'oxygène dans l'émail permet de préciser s'il mangeait plutôt des feuilles ou des graminées et mieux intégrer les données environnementales et donc climatiques. 

L'étude des hominoïdes miocènes est incontournable pour la reconnaissance des caractères propres à chaque lignée. Ainsi on a pu qualifier de primitifs les caractères du chimpanzé en oubliant qu'un caractère de ces singes modernes peut être hérité d'un hominoïde ancien et s'être développé ensuite. C'est le cas d'une face très projetée vers l'avant, ou bien de l'inclinaison en avant de la mâchoire inférieure. 

La locomotion à quatre pattes sur l'articulation des phalanges des mains serait quant à elle une spécialisation des grands singes et pas un caractère ancestral. De même, la bipédie pratiquée par l'homme lui est propre. Ainsi, de nombreux traits considérés comme dérivés apparaissent au contraire primitifs et vice-versa. Certains caractères présents chez les chimpanzés actuels sont hérités des ancêtres du Miocène et partagés avec les premiers hominidés. C'est le cas par exemple du dimorphisme de la canine. Les caractères auxquels on s'attache pour définir des hommes et des singes méritent en conséquence d'être mieux appréhendés dans leur histoire et dans leur fonction. Voyons ce qu'il en est de la locomotion. 

Les hominidés fossiles de la fin du Miocène, que ce soit en Afrique centrale ou orientale, ont vécu dans des milieux plus boisés qu'on ne le pensait auparavant. La bipédie serait née dans ces milieux arborés. Ce scénario s'accorde avec les résultats des travaux sur la locomotion des premiers hominidés : Orrorin était adapté à la fois à la bipédie et au grimper arboricole, tout comme le seront plus tard les australopithèques, dont Lucy. 

La prise en compte des données environnementales pour comprendre l'évolution de la bipédie humaine est ancienne. Dès 1964, le primatologue John Napier considéra les comportements locomoteurs dans leur cadre environnemental. Il a renforcé l'idée que pour donner une définition de l'homme, il ne fallait pas se limiter aux travaux sur le crâne, le cerveau et les dents, mais qu'il était essentiel d'inclure les comportements locomoteurs. Selon lui, l'évolution des primates était largement liée aux adaptations locomotrices elles-mêmes liées à des changements écologiques ; et l'homme ne faisait pas exception. Il a ainsi montré que les premiers hominidés d'Afrique du Sud étaient bipèdes, mais qu'il existait des différences entre les espèces liées aux environnements distincts. 

Les travaux ultérieurs ont montré que même si les australopithèques étaient bipèdes, ils restaient de bons grimpeurs aux arbres. Et en cela, la découverte d'Orrorin est intéressante, car elle révèle que l'association de la bipédie avec la capacité de grimper est déjà présente chez cet hominidé de 6 millions d'années. L'arbre a donc bien eu un rôle fondamental dans notre histoire. Où était l'arbre originel ?  

En quête d'un berceau 

Trouver un lieu d'origine pour les hominidés reste une quête illusoire. L'Afrique orientale ? L'Afrique australe ? L'Afrique centrale ? L'Europe ? Et pourquoi pas ailleurs encore ? L'Asie a été proposée comme étant un berceau probable des hominidés dès 1915 quand le Britannique Guy Pilgrim présenta Sivapithecus (de 12 à 8 millions d'années), un fossile qu'il avait trouvé en Inde. Ramapithecus découvert en 1934 par Edward Lewis allait aussi dans ce sens. L'Europe a aussi été un temps avancée après avec la découverte du squelette de Oreopithecus bambolii, en Italie, par le Suisse J. Hürzeler en 1958. 

Puis vint le tour de l'Afrique. Comme l'avait suggéré Charles Darwin, ce continent est le probable creuset des hominidés. Cette hypothèse s'imposa avec la découverte du Kenyapithecus par Louis Leakey en 1961, qui serait un équivalent africain du ramapithèque, et le scénario East Side Story proposé par Yves Coppens dès 1981 . 

Lorsque les rudapithèques de Hongrie ont été découverts, certains tel le Canadien David Begun ont imaginé que l'origine des hominidés devait se situer en Europe. Elle aurait été suivie d'un retour en Afrique. Cette hypothèse Back to Africa suggère qu'après avoir émigré d'Afrique vers l'Eurasie où les hominoïdes se sont largement développés, certains ont évolué vers un ancêtre potentiel des grands singes africains et des hommes, qui serait revenu en Afrique pour donner naissance aux chimpanzés, gorilles et hommes. Les premiers hominidés seraient donc les descendants d'hominoïdes de grande taille qui auraient vécu en Eurasie à l'exclusion de l'Afrique. 

Plus récemment, à partir de nouvelles découvertes européennes, David Begun et ses collègues ont suggéré que l'Eurasie serait un meilleur candidat que l'Afrique. Cependant, ces données sont fondées sur un biais : les hominoïdes étaient certes très diversifiés en Eurasie entre 13 et 8,5 millions d'années , mais ce n'est pas pour autant qu'ils étaient absents du continent africain. Ils sont en fait connus en Éthiopie, au Kenya, en Namibie, au Tchad et au Niger : il n'y a donc aucune raison de préférer l'Eurasie comme berceau des hominidés. L'hypothèse Back to Africa ne semble pas se confirmer. Le scénario d'une origine africaine serait-il alors nécessairement meilleur ? 

En prenant en compte les données climatiques, on peut proposer une autre histoire. Les hominoïdes non humains sont des animaux tropicaux et tout au long des 25 millions d'années de leur évolution, ils ont habité les forêts tropicales de l'Ancien Monde. Il est donc logique de penser que leurs ancêtres vivaient dans des régions tropicales et que de nombreux échanges, incluant les hominidés, ont eu lieu entre l'Afrique et le sud de l'Eurasie au cours du Miocène moyen et supérieur (de 16 à 5,5 millions d'années). 

Entre arctique et antarctique 

Au Miocène inférieur (de 23 à 16 millions d'années), la plus grande partie de l'Afrique était sous les tropiques et les hominoïdes se distribuaient sur tout le continent. Quand la calotte polaire antarctique s'est développée pour recouvrir le continent il y a 17 millions d'années environ, les ceintures climatiques terrestres ont migré vers le nord et les régions de moyennes latitudes en Eurasie devinrent subtropicales, permettant ainsi aux hominoïdes de se disperser de l'Espagne, à l'ouest, à la Chine, à l'est, et vers le nord, jusqu'à l'Allemagne et la Hongrie. 

Il y a 8 à 10 millions d'années environ, la calotte glaciaire arctique s'est développée à son tour, les ceintures climatiques se sont alors déplacées vers le sud pour atteindre la position qu'elles occupent aujourd'hui. Les grands singes ont peu à peu disparu d'Eurasie, sauf dans l'Asie du Sud-Est, où les orangs-outans et les gibbons restent adaptés aux milieux tropicaux. Pendant des millions d'années, des échanges ont eu lieu entre l'Afrique et l'Eurasie et les hominoïdes ont certainement pu se déplacer librement entre les continents. 

Il y a entre 13 et 6 millions d'années, les hominoïdes n'ont pas abandonné l'Afrique, car ils y sont toujours présents dans la zone intertropicale du nord de la Namibie à l'Afrique orientale en passant par le Niger. C'est pourquoi il est impossible aujourd'hui de proposer une origine géographique précise pour l'origine des grands singes africains et des hominidés, bien que les paléoenvironnements et les zones tropicales puissent être prédits avec une certaine confiance. Néanmoins, en l'état actuel des découvertes, les plus anciens grands singes africains de type moderne et les plus anciens hominidés n'ont été trouvés qu'en Afrique. Quant à la date de la divergence, les données du Miocène supérieur suggèrent qu'elle est probablement plus ancienne qu'on ne le pense, peut-être même aux environs de 12 millions d'années. C'est pourquoi il est essentiel de continuer à prospecter, notamment dans les régions mal connues de l'Afrique. 

De fait, lorsque l'on regarde la distribution des australopithèques, les plus anciens que l'on connaisse ont 4,5 millions d'années environ et proviennent d'Afrique orientale. Ils sont également bien représentés en Afrique du Sud, mais dans des niveaux un peu plus jeunes. On admet souvent que les hominidés sud-africains sont venus de l'est du continent, mais rien n'est moins sûr : en effet, des hominoïdes étaient présents en Afrique du Sud au Miocène inférieur (de 23 à 16 millions d'années) et au Miocène moyen (de 16 à 11 millions d'années) on les retrouve en Namibie avec Otavipithecus namibiensis. Que sont devenus les descendants de ces formes ? Auraient-elles toutes migré vers le nord et l'est de l'Afrique ? Ont-elles migré vers l'ouest ? Auraient-elles évolué sur place ? Autant de questions qui restent ouvertes aujourd'hui. Les hominoïdes d'Afrique australe sont encore mal connus, peu nombreux, car il y a peu de gisements continentaux à primates dans cette région et ils sont souvent marginalisés dans les scénarios évolutifs. 

Toutes les théories concernant l'origine de l'homme ont présenté un volet géographique, mais c'est probablement ce dernier qui est le moins solide au vu des lacunes dans le registre paléontologique et du peu de restes d'hominidés du Miocène et de fossiles de grands singes de type moderne. Ce qui reste sûr est que les grands singes actuels, comme les premiers hominidés, sont issus de la diversité des hominoïdes du Miocène, qu'ils étaient inféodés aux milieux tropicaux. Les hominidés ne sortiront des tropiques que plus tard pour s'établir dans des milieux plus tempérés, voire frais. De fait, l'homme a maintenu cette adaptation au milieu chaud en tropicalisant son environnement : nous portons des vêtements, nous chauffons nos foyers… 

Source : Pour la Science du 04/01/2017