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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

vendredi 23 décembre 2016

Des empreintes découvertes en Tanzanie montrent que certains australopithèques étaient baraqués

Une seconde piste d'australopithèques a été découverte sur le site mythique de Laetoli, en Tanzanie. Ces empreintes auraient été laissées par deux cousins de Lucy possiblement un mâle, une femelle. L'un des deux est l'australopithèque le plus costaud jamais découvert.

GÉANT. C’était un géant pour son espèce. L’australopithèque le plus costaud jamais découvert dans la famille de Lucy l’Australopithecus afarensis chaussait du 42 avec ses pieds de 27 cm! Et il pouvait manger la soupe sur la tête de ses congénères, "puisqu’il les dépassait tous au minimum d’une bonne vingtaine de centimètres, avec ses 1,m 65 pour 44 à 48 kg". Sans parler de Lucy, qui frôlait à peine les 1,06 m et fait désormais figure de naine de la famille. Telles sont les conclusions des chercheurs italiens et éthiopiens qui ont analysé les empreintes que cet hominidé a laissé il y a 3,66 millions d’années sur le site de Laetoli, en Tanzanie aux côtés de celles d'un individu plus petit.

De nouvelles traces de pas ont été découvertes dans les laves de Laetoli, en Tanzanie, vieilles de 3,66 millions d'années. Celles ci, mesurant 27 cm, appartiendraient à un mâle. les couleurs, du bleu vers le rouge, indiquent la profondeur de l'empreinte.

Elles se trouvaient à 150 mètres à peine de l’endroit où la célèbre paléontologue britannique Mary Leakey avait déjà exhumé, il y a 40 ans, une première série d’empreintes, appartenant à trois A. afarensis de taille différente. "Les nouvelles traces ont probablement été laissées par des individus du même groupe", estime Fidelis Masao, de l’université Daar es Salaam, en Tanzanie premier signataire de l’étude. Les deux séries d’empreintes appartiennent à des individus marchant dans la même direction, vers le nord-ouest, et ont été découvertes dans la même couche de tuf datée de 3,66 millions d’années. Du coup, les chercheurs imaginent un clan d’hominidés fuyant une éruption du volcan Sadiman (aujourd'hui éteint), tout comme des dizaines d’autres animaux dont on a retrouvé les pas. La cendre, mêlée à de l’eau, a formé une sorte de ciment, avant d’être recouverte par d’autres couches de cendres.

Surnommé Chewie en hommage à Chewbacca de "Star Wars"

Les empreintes laissées par le géant"Chewbacca" en gris foncé et un individu plus petit, ont été découvertes sur le site de Laetolie en Tanzanie déjà célèbre pour ses traces de pas.

La nouvelle piste, découverte à l’occasion de travaux visant à la création d’un musée et à la préservation du site, fait 32 mètres de long et comporte 12 traces de pas du grand gaillard, surnommé Chewie, (en référence à Chewbacca, le gigantesque personnage velu de la saga Star Wars) mais aussi une empreinte d’un individu plus petit, mesurant 1,46 m pour 39 kg. Pour parvenir à ces estimations, les chercheurs ont utilisé des modèles qui analysent notamment la profondeur des empreintes et la forme des pieds, comparée avec ceux d'autres ossements exhumés dans la région. La famille des Australopithecus afarensis est réputée avoir vécu entre -3,8 millions d'années et -3,2 millions d'années dans ce qui forme aujourd'hui l'Éthiopie et la Tanzanie, en Afrique de l'Est.

Les trois premiers australopithèques analysés par Mary Leakey dans les années 1970 mesurent, eux, entre 1,10 et 1,45 m et pèsent entre 20 et 35 kg. Au total, ce sont donc cinq individus de taille différente dont disposent désormais les scientifiques sur ce site situé non loin du lac Turkana. Conclusions ? "Il existait chez les hominidés des variations de taille plus importantes qu’on ne le pensait", souligne Marco Cherin, de l’université de Pérouse, en Italie, cosignataire de l'article. Ce qui bouscule une idée selon laquelle la corpulence des hominidés s’est développée plus tardivement, au moment de l’accroissement du cerveau, il y a 2,5 millions d’années. Pour les chercheurs, les plus grandes empreintes auraient pu être laissées par des mâles, les plus petites par des femelles ou des juvéniles. Ce qui leur fait penser que "ces australopithèques avaient une structure sociale similaire à celles des gorilles où un mâle dominant — le dos argenté — règne sur un harem de femelles plus petites".

Source : Sciences et Avenir du 21/12/2016

dimanche 18 décembre 2016

Les traces du plus grand Australopithèque connu

De nouvelles empreintes d'Australopithèque découvertes sur le site de Laetoli, en Tanzanie, auraient été laissées par un individu bien plus grand que ses congénères.

Le son ressemblait plus à un « sploutch » qu'à un bruit sourd, alors que le grand Australopithèque mâle traversait la savane d'Afrique de l'Est. Une éruption volcanique avait laissé une patine de cendre grise sur le sol, et les orages qui avaient suivi avaient transformé la terre en ciment humide. Sploutch, sploutch. Quatre individus plus petits marchaient non loin derrière. Sploutch, sploutch, sploutch. Un peu plus tard, la cendre tomberait encore du ciel, couvrant leurs traces durant les 3,66 millions d'années suivantes.

Les premières traces de ce voyage - les empreintes de pas de trois individus, qui sont les plus anciennes connues parmi tous les parents de la famille humaine - ont été découvertes dans les années 1970 au nord de la Tanzanie par l'anthropologue Mary Leakey et son équipe. Quelque 40 ans plus tard, les chercheurs ont mis au jour d’autres d'empreintes d'homininés sur le même site, désormais célèbre, de Laetoli. Elles rassemblent les traces de deux autres individus, dont celles d'un mâle qui aurait pesé environ 48 kilogrammes pour 1,65 mètre de haut, ce qui en fait de loin le plus grand Australopithèque connu dans le registre fossile. Les chercheurs l'ont nommé Chewie, en référence à Chewbacca, le personnage poilu de 2 mètres de haut de la saga Star Wars (le mot swahili signifiant léopard, chui, se prononce de façon similaire).

Les nouvelles empreintes de Laetoli, décrites dans un article publié le 14 décembre dans la revue eLife, suggèrent que les premiers homininés avaient peut-être une structure sociale semblable à celle des gorilles, où un grand mâle domine un groupe de petites femelles. Ces empreintes posent également la question épineuse de leur préservation.

Des empreintes fragiles

Les nouvelles empreintes ont en effet été découvertes lors des travaux entrepris pour préserver la piste d’empreintes originales, de 23 mètres de long. Menacées par l’érosion, l’eau et la végétation, les empreintes ont été recouvertes de terre l’essentiel du temps depuis les années 1990 pour être protégées. Le gouvernement tanzanien a approuvé un projet visant à construire un musée sur le site, comportant notamment un revêtement protecteur pour la première piste d’empreintes. Lors des travaux préparatoires, l'archéologue Fidelis Masao, de l'université de Dar es-Salaam en Tanzanie, a creusé des tranchées pour explorer le site et a découvert à cette occasion, en octobre 2014, une grande empreinte d'homininé. D'autres fouilles dans une zone située à 150 mètres des empreintes originales ont mis au jour 12 traces de pas plus grandes appartenant au même individu, formant une piste de 32 mètres de long, et une empreinte supplémentaire d'un autre individu plus petit.


Les premières empreintes découvertes sur le site de Laetoli ont été attribuées à Australopithecus afarensis – la même espèce que Lucy, qui a vécu il y a 3,2 millions d'années en Éthiopie. L'équipe de Fidelis Masao pense que les nouvelles traces ont probablement été laissées par des individus du même groupe. Les deux séries d'empreintes appartiennent en effet à des individus marchant dans la même direction nord-ouest. Elles ont été trouvées dans la même couche de cendres volcaniques et, par conséquent, ont probablement été créées dans des conditions identiques, durant un seul et même voyage, suggèrent Masao et ses collègues.

La piste complète d'empreintes de « Chewie » s'étend sur 32 mètres (de haut en bas). En bas à gauche, on distingue la trace d'un autre individu plus petit.

« C'est vraiment fascinant d’imaginer ce groupe marchant dans la même direction à la même vitesse », dit Marco Cherin, paléontologue à l'université de Pérouse, en Italie, qui a co-dirigé l'étude. « Vers où ? Nous ne le savons pas. Ils marchaient sans doute simplement comme tous les autres animaux qui ont laissé leurs empreintes à Laetoli. »

Les empreintes de Chewie sont plus grandes que les autres : elles mesurent 27 centimètres de long, l’équivalent d’une pointure 42. Selon Marco Cherin, ces empreintes imposantes signifient qu’il existait chez les premiers homininés des variations de taille beaucoup plus importantes que ce que l'on pensait jusqu'ici. Cela remet aussi en cause l’idée que la corpulence des homininés s’est développée seulement à mesure que leur cerveau devenait plus grand durant les 2,5 derniers millions d'années. L’équipe de paléontologues estime que les autres individus de Laetoli mesuraient entre 1,11 et 1,49 mètre de haut.

Des petits et des grands

La gamme de taille des individus de Laetoli pourrait aussi se rapporter à la structure sociale de ces homininés. Les chercheurs suggèrent que les plus grandes empreintes ont été laissées par un mâle adulte, tandis que les autres appartiennent à deux femelles adultes et deux jeunes ou femelles plus petites. Les groupes de gorilles, dans lesquels un mâle à dos argenté chapeaute un harem de femelles beaucoup plus petites et leur progéniture, montrent un éventail de tailles aussi large, note Marco Cherin, qui pense que les australopithèques ont pu adopter une organisation similaire.

Cependant, pour Neil Roach, paléoanthropologue à l’université Harvard, cette relation entre la structure sociale et les différences de taille entre les sexes n'est pas si claire. Il est néanmoins d'accord pour dire que ces nouvelles empreintes appuient l’idée que Australopithecus afarensis vivait en groupes composés de multiples mâles et femelles, et qu'il y avait des différences de corpulence importantes entre les sexes.

Bruce Latimer, paléoanthropologue à l'Université Case Western Reserve à Cleveland (Ohio), convient que les conclusions sur les groupes sociaux des australopithèques devraient être prises avec prudence. Mais Latimer, qui a travaillé sur les traces de pas originales, juge néanmoins extraordinaire la découverte de cette nouvelle piste d’empreintes, qui apporte en outre des preuves supplémentaires que les individus de Laetoli avaient des pieds qui n'étaient pas si différents de ceux des humains actuels. « Les empreintes de Laetoli ne dépareraient pas sur une plage aujourd'hui », résume-t-il.

Le projet de musée est momentanément suspendu tandis que les chercheurs cherchent d’autres empreintes et examinent l'état des pistes d'origine, explique Charles Musiba, anthropologue à l'université du Colorado à Denver, qui participe aux travaux de conservation. Le projet actuel est de construire des installations de recherche et d'éducation à l'extérieur d'un périmètre de 1,5 kilomètre autour du site, tout en étudiant le meilleur endroit pour bâtir un musée pour protéger et montrer les empreintes, qui ont toutes été ré-enterrées. « Nous allons les laisser en l’état pour l'instant », précise Charles Musiba.

Après avoir découvert les nouvelles empreintes, la première personne à qui Fidelis Masao a téléphoné est Richard Leakey, l'un des fils de Mary Leakey (décédée en 1996). Celui-ci lui aurait dit : « Je vous félicite et je vous plains en même temps. La nature a conservé ces empreintes pendant 4 millions d'années. Comment allez-vous faire en sorte qu'elles restent intactes pendant les millions d'années à venir ? » Fidelis Masao est resté sans réponse…

Source : Pour la Science du 16/12/2016

samedi 1 mai 1999

Empreintes de pas de Laetoli

Le site de Laetoli, situé en Tanzanie, à 45 km au sud des gorges d'Olduvaï, dans l'aire de conservation du Ngorongoro, est l'un des principaux sites d'Afrique de l'Est à avoir livré des fossiles humains ou pré-humains. On y a également découvert en 1976 des traces de pas d'Hominina exceptionnellement conservées dans de la cendre volcanique indurée. Elles sont datées de 3,66 millions d'années. 

Traces de pas

En 1976, Mary Leakey, Richard L. Hay et leur équipe ont découvert une piste d'empreintes de pas d'Hominine, conservée grâce à une succession de conditions favorables :

le dépôt d'une couche d'environ 15 cm de fines cendres provenant de l'éruption du volcan Sadiman, distant de 20 km ;
le passage d'un groupe d'Hominina et d'autres animaux ;
une averse légère qui a cimenté la couche de cendre en la transformant en tuf volcanique sans détruire les empreintes ;
le scellement de la piste par d'autres dépôts de cendre venus la recouvrir et la protéger.

Les pas d'Hominina correspondent à trois individus, dont un marchant dans les traces d'un autre, ce qui rend difficile la lecture de certaines empreintes. Dans la mesure où les traces vont dans la même direction, elles ont probablement été produites par un petit groupe, mais rien ne permet de conforter les reconstitutions classiques qui mettent en scène une famille nucléaire se rendant à un point d'eau.
Les empreintes sont celles d'Hominina marchant debout, mais comme un humain moderne qui serait légèrement accroupi : hallux varus (le gros orteil s'écarte vers l'intérieur), présence d'un espace important entre le premier orteil et les quatre latéraux, enfoncement plus marqué du bord externe du pied traduisant un appui en varus, talon étroit et creux en surface, pas de voute plantaire mais à la place un renflement traduisant le développement important du muscle écarteur du premier orteil (musculus abductor hallucis brevis) développé dans le pied des grands singes, mais jamais chez les humains. L'appui en varus associé à l'écartement du premier rayon et au fort développement du muscle écarteur du premier orteil sont des caractères désignant la préhensilité. Ces empreintes pourraient avoir été faites par des Hominina du genre Australopithèque. Yvette Deloison pense que cette bipédie devait être occasionnelle.

Une étude 3D sur ces empreintes en 2011 suggère au contraire une bipédie bien verticale affirmée.

Les empreintes de Laetoli ont été datées en 2011 de 3,66 millions d'années, par la méthode du potassium-argon appliquée à la couche de cendre.

Source : Wikipedia