Au Synchrotron européen, des chercheurs tentent de faire parler deux énigmatiques hominidés

Depuis le 20 février 2022 au Synchrotron européen de Grenoble (ESRF), les fossiles de deux hominidés, Australopithecus sediba et Homo naledi, recensés au cours de la dernière décennie, sont scannés à un niveau de définition inédit. L'objectif principal : leur fournir enfin des datations qui feront consensus. Sur place, leur découvreur, le paléoanthropologue star Lee Berger, live-tweete toutes les opérations.

Ce n’est pas un, mais deux invités de marque que reçoit actuellement l'Installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF), à Grenoble. L’un se nomme Australopithecus sediba, dit aussi "Karabo" ou l’Homme de Malapa, du nom de la célèbre grotte sud-africaine dans laquelle il a été trouvé. Il aurait vécu il y a un peu moins de 2 millions d’années, au même moment que le plus ancien représentant du genre Homo, Homo Habilis. L’autre a pour patronyme Homo naledi, l'"homme étoile" en langue sesotho, et ne cesse d’intriguer les paléontologues depuis sa découverte en 2013 dans les grottes souterraines de Rising Star, elles aussi en Afrique du Sud et toutes proches voisines de Malapa (ces sites ne sont pas surnommés le "berceau de l’humanité" pour rien). D’abord estimé entre 1 et 2 millions d’années, l’âge de Naledi avait été revu spectaculairement à la baisse en 2017 : il n’aurait que 236.000 ans, tout au plus 335.000 ans, faisant de lui un contemporain de l’humain moderne. Naledi a pourtant une toute petite tête, un cerveau de la taille d’une orange et des doigts courbes idéaux pour s’accrocher aux branches, des caractéristiques extrêmement archaïques pour son jeune âge.

Le crâne d'Australopithecus sediba lors de son scan à l'ESRF en 2010

Un outil très attendu

Durant un peu plus d’une semaine, ces deux humains primitifs qui n’ont cessé d’alimenter les débats depuis leur découverte par le paléoanthropologue américain Lee Rogers Berger vont être observés sous toutes les coutures, en haute résolution, grâce aux puissants rayons X de la ligne de tomographie BM18, inaugurée en septembre 2021. Le tout sous l’œil attentif de Lee Berger lui-même, venu spécialement d’Afrique du Sud où il réside et dirige le département de paléoanthropologie de l’Université du Witwaterstrand. "C’est un moment que l’on attendait tous depuis plusieurs années. Aucun autre synchrotron au monde n’est capable de nous fournir une telle résolution", s’enthousiasme le chercheur.

Le synchrotron le plus puissant au monde. Depuis sa mise à jour et son passage à la "quatrième génération", l’ESRF-EBS (pour Extremely Brilliant Source, son nouveau nom complet) est devenu le synchrotron le plus puissant au monde. Cet engin colossal – 900 mètres de circonférence et plus de 2.000 tonnes –, est une sorte de microscope géant qui, pour fonctionner, accélère des électrons à la vitesse de la lumière (300.000 km/s) dans un anneau. Les électrons accélérés génèrent ainsi une onde électromagnétique, les rayons X. Très pénétrants et sans dommage pour la matière, ce sont eux qui permettent aux chercheurs de plonger dans l'infiniment petit et d'étudier des objets, organiques ou non, avec une incroyable précision. Prévue pour être ouverte officiellement en septembre 2022, la ligne BM18 permettra aux scientifiques d'étudier de grands fossiles en 3D à l'échelle microscopique sans les endommager.

Une dent pour trancher sur l'âge d'Homo sediba

Australopithecus sediba n’en est pas à sa première visite à l’ESRF. Pour lui, l'aventure avait commencé il y a 12 ans, avec le scan de son crâne, qui avait donné lieu à de nombreuses publications. Le voici donc de retour en Isère, prêt à se soumettre docilement au faisceau de lumière quatrième génération de l’accélérateur de particules européen, cent fois plus brillant que dans sa version précédente. Cette fois, ce n’est plus son crâne mais l’une des ses molaires qui sera scannée. Avec, pour objectif, "de faire apparaître les perturbations dans les lignes de croissance progressive des dents et, en les faisant correspondre entre elles, de déterminer l'âge exact de la mort de Karabo", explique Lee Berger. Nous savons déjà que le petit Australopithèque avait entre 9 et 12 ans au moment de son décès, survenu à une période où les primates du genre Homo, nos ancêtres directs, ont succédé aux australopithèques primitifs. "Nous espérons pouvoir dater cette dent au jour près et enfin pouvoir lever les incertitudes sur la datation de ce fossile."

Naledi, un hominidé ancestral qui enterrait ses défunts ?

Ce sera ensuite au tour d’Homo naledi de passer sous les rayons X. Là encore, il s’agit d’un jeune enfant, dont l'âge est encore indéterminé. Plus de 1,6 million d’années le sépare de Sediba, peut-être davantage. Ses restes à lui – ici, son petit squelette complet - ont la particularité d’être encore enfermés dans un bloc de pierre que Lee Berger a tenu à ne jamais ouvrir : "Il fallait garder son contexte intact, car il pourrait nous livrer de précieuses informations", justifie-t-il. Pour l’anecdote, il s’agit du fils du chercheur, âgé de 9 ans à l’époque, qui a découvert le squelette dans la chambre aux fossiles Dinaledi, extrêmement difficile d’accès.

Entre novembre 2013 et mai 2014, plus de 1.150 ossements fossiles provenant d’au moins 15 individus – de jeunes enfants, des adolescents, des adultes et des vieillards – ont été mis au jour par l’équipe de Berger, soit un gigantesque assemblage fossile pour une seule espèce encore jamais observée ailleurs. Au cours des semaines d’exhumation, deux détails ont frappé les chercheurs : celui qu’ils finissent par appeler Homo naledi présente un étrange mélange de caractères archaïques et modernes, et ses restes ne sont accompagnés d’aucun ossement animal, des vestiges de repas que l’on retrouve habituellement en nombre dans les grottes souterraines. S’agissait-il alors d’une sépulture ? C’est l’hypothèse avancée par certains chercheurs. Dans deux articles publiés en novembre 2021 dans la revue PaleoAnthropology, deux équipes distinctes soutiennent l’hypothèse selon laquelle le crâne d’un autre bambin Naledi, appartenant lui aussi à l’immense ensemble de la chambre, pourrait avoir été déposé intentionnellement sur une étagère naturelle de calcaire. "Il n’y a pas d’autres ossements, pourtant plus résistants que ceux de la tête", indique Lee Berger. "Ce qui exclut l’hypothèse que l’enfant ait rampé jusque-là avant d’y mourir ; par ailleurs, le crâne ne porte aucune marque de blessure montrant qu’un prédateur l’y aurait traîné." Il pourrait donc s’agir de la première sépulture enfantine au monde, celle de l’enfant Homo sapiens de Mtoto, au Kenya, publiée début 2021, n’ayant que 78.000 ans.

Les clés attendues d'une énigme

L’autre petit Naledi – celui en prisonnier de la roche – pourrait enfin permettre de mieux comprendre qui étaient ces hominidés "hybrides" qui enterraient peut-être leurs morts. Parce que sa prison de pierre pèse pas moins de 22 kilogrammes et mesure 77 centimètres sur 45, ce fossile précis n’avait jamais pu être sondé jusqu'ici. "Ce n’est pas franchement le genre d’objet que l’on s’attend à voir étudié sous le faisceau d’un synchrotron", s’amuse Lee Berger. "Surtout lorsque l’on sait qu’une simple dent est déjà considérée comme un gros objet pour la microtopographie à rayons X. Aujourd’hui, la ligne BM18 nous permet l’exploit de voir à travers cet énorme bloc et de découvrir ce qu’il renferme."

Les analyses sur les deux spécimens devraient se poursuivre jusqu'à dimanche prochain. D'ici là, nous devrions sans doute en savoir plus grâce aux tweets de Lee Berger, habitués à abreuver en temps réel le public de ses découvertes. En 2013, lors de l'exploration de la grotte de Rising Star, le chercheur avait convié les caméras de National Geographic, qui, en contrepartie, avait financé une partie de la campagne de fouilles. Une fois de plus, Lee Berger joue le jeu de la communication, précisant même au passage qu'à ses côtés, à l'ESRF, Netflix est au rendez-vous pour tourner un documentaire. En attendant d'en savoir plus sur nos ancêtres qui, d'années en années, ne cessent de nous surprendre, nous pouvons donc sortir les popcorns.

Source : Sciences et Avenir du 22/02/2022

Morphométrie 3D : une révolution dans la paléontologie

Examiner, au micron près, le sosie d'une boîte crânienne fossile ? Reconstituer les parties manquantes de celle-ci, y compris le cerveau ? Rien de plus simple… ou presque.

"Quand j'ai démarré ma carrière, à la fin des années 1970, on faisait surtout de l'anatomie comparée, en étudiant les os humains, des grands singes, des hominines", se souvient Jean-Jacques Hublin. Depuis, les méthodes ont considérablement évolué avec l'irruption, à la fin des années 1990, des outils de modélisation en 3D. "Toucher les fossiles les abîme. Les muséums n'aiment pas qu'on manipule leurs collections, et on les comprend : à force d'avoir été mesuré au compas métallique, l'os frontal du crâne de l'homme de la Chapelle-aux-Saints a fini par être creusé !"

Avant l'essor de l'informatique, les mesures se limitaient à des dimensions linéaires ou à des angles. "Aujourd'hui, avec les scanners on peut entièrement visualiser un crâne en trois dimensions à partir de ses fragments, reconstruire les parties manquantes et surtout analyser bien plus finement et de façon quantitative les variations de forme", souligne le paléoanthropologue.

"Ce sont des outils extraordinaires", s'enthousiasme Philipp Gunz, de l'institut Max-Planck. En avril dernier, son groupe a décrit avec une précision remarquable un crâne d'A. afarensis, vieux de 3,3 millions d'années, découvert à Dikika (Éthiopie) en 2000. "Nous avons pu compter les lignes de croissance d'une dent : 824, ce qui signifie que cet australopithèque avait deux ans et demi au moment de son décès !"

Une résolution de l'ordre de 5 micromètres

Aux débuts de cette révolution, les scientifiques utilisaient des scanners médicaux. "Mais ils sont conçus pour une irradiation minimale, un temps d'exposition très court et ont une résolution assez faible puisqu'un millimètre suffit souvent au diagnostic, précise Jean-Jacques Hublin. Pour les fossiles, on a tout le temps qu'on veut ! On essaie quand même de limiter l'irradiation pour ne pas dégrader l'ADN susceptible d'être récupéré." La résolution couramment atteinte avec des instruments de microtomographie est de l'ordre de 5 micromètres. Et les synchrotrons, tel celui de Grenoble (ESRF), permettent de visualiser des structures plus fines encore.

Les bébés australopithèques avaient une croissance cérébrale lente comme les humains

Grâce à des scanners ultraprécis de crânes et dents fossiles, des paléontologues ont découvert qu’il y a 3 millions d’années, les bébés de Lucy dépendaient plus longuement de leurs parents que les singes. Comme les bébés humains.

Il avait 2 ans et quatre mois. C’était un tout petit membre de la célèbre famille des Australopithecus afarensis, celle de Lucy, qui vivait en Afrique de l’Est il y a plus de 3 millions d’années. Les paléontologues qui l’ont découvert en 2000, sur le terrain de Dikika, en Éthiopie l’ont baptisé Selam (paix en amharique). À l’époque, il avait fait sensation, car il était - et reste - le plus vieil enfant du monde. Aujourd’hui, il refait l’actualité scientifique, avec un article paru dans ScienceAdvances. "Des analyses ultrafines du crâne et des dents de Selam viennent de révéler comment le cerveau de ces hominidés s'est développé et organisé, se réjouit aujourd’hui Zeresenay Alemseged de l'université de Chicago (États-Unis), qui dirige les fouilles de Dikika . Elles ont même permis de résoudre deux questions controversées depuis la fin des années 1970." A savoir : observe-t-on un début d’organisation cérébrale de type  humain  chez les Australopithecus afarensis ? Et la croissance de son cerveau évoque-t-elle davantage celle des chimpanzés ou celle des hommes ? "Le cerveau ne se fossilise pas, mais au fur et à mesure qu’il se développe et se dilate avant et après la naissance, les tissus entourant sa couche externe laissent une empreinte dans la boîte crânienne", précise Philip Gunz, de l’Institut Max-Planck de Leipzig (Allemagne). À partir de moulages de la voûte crânienne, les chercheurs peuvent mesurer le volume, les circonvolutions des lobes du cerveau et en déduire des aspects clés de l'organisation cérébrale (voir les images ci-dessous).

Les fossiles ont fourni des informations inédites

Le fossile a été scanné en utilisant la microtomographie au Synchrotron de Grenoble (ESRF), en France. Cette technologie de pointe a permis tout d’abord de préciser l’âge de son décès, à partir des lignes de croissance de ses dents. En l’occurrence 2 ans et 4 mois. Sept autres crânes fossiles bien conservés des sites éthiopiens de Dikika et Hadar sont passés par la tomographie classique à haute résolution. Il aura fallu pas moins de sept ans aux chercheurs pour reconstituer tout le puzzle (voir la vidéo ci-dessous). Mais les fossiles d’Australopithecus afarensis adultes et enfants les mieux préservés, croisés à des données comparatives de plus de 1600 humains et chimpanzés modernes, ont livré des informations inédites.

Contrairement à ce que l’on pensait auparavant, les empreintes endocrâniennes d’Australopithecus afarensis révèlent une organisation cérébrale semblable à celle d’un singe, sans aucune caractéristique humaine. Même si le volume cérébral était 20% plus gros que celui d’un chimpanzé. En revanche, la comparaison des volumes endocrâniens de l’enfant et de l’adulte indique que la croissance du cerveau, chez Australopithecus afarensis, était lente, prolongée, ce qui induit probablement une plus longue période d’apprentissage du jeune afarensis, un peu comme chez Homo sapiens, précisent les scientifiques dans un communiqué du Max Planck

Un sillon lunaire dans le cerveau

Une différence clé entre les singes et les humains concerne l'organisation des lobes pariétaux et occipitaux du cerveau. "Dans tous les cerveaux de grands singes, un sillon lunaire, profond, bien défini, forme une séparation entre les aires de la vision et le reste du néocortex où se jouent des processus plus complexes ", explique la coauteure Dean Falk de l’université de Floride (États-Unis), spécialiste de l'interprétation des empreintes endocrâniennes.

Ce sillon ou sulcus lunaire a disparu chez l’homme. En existait-il une version atténuée ou déplacée chez les A. afarensis ? Hypothétiquement, une telle réorganisation cérébrale aurait pu être liée à des comportements plus complexes que ceux de leurs ancêtres simiesques (par exemple, la fabrication d'outils, la mentalisation et la communication vocale). Mais jusqu’alors, les moulages ne permettaient pas de trancher. L'endocaste exceptionnellement lisible de l'enfant Dikika imprime sans équivoque un sillon lunaire de singe. De même, de nouveaux relevés tomodensitométries montrent un sulcus lunaire jusqu’alors passé inaperçu chez un fossile adulte de Hadar (Éthiopie).

Enfance prolongée

Qu’a appris la dentition - qui forme des lignes de croissance lisibles, comme chez les arbres - de Sélam, outre son âge ? Le rythme de développement dentaire du nourrisson Dikika était largement comparable à celui des chimpanzés et donc plus rapide que chez l'homme moderne précisent les scientifiques. Cependant, étant donné que le cerveau des adultes d'Australopithecus afarensis était environ 20% plus gros que celui des chimpanzés, le petit volume endocrânien de l'enfant Dikika suggère une période de développement cérébral prolongée par rapport aux chimpanzés. Plus proche de celle des humains d’aujourd’hui. Chez les primates, différents taux de croissance et de maturation sont associés à différentes stratégies de soins aux nourrissons, ce qui suggère que la période prolongée de croissance cérébrale chez Australopithecus afarensis aurait été liée à une longue dépendance à l'égard de ses parents. Une croissance lente du cerveau pourrait aussi avoir été un moyen de répartir les besoins énergétiques des petits dépendants sur plusieurs années dans des environnements où la nourriture n'est pas abondante, ni régulière. Dans les deux cas, la croissance cérébrale prolongée chez Australopithecus afarensis annonçait l’évolution d'une longue période d'apprentissage de l'enfant chez les hominidés.

Source : Sciences et Avenir du 11/04/2020

Ce fossile prouve que nos ancêtres marchaient déjà debout il y a 3,3 millions d’années

L’Homme est la seule créature terrestre à se déplacer exclusivement sur ses deux membres postérieurs, avec le corps parfaitement droit. Cette bipédie ne date pas d’hier, mais grâce à l’étude d’un fossile d’hominidé – surnommé Selam – découvert en 2006 par le paléoanthropologue de l’université de Chicago Zeresenay Alemseged, il a été démontré que certaines fonctionnalités de la marche sur deux pieds étaient déjà établies il y a au moins 3,3 millions d’années, bien plus tôt que ce que nous pensions jusqu’ici. C’est la conclusion d’un rapport paru le 22 mai dans la revue de l’Académie des sciences américaine.

Depuis leur découverte, Alemseged n’a cessé d’étudier ces os très anciens. Deux éléments en font une découverte remarquable : d’abord, l’exhaustivité des ossements, et ensuite, l’âge précoce de la mort de Selam, qui n’avait que deux ans et demi. Ce qui fait de lui le plus ancien, le plus complet, mais aussi le plus jeune de nos ancêtres jamais découverts. « Ce type de préservation est sans précédent, en particulier chez un jeune dont les vertèbres n’ont pas encore complètement fusionné », explique le paléoanthropologue. Et ses dernières recherches ont identifié ces os comme étant l’exemple le plus ancien de bipédie.

Selon les résultats de l’analyse, des segments clés de la structure de la colonne vertébrale qui ont permis aux hominidés de marcher un jour sur leurs jambes, sont déjà développés dans les ossements de Selam, en dévoilant un peu plus sur l’évolution de la race humaine. « Cela montre que la structure générale de la colonne vertébrale humaine a émergé il y a plus de 3,3 millions d’années, mettant en lumière l’une des caractéristiques de l’évolution humaine », affirme Alemseged.

Selam appartient à l’espèce des Australopithèques afarensis, tout comme la célèbre Lucy. Cependant, il vivait près de 120 000 ans avant elle. Comme nous, Selam ne possédait que 12 vertèbres thoraciques et 12 paires de côtes, alors que la plupart des singes en ont davantage. En revanche, les humains ont plus de vertèbres dans le bas du dos, ce qui nous aide à nous tenir debout et à marcher en nous tenant droit. Pour étudier les ossements, Alemseged et son équipe se sont rendus en France pour utiliser la technologie d’imagerie de l’Installation européenne de rayonnement synchrotron. Cela leur a permis de visualiser les parties manquantes de la structure osseuse.

Source : Ulyces du 05/2017

D'étranges dents d'hominidés : la nouvelle pièce du puzzle de l'évolution humaine

L'imagerie virtuelle de trois dents effectuée par une équipe internationale de chercheurs révèle des caractéristiques dentaires jusque-là jamais vues.

HOMINIDÉS. Il y a 2,6 millions d'années, commençait une période géologique cruciale pour l'humanité. Cette époque que l'on appelle Pléistocène a vu naître les premiers représentants du genre "Homo". C'est à dire, nos ancêtres.

Durant cette période, le genre Homo va se diversifier en de nombreuses espèces qui vont coexister. Et nombre d'entre elles vont péricliter avant la fin du Paléolithique supérieur.

Une des classifications proposées pour les différentes espèces d'hominidés identifiées aujourd'hui.

La classification de ces différentes espèces, identifiées par plusieurs dizaines de fossiles découverts en Afrique et en Asie, fait encore l'objet d'âpres discussions entre les paléontologues. Et chaque nouvelle découverte est l'occasion de réajustement ou de remises en causes.

Et c'est de l'une de ces découvertes dont le CNRS a fait état jeudi 19 juin dans un communiqué. "Depuis près de 15 ans d’activité en Erythrée, les missions des fouilles menées par l’équipe internationale du 'Buia International project' ont permis de recouvrer un assemblage humain fossile unique appartenant à Homo erectus/ergaster (la différentiation et la localisation de ces deux espèces fait encore débat au sein de la communauté scientifique. NDLR.)".

Parmi ce matériel, trois dents (deux incisives et une molaire) ont fait l’objet d’une étude par imagerie virtuelle de leur structure interne au Synchrotron Elettra de Trieste, en Italie. Les résultats de cette étude ont été publiés le 19 mai dans le Journal of Human Evolution.

Le site Homo de  Buia en Erythrée où ont été découvertes les deux incisives (entre 1995 et 1997) permanentes UA 222 et UA 369.

Le site de Mulhuli-Amo où a été trouvée la molaire inférieure permanentes MA 93.

"Plusieurs techniques d’analyses non-destructives (par microtomographie à rayons X conventionnelle, par rayonnement synchrotron, ainsi que par micro-imagerie par résonance magnétique) ont permis de détailler à haute résolution les trois dents fossiles d’Erythrée", détaille le CNRS.

Reconstructions virtuelles des incisives de Buia (A) avec l’émail (rouge) et la dentine (jaune) en transparence, laissant apparaître la cavité pulpaire (bleue) et de la molaire permanente de Mulhuli-Amo, dont les tissus dentaires (émail, dentine et pulpe) sont illustrés séparément

"L’analyse comparative de leur structure externe et interne a mis en évidence un mixte de caractéristiques dentaires modernes et ancestrales, mais aussi de certains éléments uniques. On y voit notamment la dentine (en jaune sur le schéma ci-dessus) et la pulpe dentaire (en bleu) qui prennent une forme très particulière", nous explique Clément Zanolli, du centre international de physique théorique de Trieste, et principal auteur de l'étude.

Des caractéristiques dentaires uniques

"On y remarque également un émail étonnamment fin, similaire à celui des Néandertaliens et bien plus fin que chez nous autres Homo sapiens sapiens. C'est la première fois qu'on trouve des dents avec un émail aussi fin sur cette période (un million d'années)" précise le chercheur. Il n'y a pas là suffisamment d'éléments pour créer une nouvelle espèce, mais ces résultats indiquent qu'une population très particulière vivait en Erythrée autrefois.

Localisation de l'Erythrée

"Cette découverte indique aussi que des variations significatives de croissance se sont mises en place entre la couronne et la racine il y a un million d’années, préfigurant déjà en partie l’émergence de notre propre schéma développemental dentaire" précise le CNRS.

ÉNIGME. L'analyse de ces fossiles fournit donc une nouvelle pièce à ce grand puzzle que représente la classification des hominidés. Une pièce étrange qu'on ne sait pas encore trop où poser.

Si les restes humains disponibles pour cette époque sont à ce jour encore très rares, même en Afrique, la poursuite des fouilles paléoanthropologiques sur le site de Mulhuli-Amo qui auront lieu à la fin de l’année 2014 participeront peut-être à l’apport de nouveaux éléments sur cette phase méconnue de l’évolution humaine.


Source : Sciences et Avenir du 20/06/2014

Le plus ancien fossile de primate livre ses secrets

Rien, sans doute, ne destinait ce squelette à remporter la palme du plus ancien fossile de primate. Il y a une dizaine d'années, un amateur de poissons fossiles découvre cet étrange spécimen dans une carrière de la province du Hubei, en Chine. Intrigué, il le montre à Xijun Ni de l'Académie des Sciences de Pékin, venu effectuer des fouilles dans la région. Le chercheur identifie immédiatement le fossile comme celui d'un primate. Dix ans plus tard, des analyses poussées permettent enfin d'en savoir un peu plus sur ce lointain cousin des êtres humains, baptisé Archicebus achilles. Les résultats, publiés dans la revue Nature du 6 juin 2013, montrent que cet animal vivait il y a 55 millions d'années, soit 7 millions de plus que les plus anciens primates connus à ce jour.

De radiographie en radiographie

Complet, ce fossile est exceptionnellement bien conservé. Mais il est aussi très fragile car, enchevêtré dans de la roche de calcaire marneux, il se trouve sur deux plaques différentes à la fois. « Étant donné sa petite taille, il était trop risqué de dégager le squelette manuellement », explique Paul Tafforeau, l'un des auteurs de l'étude.

Xijun Ni et son équipe ont d'abord essayé d'utiliser des techniques d'imagerie traditionnelle, par absorption de rayons X, pour analyser l'objet sans l'abîmer. Néanmoins, les résultats n'étaient pas satisfaisants, « le fossile était trop plat pour être scanné, précise le chercheur. C'est alors qu'ils se sont tournés vers nous, au synchrotron de Grenoble (ESRF) ».

Paul Tafforeau est paléoanthropologue de formation. En travaillant à l'ESRF, il a adapté la technologie du synchrotron à l'observation des fossiles. Chargé d'examiner les plaques de Xijun Ni, il a utilisé « l'imagerie en contraste de phase à rayonnement synchrotron ». Un procédé totalement non invasif qui dévoile d'infimes détails. Les simulations 3D sont réalisées à partir des clichés obtenus.

Diurne et minuscule

Grâce à ces vues en trois dimensions du squelette, il est possible de déterminer l'allure que devait avoir Archicebus achilles. Avec un tronc d'environ 71 mm et un crâne de près de 25 mm de long pour 17 mm de large, sa taille devait avoisiner les 13 cm. En se basant sur les équations reliant la masse corporelle à la surface des molaires pour les primates actuels, les chercheurs estiment son poids entre 20 et 30 grammes. Il serait donc aussi petit que le lémurien microcèbe pygmé de Madagascar !

Ses petites dents pointues montrent qu'il était probablement insectivore. Constat plus surprenant, la largeur des cavités orbitales du squelette indique que l'animal menait ses activités le jour, alors que la vie des primates primitifs était supposée nocturne.

« C'est un fossile intéressant, qui révèle des choses inattendues, souligne Marc Godinot, responsable du laboratoire d'évolution des primates à l'École pratique des hautes études (EPHE). C'est une surprise de découvrir une si petite espèce avec une morphologie adaptée aux sauts, à une époque si précoce. » Certaines particularités de l'ossature suggèrent en effet qu'Archicebus sautait sur ses quatre membres pour se déplacer. « Un nouveau squelette, un nouveau primate et un nouveau mode de locomotion : autant d'éléments qui prouvent une évolution rapide. »

Simiiformes ou tarsiiformes

Chaque découverte d'espèce fossilisée soulève la même question : où la placer sur l'arbre phylogénétique ? Selon les scientifiques chargés de l'étude, ce primate présente « une mosaïque de caractéristiques des haplorhiniens », la famille dont descendent les singes et les hommes. Cependant, il possède également des traits spécifiques aux deux sous-familles de ce groupe. Au niveau du pied, la forme de l'os calcanéen et les proportions du métatarse rappellent les simiiformes (lignée de l'homme) alors que le crâne ou la dentition indiqueraient plutôt une appartenance aux tarsiiformes (lignée des tarsiers). Finalement, la comparaison de caractères morphologiques et de données moléculaires permet de situer Archicebus achilles au tout début de la branche des tarsiiformes.

Cette découverte pourrait remettre en cause des datations retenues à ce jour. Ce spécimen est en effet proche des deux familles et donc de l'embranchement entre les deux. Or il est daté de l'Éocène et plus précisément de 55,8 à 54,8 millions d'années, une date antérieure à celle jusqu'alors retenue pour la divergence entre les tarsiiformes et les simiiformes. L'évolution divergente entre ces groupes a donc peut-être débuté plus tôt qu'on ne le pensait. Mieux encore, c'est la distinction des haplorhiniens avec les ancêtres des lémuriens qui pourrait devoir être revue. Marc Godinot invite cependant à ne pas tirer de conclusions hâtives : « C'est un fossile très difficile à étudier. J'attends avec impatience une monographie détaillée de la façon dont ils ont procédé ».

Parmi les questions encore en suspens, la localisation géographique d'Archicebus achilles : « Beaucoup de chercheurs situaient l'origine des primates en Afrique et non en Chine », explique Paul Tafforeau. Une hypothèse qui devra désormais être revue.

Source : NewsPress du 12/06/2013

Le plus ancien squelette de primate connu

Un squelette fossile de primate de 55 millions d’années a été découvert en Chine. Plus ancien que tous ceux connus, il nous renseigne peut-être sur les premiers primates.

Qu’y a-t-il de commun entre le tarsier, un minuscule primate asiatique d’une quinzaine de centimètres (sans la queue), et l’homme ? Un ancêtre ! Une collaboration internationale menée par Xijun Ni, de l’Académie des sciences chinoises, a découvert un fossile vieux de 55 millions d’années, qui ressemblerait à cet ancêtre commun, voire aux premiers primates.

Le fossile se trouvait en Chine centrale, près du fleuve Yangtzé. Il s’agit d’un squelette de primate quasi complet, le plus ancien connu : auparavant, seules quelques dents fossiles isolées datant de cette époque avaient été découvertes et les plus anciens squelettes étaient plus récents de sept millions d’années. Le nouveau fossile a été nommé Archicebus achilles, d’après le grec arche (signifiant le premier) et le latin cebus (signifiant singe). Le nom d’espèce, achilles, souligne la forme particulière de son talon, qui ressemble à ceux des anthropoïdes – la branche évolutive comprenant notamment les grands singes et les humains.

Le fossile a d’abord été scanné aux rayons X au synchrotron européen (ESRF, pour European Synchrotron Radiation Facility), à Grenoble. Selon Paul Tafforeau, un membre de la collaboration qui travaille sur cet instrument, il s’agit de la meilleure machine au monde pour l’imagerie de tels fossiles. Les paléoanthropologues ont ainsi extrait virtuellement le squelette de sa gangue rocheuse, c’est-à-dire qu’ils en ont reconstitué une image en trois dimensions. Ils ont alors pu l’analyser en détail et déterminer le mode de vie de l’animal, ainsi que sa place dans l’arbre évolutif.

Archicebus achilles vivait au début de l’Éocène, une époque chaude où une grande partie des terres était couverte de forêts tropicales. L'animal était minuscule, avec un corps d’environ sept centimètres et une queue de treize centimètres. Il ne pesait qu’une vingtaine de grammes, un peu moins que le plus petit primate actuel, le microcèbe pygmée de Madagascar (un lémurien).

Certains éléments anatomiques, tels la souplesse de son coude, ses longues jambes et son gros orteil opposable, suggèrent qu’il se déplaçait en bondissant de branches en branches. La forme et la taille de ses dents indiquent un régime constitué d’insectes. Il vivait le jour, comme le montre la taille de ses orbites – assez grandes, traduisant une bonne vision, favorable à la chasse, mais pas hypertrophiées comme celles des animaux nocturnes.

Pour déterminer sa place sur l’arbre évolutif des primates, les paléoanthropologues ont répertorié et comparé plus de 1000 caractères anatomiques, collectés sur 157 animaux. Archicebus achilles présente un mélange unique de caractères d’anthropoïdes et de tarsiers. Il appartiendrait à la même famille que ces derniers et serait né peu après la divergence avec les anthropoïdes.

X. Ni et son équipe pensent d’ailleurs qu’il ressemble à l’ancêtre commun des anthropoïdes et des tarsiers. Cet ancêtre serait donc de petite taille, et non pas grand comme les singes actuels, comme le croyaient certains paléoanthropologues. Archicebus achilles pourrait même être assez proche des premiers primates, qui auraient donc été petits, arboricoles et insectivores.

Source : Pour la Science du 06/06/2013

Sediba : cas unique de mélange des genres

Il grimpe aux arbres… mais peut déjà fabriquer des outils 200 000 ans avant Homo habilis ! Tel est Sediba, petit australopithèque découvert en 2008, dont l'analyse révèle à quel point il est tissé de caractères primitifs et humains.Retour en images sur un parfait exemple de bricolage évolutionnel.

Conservés à près de 50 %, les ossements trouvés dans la grotte de Malapa (Afrique du Sud) correspondent aux squelettes de deux australopithèques:une femelle entre 20 et 30 ans (à g. ) et un mâle d'environ 10 ans (à dr. ).

Les os d'Australopithecus sediba ont enfin parlé ! A peine trois ans après leur découverte par le paléoanthropologue américain Lee Berger, ces restes de deux australopithèques exhumés dans une grotte de Malapa (Afrique du Sud) font l'objet de pas moins de cinq études. Il s'agit d'un jeune mâle (MH1) entre 10 et 13 ans (8-9 ans actuels) et d'une femelle (MH2) de 20-30 ans, qui vivaient il y a 1,9 million d'années. Première surprise : "Sediba concilie des traits morphologiques très primitifs et une structure très avancée , s'étonne le chercheur de l'université de Witwatersrand (Johannesburg). Il serait une sorte d'intermédiaire entre Australopithecus et Homo . " Si un tel mélange de traits se retrouve chez de nombreux fossiles d'hominidés, Lee Berger n'aurait jamais imaginé "une combinaison aussi surprenante" , qu'il qualifie " d'unique chez les hominidés ". "La morphologie de Sediba est un bon exemple de bricolage évolutionnel" , résume son collègue Kristian J. Carlson. De cette étonnante mosaïque de caractères des genres Homo et australopithèque, mais aussi d'autres quasiment simiesques, voici tout de suite la démonstration… en images.

Un cerveau petit mais à la structure moderne

Cette reconstitution du cerveau de Australopithecus sediba réalisée par l'équipe de Paul Tafforeau du Synchrotron de Grenoble révèle qu'il est d'un volume proche de celui d'un grand singe (environ 420 cm³ ), soit 40 cm³ de plus que celui d'un chimpanzé (le cerveau humain mesure, lui, 1 350 cm³ ). Si les rainures qui séparent ses circonvolutions ont des caractéristiques typiquement simiesques, Kristian J. Carlson estime que l'endocrâne (autrement dit le moulage virtuel en 3D) " révèle une 'réorganisation neuronale graduelle' dans la partie située derrière les yeux, ce qui apparaît chez les australopithèques précédant Sediba et semble resurgir plus tard, chez Homo sapiens . Ce la paraît cohérent avec l'idée d'un Sediba qui ferait figure de transition entre Australopithecus et Homo , mais le lien est impossible à établir sans connaître mieux les cerveaux d' Homo habilis et d' Homo erectus primitifs.

Un australopithèque à la croisée des chemins. Parmi les hominidés, Sediba apparaît comme un mélange unique de caractères : il pourrait être une sorte d'intermédiaire entre Homo et Australopithecus .

A l'heure actuelle, on ne sait pas s'il est possible de parler d'un motif organisationnel intermédiaire, ni de déduire de cette réorganisation les capacités cognitives de Sediba ".

Lorsque les chercheurs comparent cet endocrâne du jeune mâle, Sediba MH1, avec ceux d'autres hominidés, ils retrouvent ce curieux mélange de caractères modernes et primitifs.

Ainsi, l'avant et la région latérale gauche du cerveau de Sediba se rapprochent davantage de celui d'un Homo sapiens que de celui d'autres australopithèques.

De forme encore primitive mais aussi humaine

La modélisation virtuelle du crâne du jeune Sediba MH1 révèle que ses dents sont déjà plus petites que celles des premiers australopithèques, et qu'elles présentent une dimension que l'on trouve chez certains membres primitifs du genre Homo . "La morphologie des canines et des incisives est très humaine, alors que la forme et le dessus des molaires rappellent celles des australopithèques" , souligne Lee Berger. De la femelle Sediba MH2, il ne reste que la mâchoire inférieure qui, elle aussi, présente déjà une taille réduite mais pas autant que chez la plupart des Homo. "Sa morphologie pourrait présenter un 'menton naissant', une caractéristique que l'on trouve d'habitude seulement chez les hommes modernes", explique Kristian J. Carlson.

Encore gracile mais déjà capable de fabriquer des outils

La main droite de MH2, la plus complète jamais trouvée chez un hominidé primitif, pose un problème aux paléoanthropologues. "Datée de 2 millions d'années, elle est capable de fabriquer des outils… plus de 200 000 ans avant Homo habilis , qui, lui, était doté d'une main plus primitive " , remarque Lee Berger. De quoi alimenter le débat sur la chronologie de l'évolution et la parenté avec le genre Homo.

Les doigts

Relativement courts et modérément courbés, ils pourraient laisser penser que Sediba était moins adapté à la locomotion arboricole que les premiers hominidés.

Le pouce

Plus long que celui d'un homme moderne, le pouce de Sediba est opposable. Et il était doté de muscles puissants qui, associés à une paume de type moderne, lui permettaient de saisir et de manipuler des objets avec plus de précision que ne l'autorise la musculature du pouce chez les chimpanzés, dotés, eux, de pouces relativement courts par rapport à leurs doigts pour attraper les branches ou marcher.

Les os de la paume (métacarpe)

Chez MH2, ils sont minces, ce qui est une caractéristique primitive. En revanche, leurs extrémités sont plus robustes que celles des autres australopithèques, mais aussi de bien des hominidés tardifs.

Le poignet

Les os du poignet de MH2 lui permettent de supporter des poids élevés et de porter ses outils. Son os scaphoïde (le dernier os en bas à droite) apparaît similaire à celui d'un homme, contrairement à celui d'un Homo habilis. En revanche, le capitatum (au milieu du poignet) et l'articulation entre le carpe et le métacarpe rappellent plutôt ceux des australopithèques.

Sans dimorphisme sexuel mais adapté à la marche debout

Avec son bassin en forme de bol, court et large comme celui des Homo , Sediba semble adapté à la marche et à la course tout en restant capable de se déplacer dans les arbres. "Mais au seul regard des caractéristiques humaines de son bassin, il est toutefois difficile de savoir si Sediba était plus adapté à la marche qu'à la vie arboricole " , explique Kristian J. Carlson.

Les grands os de la partie supérieure du bassin

Les os iliaques de Sediba ont l'orientation verticale de ceux des Homo et sont également plus robustes que ceux des Australopithecus dont ils ont la forme aplatie sur les côtés.

Le sacrum

Sa courbure est marquée, comme chez Homo. Mais il reste aussi primitif par la largeur de ses ailes latérales.

Les articulations sacro-iliaques

Elles sont d'assez petite taille, comme chez d'autres australopithèques et les Homo primitifs.

L'ischium, à l'arrière et en bas de l'os de la hanche

L'ischium est plus court que chez Australopithecus, ce qui le rapproche de celui de Homo.

Le pubis

Les branches supérieures des os pubiens de Sediba sont longues comme chez les australopithèques.

La symphyse pubienne

A la différence de celle des bassins modernes où se distinguent clairement les mâles et les femelles, celle-ci ne présente pas de dimorphisme sexuel.

Prévus pour grimper mais aussi pour courir

Le tibia

Perpendiculaires à la cheville, le tibia et les os qui l'entourent permettent à Sediba de marcher debout. Mais sa base, d'une robustesse simiesque, lui est également utile pour grimper aux arbres.

Le talus (articulations cheville-tibia)

Il rappelle à la fois Homo et certains australopithèques, tout comme une possible cambrure du pied nécessaire à la bipédie. La tête du talus, disproportionnée par rapport au corps, évoque le chimpanzé.

Le calcanéus (os du talon)

Gracile comme celui d'un chimpanzé, le talon de Sediba est même plus primitif que celui de Lucy, qui vivait près d'un million d'années plus tôt. Et pourtant, il porte la trace d'un tendon d'Achille qui, avec la cambrure du pied, est l'élément essentiel à la marche debout… et même à la course.

Source : Science et Vie du 26/10/2011

Origines de l’homme : Australopithecus sediba sème le trouble

Une équipe internationale vient de présenter l’anatomie d’Australopithecus sediba qui vivait en Afrique du Sud il y a deux millions d’années. Ancêtre direct du genre humain ou simple hominidé parmi tant d’autres ? Le débat resurgit parmi les paléoanthropologues.

Le drame s’est joué en quelques secondes, il y a deux millions d’années, dans le paysage de savane arborée de l’actuelle Afrique du Sud. Affolé, un groupe de mâles, de femelles et d’enfants australopithèques tente d’échapper à la pluie torrentielle… avant d’être entraîné, avec des hyènes et des antilopes, par un torrent de boue qui les précipite dans une grotte de 30 m de profondeur. Protégés par une épaisse couche de sédiments, leurs corps vont se fossiliser en quelques siècles, puis reposer là des milliers d’années. Avant que les mouvements de terrains ne les fassent remonter à la surface, puis que Lee Berger (paléoanthropologue à l’université sud-africaine de Witwatersrand) ne leur fasse retrouver la lumière !

Une découverte qui ne doit rien au hasard : « Il y a trois ans, j’ai eu l’idée d’utiliser Google Earth pour repérer des grottes et des trous dans une zone située à 50 km au nord-ouest de Johannesburg, déjà connue pour avoir livré des fossiles d’hominidés, raconte le chercheur. Cette région comprend, par exemple, les gisements de Sterkfontein, où a été découvert en 1924 le premier australopithèque connu, baptisé l’enfant de Taung. Et le 15 août 2008, je me suis rendu sur le site de Malapa, avec mon fils Matthew. C’est lui qui a repéré le premier australopithèque qui affleurait. »

C’est le point de départ d’une fouille et d’une étude fructueuses, conduisant, dès le mois d’avril 2010, à la création d’une nouvelle espèce d’hominidés : Australopithecus sediba, haut d’1,30m à l’âge adulte, qui rejoint dans notre tableau de famille les australopithèques africanus, afarensis, anamensis et bahrelghazali. Dernier apparu chronologiquement, Sediba est aussi le plus récent dans l’histoire évolutive des hominidés : les sédiments de Malapa ont été datés, à 3000 ans près, de 1,98 million d’années, alors que les autres australopithèques vivaient entre 4,2 et 2,5 millions d’années.

Un cerveau petit mais performant

À ce jour, alors que 50% seulement des fossiles ont été extraits du site, les paléontologues ont déjà exhumé 220 ossements appartenant à cinq individus au moins. Parmi eux, un jeune mâle âgé d’environ neuf ans, baptisé MH1, et une femelle d’une vingtaine d’années, appelée MH2, tous deux extraordinairement bien conservés. Avec, fait rare en paléoanthropologie, des restes de crânes associés au squelette locomoteur (fémurs, tibias, pieds, bassin, bras et mains)… Une aubaine pour l’équipe internationale de 80 (!) chercheurs qui analyse depuis deux ans ces fossiles. Les résultats, publiés dans la revue Science du 9 septembre 2011, sont à la hauteur des attentes.

Australopithecus sediba a en effet été examiné de la tête aux pieds, chacune des parties de son anatomie livrant son lot de révélations et de surprises. Ainsi, dans le plus grand secret, le crâne du jeune enfant (MH1) a été soumis, en février 2010, à l’intense rayonnement de l’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) de Grenoble. Cet accélérateur de particules permet d’obtenir une résolution exceptionnelle pour un fossile de grande taille, ici un crâne de 20 cm de diamètre… Et sans l’endommager, puisque les chercheurs n’ont pas besoin de séparer l’os de la gangue de pierre qui l’enserre.

Résultat : une image scanner d’une précision inégalée pour une boîte crânienne d’un ancêtre de l’homme, montrant des détails de 45 microns, c’est-à-dire moins que l’épaisseur d’un cheveu ! Or, en étudiant cette image de l’intérieur du crâne, dans lequel le cerveau a laissé son empreinte, les chercheurs ont tout d’abord calculé que son volume ne dépassait pas 420 cm3 (l’équivalent d’un pamplemousse), c’est-à-dire moins que celui des chimpanzés actuels. Mais surtout, que son organisation neuronale, révélée par sa forme, le rapprochait clairement du genre Homo. Avec en particulier un cortex frontal, siège des pensées les plus élaborées, bien marqué, et dont le lobe droit est un peu plus volumineux que le gauche.

Conclusion de Lee Berger et de son collègue Kristian Carlson, également de l’université de Witwatersrand : « Le cerveau de Sediba, bien que de petite taille, préfigure la réorganisation du cortex observée dans le genre Homo, avec en particulier un lobe frontal plus marqué que chez les autres hominidés. » Autre enseignement : la complexification du cerveau, associée à l’amélioration des performances cognitives et sociales, ne va pas forcément de pair avec l’augmentation de sa taille, comme on le pensait précédemment…

Une mosaïque de caractères

En fait, chaque portion des fossiles de Sediba a livré cet étonnant mélange de caractères, à la fois « archaïques » et « modernes », pour reprendre les termes des auteurs. La main, par exemple, possède un pouce long et opposable aux quatre autres doigts qui, eux, sont de petite taille. Idéal, selon les chercheurs, pour se saisir de pierres ou de baguettes de bois, et donc pour maîtriser la taille et l’emploi d’outils, comme le feront les Homo erectus… Mais dans le même temps, les insertions musculaires de la main sont encore très puissantes, ce qui indique que Sediba grimpait toujours aux arbres, comme nos cousins simiens. Même puzzle inattendu concernant le bassin : court et large comme celui des humains, il se rapproche aussi de celui des hominidés plus anciens par la forme des insertions musculaires entre le sacrum et la colonne vertébrale. Selon le Sud-Africain Job Kibii, chargé de l’étude, « on pensait qu’au cours de l’évolution, l’augmentation de la taille du cerveau des hominidés était allée de pair avec un élargissement du bassin, pour que le nouveau-né puisse passer lors de l’accouchement. Avec son tout petit cerveau et son large bassin, très humain, Sediba remet cette hypothèse obstétrique en cause ». Enfin, le pied et la cheville du fossile MH2, les plus complets jamais découverts pour un australopithèque, indiquent que Sediba pratiquait, en alternance avec le grimper aux arbres, une forme de bipédie différente de celle des humains, beaucoup plus chaloupée et coûteuse en énergie...

Un ancêtre direct du genre humain ?

Les auteurs de l’étude, Lee Berger en tête, en concluent que le petit australopithèque sud-africain est à l’origine de la lignée humaine, rien de moins : « C’est une forme de transition entre les derniers australopithèques et les premiers représentants attestés du genre humain, comme Homo erectus, qui apparaît il y a deux millions d’années. »

Principaux arguments : la réorganisation du cerveau à l’œuvre chez Sediba, « clairement humaine », et sa capacité supposée à utiliser les outils, grâce à ses doigts fins et son pouce opposable. Au passage, certains membres de l’équipe, comme Tracy Kivell du Max-Planck Institute de Leipzig (Allemagne), soulignent que la main de Sediba est plus apte au maniement d’outils que celle d’Homo habilis, hominidé apparu il y a 2,5 millions d’années en Afrique de l’Est. Sous-entendu : notre australopithèque fait un candidat plus recevable qu’H. habilis au titre d’ancêtre direct du genre Homo… De quoi faire réagir de nombreux spécialistes qui, tout en reconnaissant la richesse des fossiles de Malapa, trouvent que Lee Berger et ses collègues vont un peu vite en besogne ! Et ce, même si la place d’H. habilis sur notre arbre généalogique est débattue depuis longtemps. Et d’asséner, comme William Jungers de l’université de New York qui a vu les fossiles originaux : « La main de Sediba ne diffère en rien de celles des autres australopithèques. » Autre critique faite aux auteurs : aucun outil n’est associé aux fossiles dans le gisement de Malapa. Contrairement à Homo habilis, pour lequel ont été découverts des « choppers » (galets percutés offrant un bord tranchant), sur le site tanzanien d’Olduvai. Un artisan sans outils, voilà qui est pour le moins gênant…

Quant à la forme du cerveau, elle ne convainc pas non plus tout le monde. « Les auteurs ont comparé le crâne de Sediba avec trois australopithèques seulement, ce qui est insuffisant. Pour tenir lieu de preuve, il aurait fallu étudier tous les fossiles sud-africains de la même période », juge, dans la même édition de la revue Science, la paléoanthropologue Dean Falk (Florida State University). Enfin, l’âge récent d’Australopithecus sediba ne serait pas compatible avec son statut d’ancêtre des Homo erectus : « À 1,9 million d’années, il était contemporain des premiers H. erectus et n’a donc pas pu être leur ancêtre », argumente en substance Yves Coppens, co-découvreur de Lucy, une australopithèque afarensis qui vivait il y a 3,2 millions d’années en Éthiopie. Pas si simple, répond Paul Tafforeau (paléontologue à l’ESRF) qui a réalisé l’analyse du crâne MH-1, pourtant beaucoup plus prudent que ses collègues sud-africains sur la place de Sediba dans l’évolution : « Les spécimens découverts à Malapa étaient peut-être les derniers représentants d’une espèce déjà très ancienne. » Explication : l’espèce Sediba aurait très bien pu apparaître, au fil de l’évolution, il y a 2,5 millions d’années, et donner naissance, par exemple 500 000 ans plus tard, à une espèce proche du genre Homo… Sans que « l’espèce-mère » australopithèque ne disparaisse pour autant, comme cela s’observe souvent dans le monde vivant.

Qui croire ?

Derrière ces débats enflammés, c’est en fait la notion même d’espèce intermédiaire, sous-tendue par Lee Berger et ses collègues, qui pose problème. « Avec leur mosaïque de caractères, ces fossiles, aussi beaux soient-ils, n'éclairent pas vraiment la situation. Ce qui est logique, puisqu’on se situe près de la séparation entre les australopithèques et les Homo. Et rien ne permet d’affirmer que Sediba serait, plus qu’un autre, à l’origine de notre lignée, sauf à verser dans une chasse au scoop découlant des modes d'évaluation et de financement, de plus en plus marchands, de la recherche », analyse François Marchal, paléoanthropologue à l’université de la Méditerranée, à Marseille. Plutôt que d’espérer, à chaque découverte, « le » nouvel ancêtre de notre lignée, il faudra plutôt s’habituer à découvrir, à l’avenir, d’autres espèces ayant « expérimenté » certaines stratégies adaptatives comme la bipédie, la forme du cerveau, la longueur ou la finesse des doigts… Sans pour autant conclure que ces caractères, apparus en réponse aux défis posés par des environnements changeants, soient nécessairement spécifiques à l’espèce humaine.

Références :

Australopithecus sediba hand demonstrates mosaic evolution of locomotor and manipulative abilities, Tracy L. Kivell, Job M. Kibii, Steven E. Churchill, Peter Schmid, Lee R. Berger, Science, 9 September 2011.

The Endocast of MH 1, Australopithecus sediba, Kristian J. Carlson, Dietrich Stout, Tea Jashashvili, Darryl J. de Ruiter, Paul Tafforeau, Keely Carlson, Lee R. Berger, Science, 9 September 2011.

A Partial Pelvis of Australopithecus sediba, Job M. Kibii, Steven E. Churchill, Peter Schmid, Kristian J. Carlson, Nichelle D. Reed, Darryl J. de Ruiter, Lee R. Berger, Science, 9 September 2011.

The Foot and Ankle of Australopithecus sediba, Bernhard Zipfel, Jeremy M. DeSilva, Robert S. Kidd, Kristian J. Carlson, Steven E. Churchill, Lee R. Berger, Science, 9 September 2011.

Australopithecus sediba at 1.977 Ma and Implications for the Origins of the Genus Homo, Robyn Pickering, Paul H. G. M. Dirks, Zubair Jinnah, Darryl J. de Ruiter, Steven E. Churchill, Andy I. R. Herries, Jon D. Woodhead, John C. Hellstrom, Lee R. Berger, Science, 9 September 2011.

Source : UniversScience du 27/09/2011

Sediba, le « chaînon manquant » entre les Australopithèques et le genre Homo ?

L'étude d'un Australopithèque sud-africain suggère qu'il s'agit d'un stade évolutif précédant de très peu les premières espèces humaines.

Il y a du nouveau sur Australopithecus sediba, un Australopithèque découvert en 2008 dans la grotte de Malapa, en Afrique du Sud. Ses découvreurs viennent de réexaminer de près sa datation et sa physiologie, et en concluent qu'Australopithecus sediba pourrait être le chaînon manquant reliant les Australopithèques aux premiers représentants du genre Homo.

Les deux squelettes d'Au. sediba découverts avaient été datés entre 1,78 et 1,95 million d'années à partir des os d'animaux qui les entouraient. Lee Berger, de l'Université du Witwatersrand, et ses collègues sud-africains et australiens ont soigneusement analysé les strates sédimentaires entourant leurs deux fossiles. Après en avoir daté toutes les couches, ils ont pu restituer comment s'est constitué le « sarcophage sédimentaire » des fossiles : les sédiments entourant directement les deux Au. sediba de Malapa se seraient accumulés pendant une brève inversion du champ magnétique terrestre, laquelle peut être précisément datée ! Ainsi, les deux spécimens de Au. sediba datent de 1,977 million d'années.

Cela implique qu'Au. sediba précède de quelque 80 000 ans les premières espèces du genre Homo au statut humain et à l'ancienneté bien attestés, dont l'apparition est située vers 1,9 million d'années. Or l'examen des caractéristiques d'Au. Sediba lui confère un statut préhumain. Scruté aux rayons X à l'ESRF, le synchrotron européen à Grenoble, l'intérieur de la boîte crânienne du premier squelette, MH-1, un individu de 12 à 13 ans, revèle une grande proximité de forme avec un cerveau humain. Lorsqu'ils ont examiné le bassin de MH-2, une femelle adulte, les chercheurs ont relevé un surprenant mélange de caractéristiques archaïques et humaines. Si le bassin de l'Australopithèque de Malapa n'avait pas encore évolué pour laisser passer des nouveaux-nés au cerveau volumineux, les caractéristiques pelviennes nécessaires se profilaient déjà. De même, une main de MH-2, entièrement conservée, se révèle d'une construction peu adaptée pour l'escalade des arbres, mais facilitant la préhension précise, ce qui suggère que la production d'outils faisait partie du mode de vie d'Au. sediba. Ses pieds sont aussi clairement dotés de tendons d'Achille et d'un début de voûte plantaire – des caractéristiques bien humaines – alors qu'il a des talons simiesques.

Dans l'ensemble, l'impression qui se dégage est que l'Australopithèque de Malapa présente toutes les caractéristiques morphologiques qui, chez Homo rudolfensis et Homo ergaster – deux espèces d'hominidés datant de 1,8 millions d'années –, annoncent l'évolution vers Homo erectus, notre ancêtre probable. Tout cela suggère que les Australopithèques graciles dont l'évolution a produit le genre Homo ressemblaient beaucoup à Au. sediba.

Source : Pour la Science du 19/09/2011

Il s’appelle Sediba et cet australopithèque serait notre plus vieil ancêtre

Cet australopithèque « Australophithecus sediba », découvert en 2008 en Afrique du Sud pourrait être notre plus lointain ancêtre identifié. Il serait à l’origine du genre Homo selon cette série d’études de chercheurs de l’Université de Johannesbourg qui révèle de nouveaux détails sur le cerveau, le pelvis, la main et le pied de cet homininé primitif mais contemporain des premières espèces homo sur Terre. Ces découvertes montrent que Au. sediba possédait des caractéristiques modernes déjà proches de celles des humains et serait aujourd’hui le meilleur candidat parmi nos ancêtres possibles du genre Homo. Publiée dans l’édition du 9 septembre de la revue Science, cette étude jette un doute sur des théories de longue date portant sur l'évolution humaine.

Lee Berger, le directeur du projet, explique : « Les nombreux traits évolués que présentent le cerveau et le corps, ainsi que leur date plus ancienne, font de Au. sediba l'un des meilleurs candidats pour être un ancêtre de notre genre Homo, plus que les découvertes antérieures comme celle d'Homo habilis ». L'âge de ces fossiles a été fixé à il y a environ 1,977 millions d'années soit avant tous les autres fossiles connus, datés d’il y a 1,90 million d'années, le plus souvent attribués à Homo habilis ou Homo rudolfensis. Les ancêtres d’Homo erectus.

Au. sediba pourrait suggérer une nouvelle lignée, encore plus ancienne à l'origine de l’Homo erectus. Cette hypothèse est confirmée par l’étude des différentes parties découvertes en 2008, dans les grottes de Malapa, situées à une cinquantaine de km au nord-ouest de Johannesburg, soit la main la plus complète jamais retrouvée d'un homininé précoce, l'un des pelvis les plus complets jamais découverts et des parties tout à fait nouvelles du pied et de la cheville. Après avoir pu dater ces fossiles, d'il y a environ 1,977 million d'années, les chercheurs ont alors été surpris par des traits visiblement proches de Homo.

·         Le cerveau du jeune australopithèque, qui  devait avoir entre 10 et 13 ans, lors de son décès, scanné par l’installation décrite comme la plus puissante au monde pour les fossiles (l’European Synchrotron Radiation Facility ou ESRF) s’est révélé de forme humaine mais beaucoup plus petit que celui des espèces du genre Homo. Son étude contredit la théorie d'un grossissement progressif du cerveau au cours de la transition du genre Australopithecus à Homo pour appuyer plutôt une réorganisation des des neurones vers un lobe frontal de type plus humain.

·         Sur le pelvis, l’étude contredit l'idée qu'à l'origine le pelvis humain s'est modifié en réponse à une taille accrue du cerveau. Et comme pour la plupart des traits observés chez Au. sediba, le pied et la main de l'homininé montrent une combinaison intéressante d'éléments modernes et primitifs.

·         La main d'Au. sediba possédait un long pouce et des doigts courts, signes d'une préhension précise où la paume n'est pas impliquée, déjà un puissant système de flexion, ce qui suggère un déplacement dans les arbres et des caractéristiques, notent les chercheurs, qui suggèrent que Au. sediba avait déjà commencé à s'exercer à fabriquer des outils simples.

·         Le pied et la cheville révèlent que Au. sediba grimpait parfois aux arbres et avait un mode de locomotion bipède. L'articulation de la cheville est très proche de celle de l'homme estiment les chercheurs, avec la trace d'une voûte de type humaine et un tendon d'Achille bien défini mais en revanche le talon et le tibia sont du type de ceux des grands singes.

Cette combinaison de traits modernes et primitifs évoque l'image d'un ancêtre des espèces du genre Homo il y a deux millions d'années et, en particulier, de la première espèce qui soit reconnue du genre Homo, à savoir Homo erectus.

* homininés : ancêtres de l’Homo dans la lignée humaine depuis la séparation avec les chimpanzés.

Source : Santélog du 11/09/2011

Australopithèque semeur de trouble

Interview - Le paléoanthropologue Pascal Picq explique comment la découverte d’une équipe sud-africaine rend les débuts du genre humain de plus en plus flous.

Ce matin, la revue Science publie des articles décrivant une nouvelle espèce d’australopithèques découverte en août 2008 dans la région de Malapa, près de Johannesburg, par Lee Berger et Job Kibii de l’université de Witwatersrand, en Afrique du Sud. Les fossiles de deux individus - un jeune mâle d’environ 9 ans et une femelle - gisaient dans une couche géologique datée entre 1,977 et 1,98 million d’années. Les scientifiques ont baptisé cette espèce Australopithecus sediba. Pascal Picq, paléoanthropologue au Collège de France (1) commente cette découverte.

- Qu’ont trouvé vos collègues ?
Deux fossiles, un mâle adolescent et une femelle. La qualité des fossiles est remarquable avec des crânes partiellement conservés, des dents, mais aussi mains, jambes, bassins. Le crâne du jeune mâle a été observé à l’aide du synchrotron de Grenoble pour faire des images de sa paroi interne avec des détails de moins de 100 microns afin d’étudier l’anatomie du cerveau.

- A quoi ressemblaient-ils ?
Comparés aux australopithèques plus anciens - d’environ un million d’années comme Lucy ou Australopithecus afarensis - ils sont un peu plus grands, environ 1,30 m. Leur crâne abritait un cerveau plus volumineux que Lucy d’environ 440 cm³ à l’âge adulte. Leur squelette, en particulier les mains et le bassin, montre des caractères prouvant une bipédie plus affirmée et une meilleure dextérité.

- Les auteurs ont hésité entre les genres Homo et Australopithecus pour cette nouvelle espèce. Pourquoi ?
Leur hésitation est compréhensible car ces êtres présentent une mosaïque de caractères dont les uns penchent en faveur du genre Homo et les autres pour Australopithecus. Ainsi, le crâne est certes petit mais les reliefs du cerveau montrent un développement des parties frontales, pariétales et temporales, liées à l’empathie et à la cognition, plus proche du genre Homo. Cela montre qu’il peut y avoir une évolution cognitive sans changement de taille du cerveau. Les parties étudiées de la main montrent d’ailleurs que Sediba a gardé une capacité de locomotion dans les branches d’un arbre mais possédait aussi la précision requise pour fabriquer et manipuler les outils de pierre. Le bassin fait penser qu’ils marchaient beaucoup, voire couraient, dans la savane, avec une démarche moins chaloupée que Lucy.

- Ce mélange de caractères signifie t-il qu’il pourrait s’agir de l’espèce qui a donné naissance aux premiers Homo ?
Les auteurs de la découverte auraient pu la classer dans le genre Homo…

- Cette histoire semble de plus en plus confuse…
Le processus de spéciation est nécessairement «confus» au sens où la séparation claire - et l’infertilité - entre espèce mère et espèce fille n’émerge qu’à la fin du processus. Il y a deux millions d’années, des populations d’australopithèques au sens large, vivant en Afrique, soumises à la sélection naturelle, ont développé des adaptations : une bipédie plus affirmée, un cerveau plus complexe, des mains plus habiles… et ces caractères, à l’inverse de ce qu’on a longtemps cru, ne sont pas spécifiques de la lignée humaine. Et n’apparaissent pas en harmonie à la fois entre «espèces» et chez les individus d’une même lignée : c’est l’évolution en mosaïque. Il est possible qu’on ne puisse jamais trancher entre les différents candidats australopithèques possibles à l’origine du genre Homo. Ce type de controverse se retrouve pour les hominidés plus anciens (Toumaï et Orrorin) il y a 6 ou 7 millions d’années. Le classement des espèces - la systématique - fonctionne bien pour les espèces clairement séparées, mais elle est en difficulté pour saisir les processus de spéciation, lorsque les frontières entre espèces sont nécessairement plus floues. Il faut souligner que le débat autour d’Australopithecus Sediba n’a rien à voir avec notre séparation d’avec les ancêtres des gorilles et des chimpanzés, consommée il y a 6 millions d’années.

- Ces êtres si proches n’ont-ils pas donné naissance à des lignées aux destins radicalement différents ?
Si. Entre 2 millions et 1 million d’années avant nous, on observe d’un côté des espèces qui ont renforcé leur côté australopithèque, ce qui a fini avec les paranthropes, plus robustes, grands, dotés de mâchoires impressionnantes, utilisant des outils… mais avec de gros cerveaux eux aussi. Et de l’autre, la lignée humaine dont la caractéristique principale semble avoir été une grande plasticité comportementale et la bougeotte qui l’a conduit loin de son berceau africain, et, dès il y a 1,85 million d’années au moins, jusqu’en Géorgie (les Homo de Dmanissi). En moins de 100 000 ans, nos ancêtres directs ont creusé l’écart avec leurs cousins australopithèque par leur capacité à s’adapter à une vaste gamme de niches écologiques et à se libérer entièrement de la forêt. En termes évolutionnistes, les Homo ont réussi puisqu’ils existent toujours. Tandis que les australopithèques, qui ont tout de même persisté jusqu’à il y a un million d’années, ont probablement disparu sous la pression de changements dans l’environnement et de la double concurrence des Homo d’un côté et des babouins de l’autre.

(1) Pascal Picq, «Il était une fois la paléoanthropologie», Odile Jacob 2010

Source : Libération du 09/09/2011

Un australopithèque serait à l’origine du genre Homo

Des fossiles d'australopithèque d'Afrique du Sud présentent une combinaison unique de traits modernes.

Des chercheurs révèlent de nouveaux détails sur le cerveau, le pelvis, la main et le pied d'Australophithecus sediba, un hominine primitif qui a été contemporain des premières espèces du genre Homo sur Terre. Ces découvertes montrent que Au. sediba possédait des caractéristiques primitives mais aussi modernes proches des humains. Cette nature "mosaïque" fait que les chercheurs suggèrent maintenant que australopithèque sediba pourrait être le meilleur candidat parmi les ancêtres possibles du genre Homo.

Ces découvertes jettent un doute sur des théories de longue date portant sur l'évolution humaine, dont notamment l'idée qu'à l'origine le pelvis humain s'est modifié en réponse à une taille accrue du cerveau. De nouveaux indices suggèrent aussi que australopithèque sediba a pu fabriquer des outils.

Ces trouvailles, qui incluent la main la plus complète jamais retrouvée d'un hominine précoce, l'un des pelvis les plus complets jamais découverts et des parties entièrement nouvelles du pied et de la cheville, sont détaillées dans cinq études séparées. Cette recherche sur australopithèque sediba présente même un scan à haute résolution du crâne d'un hominine précoce, ainsi qu'un travail qui date à presque 2 millions d'années son site d'origine à Malapa, en Afrique du Sud, soit aux alentours de l'émergence du genre Homo.

Les cinq études paraissent dans l'édition du 9 septembre de Science, revue publiée par l'AAAS, l'association internationale pour la science à but non lucratif.

Lee Berger, le directeur du projet de l'Université du Witwatersrand à Johannesburg, en Afrique du Sud, explique ce que signifient ces nouvelles découvertes pour l'homme moderne. « Les nombreux traits évolués que présentent le cerveau et le corps, ainsi que leur date plus ancienne, font de australopithèque sediba l'un des meilleurs candidats pour être un ancêtre de notre genre Homo, plus que les trouvailles antérieures telles que celle d'Homo habilis ».

L'âge des fossiles a été déterminé à environ 1,977 million d'années, ce qui précède les premières apparitions de traits spécifiques au genre Homo parmi tous les fossiles connus. Jusqu'à présent, les fossiles datés de 1,90 million d'années, le plus souvent attribués à Homo habilis ou Homo rudolfensis, ont été considérés comme ancestraux à Homo erectus, l'ancêtre humain le plus ancien non contesté. L'âge plus élevé de ces fossiles d'australopithèque sediba soulève maintenant la possibilité d'une lignée distincte et plus ancienne à l'origine de Homo erectus.

« Science se réjouit de publier ces travaux qui apportent des données substantielles sur cette espèce qui a vécu à un moment important au cours de l'évolution humaine et qui est présentée pour la première fois dans le numéro du 9 avril 2010 » commente Brooks Hanson, rédacteur à la revue pour les sciences physiques. « Des fossiles d'humains précoces complets et bien préservés sont très rares, et Au. sediba offre maintenant un aperçu détaillé de certaines parties clés de son anatomie telles que la main et le pied qui sont rarement en bon état. »

Les grottes de Malapa, situées à une cinquantaine de km au nord-ouest de Johannesburg, ont fourni depuis des années un riche ensemble de fossiles d'hominines précoces. Elles font partie du site Berceau de l'Humanité reconnu comme un site de l'héritage mondial (World Heritage Site) et distingué pour sa signification à la fois physique et culturelle. L'an passé, Lee Berger et ses collègues avaient annoncé la découverte de vestiges d'un jeune mâle (MH-1) et d'une femelle adulte (MH-2) de Au. sediba retrouvés ensemble dans l'une de ces grottes.

Pour dater l'âge de ces fossiles, les chercheurs se sont tournés vers les sédiments dans lesquels ils ont été si bien conservés. Ces fossiles n'avaient pas bougé depuis leur immobilisation sur place et les chercheurs ont pu isoler des concrétions calcaires au-dessus et au-dessous d'eux. Sur ces roches environnantes, Robyn Pickering de l'Université de Melbourne à Victoria en Australie et ses collègues ont utilisé des techniques avancées de datation basées sur l'uranium et le plomb ainsi que sur le paléo-magnétisme mesurant le nombre d'inversions du champ magnétique terrestre.

« Ceci nous a permis de limiter le dépôt de ces concrétions avec australopithèque sediba à l'un de ces brefs épisodes du champ magnétique, l'évènement pré-Olduvai d'il y a environ 1,977 million d'années » écrit Pickering.

Cet âge élevé des fossiles a quelque peu surpris les chercheurs vu les traits visiblement proches de Homo que présentait déjà australopithèque sediba à l'époque.

Kristian Carlson de l'Université du Witwatersrand et ses collègues ont examiné un crâne partiel de MH-1 et en ont fait un moulage interne de l'espace qu'a occupé son cerveau.

« Le cerveau à l'intérieur du crâne ne se fossilise pas » précise Carlson. « En étudiant les marques portées par la face interne du crâne, les paléontologues ont néanmoins une possibilité de voir à quoi ressemblait la surface du cerveau. En quantifiant le volume contenu par le crâne, ils peuvent aussi estimer la taille du cerveau »

Selon les chercheurs, le jeune australopithèque devait avoir entre 10 et 13 ans, selon les critères de développement humain, lors de son décès.

« Le crâne exceptionnellement bien conservé de MH-1 a été scanné à l'European Synchrotron Radiation Facility, ce qui a permis de révéler son anatomie interne avec la plus grande précision et le plus grand contraste actuellement possibles » poursuit Carlson. « L'ESRF est l'installation la plus puissante au monde pour scanner les fossiles et donne la référence de ce que l'on peut faire au cours d'études non destructive de la structure interne des fossiles. »

Les chercheurs ont trouvé que le cerveau de ce jeune avait une forme de type humaine mais restait beaucoup plus petit que celui des espèces du genre Homo. La région orbito-frontale, celle directement derrière les yeux, montre des signes de réorganisation nerveuse, ce qui indique peut-être, selon les chercheurs, une restructuration vers un lobe frontal de type plus humain. Les résultats obtenus par Carlson remettent en cause la théorie d'un grossissement progressif du cerveau au cours de la transition du genre Australopithecus à Homo. Ils corroborent plutôt l'hypothèse alternative qui propose que la réorganisation des neurones de la région orbitofrontale a permis à australopithèque sediba d'évoluer tout en conservant un petit crâne.

Une autre étude portant sur un pelvis partiel de MH-2 va dans le même sens. Job Kibii de l'Université du Witwatersrand et ses collègues affirment que le pelvis chez le genre Homo n'a pu évoluer en réponse à une extension de la capacité crânienne. En fait, Au. sediba était déjà en train de développer un pelvis avec des caractéristiques modernes de type Homo alors que son crâne et son cerveau restaient petits.

« Il est clair que deux choses ont pu induire une évolution du pelvis dans notre lignée Homo » précise Steven Churchill de l'Université Duke à Durham, en Caroline du Nord, et l'un des co-auteurs de l'article. « La première est la locomotion bipède. Nous la voyons apparaître de plus en plus souvent entre six et deux millions d'années. La seconde est notre cerveau de grande taille. »

« Notre cerveau devait passer au travers du pelvis et des adaptations ont donc dû se faire » poursuit Churchill. « Ce qui est drôlement intéressant chez sediba c'est que son pelvis est déjà différent de celui des autres australopithèques alors qu'il a encore un petit cerveau ; Difficile d'imaginer alors qu'un changement dans la locomotion n'est pas derrière tout cela. »

Et comme pour la plupart des traits observés chez australopithèque sediba, le pied et la main de l'hominine montrent une combinaison intéressante d'éléments modernes et primitifs.

Il ne manque que quelques os au poignet et à la main de MH-2, ce qui en fait le fossile de main le plus complet connu chez un hominine précoce. Tracy Kivell de l'Institut Max Planck pour l'Anthropologie Evolutionniste à Leipzig en Allemagne et ses collègues ont étudié la main femelle d'Au. sediba et découvert qu'elle avait un puissant système de flexion, ce qui suggère un déplacement dans les arbres. La main possède toutefois un long pouce et des doigts courts qui sont le signe d'une préhension précise où la paume n'est pas impliquée. Il est peut-être même possible, notent les chercheurs, que Au. sediba ait déjà commencé à s'exercer à faire des outils.

« La main est l'un des éléments les plus caractéristiques de la lignée humaine et celle des grands singes est très différente » indique Kivell. « Les grands singes ont de longs doigts pour s'agripper aux branches ou pour se déplacer et donc un pouce relativement court qui rend difficile une préhension comme chez l'homme. »

« Au. sediba possède au contraire une main plus humaine avec des doigts plus courts et un très long pouce » poursuit Kivell. « Bien qu'il ait été doté en même temps de muscles très puissants pour la préhension. Notre équipe a considéré que cette main devait être capable de fabriquer et d'utiliser des outils tout en restant utile pour grimper et tout à fait apte à pratiquer une préhension précise de type humain. »

Ces découvertes ne signifient toutefois pas que Au. sediba ait été le seul hominine capable de faire des outils il y a environ deux millions d'années. L'Homo habilis ou « homme habile » était déjà présent mais sa main avait une structure très différente. Ces dernières données montrent cependant que différents hominines dotés de mains avec des morphologies distinctes ont pu co-exister et fabriquer des outils simples.

Finalement, une étude du pied et de la cheville de MH-1 et MH-2 révèle que australopithèque sediba grimpait probablement parfois aux arbres et avait un mode unique de locomotion bipède. Bernhard Zipfel de l'Université du Witwatersrand et ses collègues indiquent que la cheville de MH-2 est l'une des plus complètes jamais trouvées pour un hominine, et aucune cheville n'a en même temps été décrite avec des traits aussi primitifs et avancés.

« ...Si les os n'avaient pas été retrouvés ensemble, l'équipe aurait pu les décrire comme appartenant à des espèces différentes » précise Zipfel.

L'articulation de la cheville est largement comme celle de l'homme estiment les chercheurs, avec la trace d'une voûte de type humaine et un tendon d'Achille bien défini. Le talon et le tibia apparaissent toutefois du type de ceux des grands singes.

Cette combinaison de traits modernes et primitifs évoque l'image d'un hominine qui a permis de faire naître les diverses espèces du genre Homo il y a deux millions d'années. Seul le temps, et plus de recherches, diront exactement dans quelle mesure MH-1 et MH-2 étaient apparentés à notre lignée humaine.

« La confusion règne dans les fossiles des premiers Homo » ajoute Churchill. « De nombreux fossiles sont attribués à différentes espèces d'une manière contestable ou leur datation est très insuffisante ; australopithèque sediba possède plusieurs traits dérivés communs avec ceux du genre Homo. Si l'on devait faire une liste des traits partagés avec habilis, rudolfensis et sediba, celle de sediba serait la plus longue, et il semble donc se présenter comme un bon ancêtre pour la première espèce qui soit reconnue par tout le monde dans le genre Homo, à savoir H. erectus. »

Source : Planet-Techno-Science du 09/09/2011

Un petit ancêtre de l'homme doué de la tête et des mains

Le nouvel australopithèque sud-africain remet en cause l'origine du genre humain.

En explorant une grotte près de Johannesburg en 2008 avec son fils Matthew et son chien Taub, le paléoanthropologue sud-africain Lee Berger ne se doutait sûrement pas qu'il allait faire une découverte exceptionnelle qui est en passe de réécrire l'histoire des origines de l'homme. Pris dans la roche et parfaitement conservés depuis près de 2 millions d'années, les ossements découverts par son fils appartiennent à deux individus, probablement une mère et son fils, victimes d'une chute d'une dizaine de mètres dans l'une des nombreuses failles de cette formation calcaire.

D'après Lee Berger, qui les a baptisés Australopithecus sediba, ces deux fossiles étonnamment complets sont rien de moins que «les meilleurs ancêtres potentiels du genre humain, le genre Homo, bien plus que d'autres découvertes précédentes telles que Homo habilis».

Avant la découverte dans cette grotte de Malapa près de Johannesburg, le consensus voulait que le genre humain soit issu de l'évolution des australopithèques il y a plus de 3 millions d'années, dont la plus célèbre représentante est Lucy, codécouverte par Yves Coppens, puis des Homo habilis, capables d'utiliser des outils, pour arriver à l'ancêtre de l'homme moderne, Homo erectus, il y a 1,9 million d'années.

Pour le découvreur sud-africain, ses australopithèques seraient les ancêtres directs des Homo erectus, jetant aux orties des décennies de travail qui avaient installé Homo habilis à cette même place.

Cette idée révolutionnaire est très loin de faire l'unanimité dans la communauté des paléoanthropologues, mais tous les spécialistes reconnaissent l'importance exceptionnelle de la découverte faite par Lee Berger.

«Le problème de l'australopithèque sediba, c'est son âge, résume Jean-Jacques Hublin, professeur à l'institut Max Planck de Leipzig. Il n'a que 1,9 million d'années, ce qui est à peu près le même âge que les premiers Homo erectus qu'il aurait précédés.»

Synchrotron

«Je ne suis pas sûr que sediba soit le meilleur ancêtre potentiel du genre humain, explique Paul Tafforeau, scientifique au synchrotron ESRF de Grenoble qui a participé à l'étude du crâne, mais il reflète parfaitement la forme de transition entre les australopithèques et le genre Homo. Il a notamment de nombreux caractères évolués qui sont plus proches du genre Homo que des australopithèques. Le crâne est de petite taille, 420 cm3, soit proche de celui d'un chimpanzé, mais il montre en revanche une complexification de sa partie avant qui est remarquable.»

Le crâne du jeune mâle, âgé de 10 à 13 ans, est par chance particulièrement bien conservé, il ne manque que la paroi arrière, et grâce aux techniques mises au point ces dernières années par Paul Tafforeau au synchrotron grenoblois, les chercheurs ont pu travailler sans avoir à le dégager de sa gangue rocheuse, ce qui l'aurait immanquablement fragilisé. «Sans fausse modestie, nous avons avec l'ESRF à Grenoble, le meilleur synchrotron au monde pour l'étude des fossiles», précise le chercheur français.

Utiliser des outils

Les puissants faisceaux de rayons X du synchrotron ont permis de réaliser un scan très précis de l'intérieur du crâne, produisant un moulage virtuel du cerveau en 3D avec une résolution aussi fine que la taille d'un cheveu.

Cette empreinte montre que la structure de l'avant du cerveau, siège des pensées abstraites, est plus évoluée et plus complexe que chez les autres australopithèques, et se rapproche de ce côté de la forme des cerveaux humains.

Si le cerveau est plus évolué, l'agilité manuelle et la bipédie de sediba ne sont pas en reste. Les mains et les pieds des deux individus montrent également des caractères très avancés, jamais vus chez les australopithèques. «Les pouces sont plus longs alors que les autres doigts sont plus courts, explique Jean-Jacques Hublin, ce qui aide pour saisir des objets avec une meilleure précision.» Pour les chercheurs, avec ses pouces opposables, les australopithèques sediba étaient capables d'utiliser des outils, une aptitude que l'on pensait être auparavant l'apanage des Homo habilis.

En revanche, les avant-bras puissants et longs montrent que ces petits bipèdes (ils faisaient tout juste 1,27 m) étaient encore à l'aise pour grimper aux branches des arbres.

Pour la marche et la bipédie, c'est également un mélange de caractères avancés et d'autres plus anciens: les pieds ressemblent à ceux des grands singes, mais l'articulation des os de la cheville est proche de celle de l'homme.

«Par de nombreux aspects, l'australopithèque sediba présente une mosaïque de caractères primitifs et de caractères évolués qui le rendent tout à fait unique» , estime Paul Tafforeau.

3 questions à Yves Coppens

- Pourquoi la découverte de cet australopithèque sud-africain est-elle aussi importante ?

C'est tout d'abord une toute nouvelle espèce de préhumains, des anciens hominidés qui vivaient en Afrique du Sud, D'autre part, les deux squelettes découverts, un mâle et une femelle, sont assez jeunes, un peu moins de 2 millions d'années, mais beaucoup plus complets que Lucy, qui avait, elle, 3 millions d'années. Et ils sont extraordinairement bien con­­servés.

- Partagez-vous l'idée du découvreur sud-africain Lee Berger, qui pense qu'il s'agit d'ancêtres du genre humain ?

J'ai beaucoup de respect pour ce chercheur que je connais, ainsi que pour les travaux remarquables qu'il a publiés avec son équipe, mais je ne pense pas qu'il ait besoin d'évoquer une telle hypothèse. Ces deux australopithèques, sont trop jeunes, 2 millions d'années, et ont trop de différences avec les premiers Homo erectus, pour être leurs ancêtres.

- Où faut-il alors replacer cet Australopithecus sediba dans l'arbre des origines de l'homme ?

C'est, à mon sens, une évolution parallèle en Afrique du Sud à celle des premiers hommes, apparus en Afrique de l'Est, ce qui est en soi déjà passionnant. Les hominidés ont dû s'adapter pour faire face à la pression terrible des changements climatiques autour de 3 millions d'années. Des changements qui ont provoqué un très fort assèchement en Afrique et la diminution du nombre d'arbres au profit de la savane. En Afrique de l'Est, l'évolution a pris la forme de l'homme moderne, Homo habilis puis Homo erectus, avec une grosse tête et des mains habiles, et, en Afrique du Sud, l'évolution des australopithèques aurait abouti à ces nouveaux Australopithecus sediba, qui sont à la fois plus doués de la tête et des mains, mais qui n'ont pas eu la chance, à mon sens, de donner naissance au genre humain.

Source : Le Figaro du 09/09/2011

Australopithecus sediba brouille l'origine de l'Homme

Ce matin la revue Science a publié une série de quatre articles décrivant en détail une nouvelle espèce d’Australopithèque. Ils résultent de la mobilisation d'une équipe internationale de plus de 80 scientifiques d’Allemagne, des Etats-Unis, du Royaume-Uni, d’Australie, d’Afrique du Sud, de Suisse et de France pour étudier un fossile d'intérêt exceptionnel.

Cette découverte relance le débat scientifique sur l'origine du genre humain, comme l'explique ci-dessous le paléoanthropologue Pascal Picq, du Collège de France, dans une interview parue sous une forme condensée dans Libération ce matin.