[ Back to EurekAlert! ] Public release date: 8-Sep-2011
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American Association for the Advancement of Science

Un australopithèque serait à l’origine du genre Homo selon de nouvelles études

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

Ce communiqué est disponible en anglais.

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 Au. 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 Au. 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 Au. 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 Au. 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'Au. 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 Au. 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 Au. 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 Au. 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 Au. 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 Au. 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... Au. 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. »

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L'étude de Pickering et coll. a été financée par le South African Department of Science and Technology, le South African National Research Foundation, the Institute for Human Evolution, l'Université du Witwatersrand, le University of the Witwatersrand's Vice Chancellor's Discretionary Fund, la National Geographic Society, le Palaeontological Scientific Trust, la Fondation Andrew W. Mellon , la Fondation Ford, la Mission diplomatique américaine en Afrique du Sud, l'Ambassade de France en Afrique du Sud, les familles Oppenheimer et Ackerman et Sir Richard Branson.

L'étude de Carlson et coll. a été financée par le South African Department of Science and Technology, la South African National Research Foundation (notamment la African Origins Platform Initiative), l'Institute for Human Evolution (IHE), le Palaeontological Scientific Trust (PAST), la Fondation Andrew W. Mellon, l'AfricaArray Program, la Mission diplomatique américaine en Afrique du Sud, le Research Office of the University of the Witwatersrand et Sir Richard Branson.

L'étude de Kibii et coll. a été financée par le South African Department of Science and Technology, la South African National Research Foundation, l'Institute for Human Evolution, Université du Witwatersrand, l'University of the Witwatersrand's Vice Chancellor's Discretionary Fund, la National Geographic Society, le Palaeontological Scientific Trust, la Fondation Andrew W. Mellon , la Fondation Ford , la Mission diplomatique américaine en Afrique du Sud, la Mission diplomatique américaine en Afrique du Sud, la Fondation A.H. Schultz, the Ray A. Rothrock '77 Fellowship et l'IRTAG of Texas A&M University, les familles Oppenheimer et Ackerman et Sir Richard Branson.

L'étude de Zipfel et coll. a été financée par le South African Department of Science and Technology, la South African National Research Foundation, l'Institute for Human Evolution, l'Université du Witwatersrand, l'University of the Witwatersrand's Vice Chancellor's Discretionary Fund, la National Geographic Society, le Palaeontological Scientific Trust, la Fondation Andrew W. Mellon , la Fondation Ford, la Mission diplomatique américaine en Afrique du Sud, l'Ambassade de France en Afrique du Sud, la Fondation Leakey, les familles Oppenheimer et Ackerman et Sir Richard Branson.

L'étude de Kivell et coll. a été financée par le South African Department of Science and Technology, le South African National Research Foundation, the Institute for Human Evolution, l'Université du Witwatersrand, le University of the Witwatersrand's Vice Chancellor's Discretionary Fund, la National Geographic Society, le Palaeontological Scientific Trust, la Fondation Andrew W. Mellon , la Fondation Ford, la Mission diplomatique américaine en Afrique du Sud, l'Ambassade de France en Afrique du Sud, les familles Oppenheimer et Ackerman et Sir Richard Branson.

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