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Public release date: 19-Jun-2014

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Des crânes associant traits néandertaliens et primitifs révélateurs de l'évolution humaine

Des crânes d'une grotte en Espagne présentent un mélange de traits néandertaliens et plus primitifs, suggérant une évolution par étapes des caractères néandertaliens

Ce communiqué est disponible en anglais.

Des chercheurs qui étudiaient un ensemble de crânes retrouvés dans une grotte en Espagne y ont identifié des traits dérivés des Néandertaliens et d'autres associés à des humains plus primitifs. Ce « motif en mosaïque » étaye une théorie de l'évolution de l'homme de Néandertal qui suggère qu'il a présenté ses caractéristiques séparément et à différentes époques et non d'un seul coup. Avec ces nouvelles données issues du site de la Sima de los Huesos, du nom de la grotte espagnole hébergeant les fossiles, les scientifiques ont pu mieux comprendre l'évolution des hominines au cours du Pléistocène moyen, période au cours de laquelle cette évolution a été débattue.

« Le Pléistocène moyen a correspondu à une époque d'environ un demi-million d'années au cours de laquelle l'évolution des hominines n'a pas été un processus lent et tranquille de changements où un seul type d'hominine a abouti à l'homme de Néandertal classique » précise l'auteur Juan-Luis Arsuaga, professeur de paléontologie à l'Université Complutense de Madrid.

« Avec les crânes que nous avons trouvés, ajoute le co-auteur Ignacio Martinez, professeur de paléontologie de l'Université d'Alcalá, il a été possible de caractériser pour la première fois la morphologie crânienne d'une population humaine de l'Europe du Pléistocène moyen ».

Il y a environ 400 à 500 000 ans, au cœur du Pléistocène, des humains archaïques se sont séparés des autres groupes vivant en Afrique ou en Asie de l'Est pour s'établir finalement en Eurasie où les caractéristiques qui allaient définir la lignée néandertalienne sont apparues. Des centaines de milliers d'années plus tard, l'homme moderne, apparu en Afrique, s'est aussi installé en Eurasie. Il s'est mélangé avec les Néandertaliens, mais il y a eu une incompatibilité pour la reproduction. Ceci explique que l'homme moderne ait finalement remplacé les Néandertaliens.

Le degré de divergence entre l'homme moderne et celui de Néandertal sur une période aussi courte a surpris les chercheurs. Pourquoi ce dernier s'est-il différencié aussi vite des autres hominines ? Quels types de changements a-t-il subi ?

Pour répondre à ces questions, ils avaient besoin d'une image précise des populations européennes d'il y a 400 000 ans, au début de la lignée néandertalienne. Cela a été difficile à obtenir cependant, car les fossiles européens sont isolés, dispersés et correspondent de plus à des époques différentes. Les vestiges du site de la Sima de los Huesos sont toutefois à part.

« Ce qui rend le site de la Sima de los Huesos unique, précise Arsuaga, est l'accumulation extraordinaire et sans précédents de fossiles d'hominines qui s'y trouve, rien de tel n'a jamais été découvert pour une espèce d'hominine disparue, y compris celle de Néandertal ».

« Le site a été fouillé sans discontinuer depuis 1984, reprend Martinez, et trente ans plus tard nous avons recueilli près de 7 000 fossiles humains correspondant à toutes les régions du squelette d'au moins 28 individus. Cette collection extraordinaire de fossiles inclut 17 crânes fragmentés, dont beaucoup sont tout à fait complets ».

Ces 17 crânes appartiennent à une seule population d'une espèce d'hominine fossile. Certains avaient déjà été étudiés mais sept sont présentés ici pour la première fois, et six sont les plus complets jamais trouvés. Avec ces échantillons intacts à leur disposition, les chercheurs ont fait des progrès dans la caractérisation de leurs traits distinctifs.

Ce travail a aidé à étayer une hypothèse sur l'évolution néandertalienne, celle du modèle de l'accrétion selon laquelle les Néandertaliens ont acquis leurs traits caractéristiques à différents moments et non d'une façon linéaire.

« Pendant des décennies, la nature du processus évolutif qui a donné naissance aux Néandertaliens a été débattue, explique Martinez, et une question importante dans ces discussions était de savoir si le « processus de néandertalisation » a impliqué toutes les parties du crâne dès le début ou si, au contraire, diverses étapes ont porté sur différentes parties du crâne au cours du temps ».

Les échantillons étudiés par les chercheurs montrent des traits néandertaliens sur la face et les dents mais pas ailleurs. La boîte crânienne voisine, par exemple, présente encore des traits associés à des hominines plus primitifs.

« En nous basant sur la morphologie, nous pensons que les gens de la Sima faisaient partie du clade de Néandertal, note Arsuaga, bien qu'ils ne soient pas forcément les ancêtres directs des Néandertaliens classiques ». Ils appartenaient à une lignée européenne précoce qui a inclus les Néandertaliens mais plus primitive que les représentants plus tardifs du Pléistocène.

Point crucial, beaucoup de traits liés à l'homme de Néandertal relevés par les chercheurs étaient en rapport avec la mastication. « Il semble que ces modifications étaient liées à un usage intensif des dents frontales, précise Arsuaga, les incisives présentent une grande usure comme si elles avaient été utilisées comme une « troisième main », ce qui est typique des Néandertaliens ».

Le travail d'Arsuaga et ses collègues suggère que la modification de la face a été la première étape dans l'évolution de l'homme de Néandertal. Ce « motif en mosaïque » cadre bien avec ce que prédit le modèle de l'accrétion.

« Une chose qui m'a surpris au sujet des crânes que nous avons étudiés, dit aussi Arsuaga, est combien les différents individus étaient similaires. Les autres fossiles de la même période géologique sont différents et ne correspondent pas au pattern de la Sima. Cela signifie qu'il y avait beaucoup de diversité entre les populations du Pléistocène moyen ».

Effectivement, d'autres Homo sapiens européens du Pléistocène moyen ne présentent pas l'ensemble de traits issus de l'homme de Néandertal observé dans ce groupe de fossiles. Il apparaît ainsi que plus d'une lignée évolutive ont coexisté en Europe au cours du Pléistocène moyen, celle de la Sima étant plus proche des Néandertaliens.

Arsuaga et son équipe ont été ravis de mener cette étude. « Trouver une seule dent est un grand succès pour tout autre site de cette époque, alors vous pouvez imaginer ce que c'est que de se mettre à reconstruire 17 crânes, dit-il, c'est comme d'avoir trouvé un trésor ».

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