Suivez-nous sur Twitter Suivez-nous sur Facebook VQ  velo.qc.ca 
Reportages

Origines de l'humanité: le mystère des nouveaux fossiles

Par Marine Corniou - 24/11/2016


L’histoire de l’humanité est bien plus complexe qu’on ne le pensait. Les paléoanthropologues s’arrachent les cheveux en essayant d’intégrer de nouveaux cousins à notre arbre généalogique. Doit-on réécrire nos origines?

Le 10 septembre 2015. Sous les applaudissements et les crépitements incessants des flashs des journalistes, Lee Berger et ses collègues dévoilent leur dernière trouvaille : un squelette presque complet appartenant à « une nouvelle espèce du genre humain ». Il semble combiner des traits à la fois primitifs et modernes. Son nom ? Homo naledi, qui signifie « étoile » en sesotho et fait référence à la grotte Rising Star, située en Afrique du Sud, où il a été découvert.

Cette grotte se trouve dans un secteur près de Johannesburg surnommé « Berceau de l’humanité », car il a livré le tiers des fossiles humains anciens. Il reste que la découverte du paléoanthropologue vedette de l’université Witwatersrand est exceptionnelle. Plus de 1 550 ossements, appartenant à une quinzaine d’individus de tous âges, ont été récupérés en rampant à 30 m sous terre. Il est rarissime de découvrir en un même lieu autant de fossiles, et de disposer à la fois des crânes et des os du reste du corps, en plusieurs exemplaires.

Surtout, Homo naledi n’est pas n’importe qui; il possède des pieds et des mains semblables à ceux des humains modernes, tout en ayant des phalanges courbes lui permettant de grimper aux arbres, et un crâne au volume réduit, rappelant celui des australopithèques.

Une bizarrerie sur l’arbre généalogique de nos ancêtres, d’autant plus inclassable que les scientifiques n’ont pas encore réussi à la dater (voir mise à jour ici). Homo naledi a-t-il vécu il y a 2 millions d’années, comme le suppose Lee Berger; ou beaucoup plus récemment, côtoyant les premiers hommes modernes ? S’agit-il vraiment d’une nouvelle espèce ? Ou plutôt d’une variation d’un de nos aïeux déjà connu – par exemple Homo erectus?

Pour l’instant, la découverte pose plus de questions qu’elle n’apporte de réponses.

Mais elle illustre brillamment le fait que la paléoanthropologie est loin d’être un long fleuve tranquille. Depuis une quinzaine d’années, les scientifiques ne cessent de revoir leurs scénarios, car de nouveaux venus débarquent régulièrement dans la vaste famille de nos ancêtres, sans que l’on sache vraiment où les positionner.

Qu’on en juge : rien qu’en 2015, en plus 
d’Homo naledi, une nouvelle espèce d’australopithèques a fait irruption en Éthiopie (Australopithecus deyiremeda); la découverte d’une mandibule a repoussé de 400 000 ans l’âge du premier représentant du genre Homo; et celle de pierres taillées au Kenya suggère que les premiers outils seraient apparus 700 000 ans plus tôt que ce qu’on pensait…

« Quand j’ai fait mon cours de paléontologie, dans les années 1990, c’était simple, se souvient Michelle Drapeau, professeure au département d’anthropologie de l’Université de Montréal. En gros, on avait les australopithèques, avec la branche éteinte des australopithèques robustes [qu’on appelle aujourd’hui paranthropes], puis apparaissaient Homo habilis, Homo erectus et Homo sapiens. L’accumulation récente de fossiles révèle que l’évolution humaine est en fait un tableau très complexe. »

Revenons sur les grandes lignes. D’abord, le règne des australopithèques, ces êtres dotés d’un petit crâne et d’une mâchoire proéminente, bipèdes à l’occasion, débute il y a 4 millions d’années. La famille de Lucy, trouvée en Éthiopie en 1974 et représentante la plus célèbre du groupe, s’est bien agrandie au fil des trouvailles des spécialistes. « Il y a probablement eu plusieurs lignées d’australopithèques. Lucy, par exemple, n’a pas grand-chose à voir avec Little Foot, un australopithèque d’Afrique du Sud qui est à peu près son contemporain », explique José Braga, paléoanthropologue à l’université Toulouse III – Paul Sabatier, en France.

Ensuite, il y a environ 2,5 ou 3 millions d’années, le climat change. L’Afrique s’assèche et les boisés font place à un environnement plus ouvert. « La grande famille des australopithèques va progressivement disparaître pour être remplacée par les premiers humains (genre Homo) et par les paranthropes qui disparaîtront à leur tour un peu avant un million d’années », résume José Braga.

Dans chacun de ces genres – Homo, Paranthropus et Australopithecus –, on dénombre plusieurs espèces, au même titre qu’il y a plusieurs espèces d’antilopes ou de bovins. Chacune a exploité sa propre niche écologique, avec ses préférences de régime alimentaire et d’habitat.

Là où les choses se compliquent, c’est que, pendant une certaine période (fort longue, entre 2,5 et 1 million d’années avant notre ère !), tout ce petit monde se côtoie. « À l’époque supposée d’Homo naledi, il y a environ 2 millions d’années, il y avait plein de monde en même temps : probablement plusieurs espèces d’australopithèques et de paranthropes, ainsi que des Homo habilis et des erectus », détaille à son tour Antoine Balzeau, chercheur au Muséum national d’Histoire naturelle à Paris.

Casse-têtes et controverses
Pas facile, dans ces conditions, de savoir qui a précédé qui dans l’arbre généalogique. Il semblait ainsi évident que les Homo habilis avaient précédé les Homo erectus, les seconds descendant des premiers. Or, deux fossiles, découverts en 2007 au Kenya, ont brouillé les pistes : ils auraient plutôt vécu à la même époque, se côtoyant pendant 500 000 ans. Un vrai casse-tête !

D’autant qu’il n’est pas toujours possible de dater les fossiles avec précision. Aussi, l’ajout de chaque nouveau rameau s’accompagne-t-il de son lot de controverses.

Prenez l’homme de Florès, ce « hobbit » trouvé en 2003 en Indonésie. On a d’abord cru qu’il s’agissait d’un homme moderne (Homo sapiens) qui s’était éteint il y a environ 12 000 ans. Sa petite taille (1 m) et son crâne réduit ont été tour à tour attribués à une microcéphalie ou à une maladie génétique; ou encore au fait qu’il vivait sur une petite île, un phénomène appelé « nanisme insulaire ».

Finalement, la découverte d’un nouveau fragment de mâchoire et de six dents sur l’île de Florès par des chercheurs japonais en 2014 a tranché la question : Homo floresiensis est une espèce d’hominine à part entière. Il serait un descendant d’Homo erectus.

Ces hominines, les premiers à avoir maîtrisé le feu, étaient des explorateurs qui ont conquis l’Asie, après avoir quitté l’Afrique, il y a plus de 1 million d’années. Les hommes de Florès étaient déjà présents sur l’île il y a 700 000 ans, et ils auraient rapetissé rapidement après leur arrivée dans cet environnement isolé, y coulant des jours paisibles pendant plusieurs centaines de milliers d’années.

D’autres fossiles, comme ceux d’Homo naledi, continuent toutefois de donner des maux de tête aux chercheurs. C’est le cas d’un crâne déformé découvert en 1999 sur les rives du lac Turkana, au Kenya, et âgé d’environ 3,2 à 3,5 millions d’années. N’entrant dans aucune « case », et n’appartenant visiblement ni au genre des australopithèques ni au genre Homo, on lui a créé un nouveau genre rien que pour lui, Kenyanthropus platyops. Un tour de passe-passe que plusieurs scientifiques critiquent, étant donné qu’on ne possède qu’un seul spécimen.

Citons également les ossements présentés en 2010 par Lee Berger (encore lui !). Il les a eux aussi trouvés en Afrique du Sud, dans la même région où il a repéré Homo naledi. Âgés d’environ 2 millions d’années, les squelettes sont ceux de créatures présentant une bipédie différente de la nôtre, plus « chaloupée » et coûteuse en énergie. Cet Australopithecus sediba avait un pied archaïque, un petit cerveau et se suspendait souvent aux branches, mais ses doigts fins et droits étaient presque ceux d’une main humaine. Pour Lee Berger, cette mosaïque de caractères, à la fois ancestraux et modernes, ferait le pont entre les australopithèques et les premiers hommes. Notre ancêtre direct, donc ?

« Il faut être prudent. On peut dire tout et son contraire sur la définition du genre Homo », avertit José Braga, dans le livre Origines de l’humanité : les nouveaux scénarios, paru en 2016.

Le chercheur, qui dirige un site de fouilles à Komdraai dans le berceau sud-africain de l’humanité, n’a pas la langue dans sa poche quand il parle de sa discipline. « La multiplication des noms d’espèces est une plaie en paléoanthropologie. Je suis parfois très gêné quand je vois le titre de certains articles. Les découvertes sont extraordinaires, mais les interprétations sont souvent trop rapides », déplore-t-il en entrevue. Selon lui, Homo naledi n’est d’ailleurs probablement qu’une variante d’Homo erectus, ce qui n’enlève rien à son charme (mais qui aurait peut-être rendu sa découverte moins spectaculaire).

Qui est « Homo » ?
Il faut dire que différencier un hominine d’un autre n’est pas chose aisée, surtout lorsqu’on ne dispose que d’une molaire égarée, d’un os de pied ou d’un fragment de crâne. « Il y a longtemps, on considérait que la particularité du genre Homo était un gros cerveau. Puis, dans les années 1960, on a découvert Homo habilis qui utilisait des outils, mais avait un petit crâne, et on a voulu l’inclure dans la famille, indique Michelle Drapeau. Les règles sont devenues plus floues, surtout lorsqu’on recule dans le temps. Les deux traits qu’on retient aujourd’hui pour définir un hominine, c’est la modification de la dentition et la bipédie. »

Ça tombe bien, les dents sont dures et se conservent mieux que tout le reste. « Les grands singes ont de petites molaires, ainsi que de grandes incisives et canines, qui leur permettent de croquer dans des fruits durs. Chez les hominines, les dents de devant deviennent plus petites, et les molaires beaucoup plus grandes. De quoi mâcher ou broyer des aliments fibreux, comme de l’herbe et des tubercules », explique la chercheuse.

La bipédie, elle, se lit dans l’architecture du squelette : la forme du bassin, des pieds, du fémur, ou encore la position centrale du trou occipital (orifice du crâne par lequel passe notamment la moelle épinière).

Seulement voilà : les différences entre deux espèces sont souvent subtiles et, au sein d’une même population, les squelettes peuvent varier. Il suffit de tomber sur les os d’un homme ou d’une femme, par exemple, ou sur ceux d’un costaud ou d’un malingre, et l’interprétation peut changer.

Pourquoi alors ne pas simplifier les choses ? Toutes les espèces d’Homo connues (Homo habilis, ergaster, georgicus, rudolfensis, etc.) ne formeraient en fait qu’un seul et même groupe : Homo erectus. L’idée a été proposée en 2013, dans un article publié par la revue Science, décrivant des restes humains trouvés sur le site de Dmanisi, en Géorgie. Les fossiles en question, appartenant à cinq individus dénichés côte à côte, montrent en effet une grande variabilité morphologique. Taille du cerveau, arcades sourcilières, forme des mandibules: les cinq comparses, ayant vécu il y a 1,8 million d’années, ne se ressemblent pas tant que ça. S’ils avaient été trouvés à différents endroits, il y a fort à parier qu’on aurait vu là plusieurs espèces…

« Certains chercheurs contestent le fait que ces individus aient vécu au même moment. Il pourrait y avoir eu une redéposition (par exemple par une rivière) d’os provenant de couches géologiques différentes. Mais cela ouvre la porte au fait qu’il y a peut-être une plus grande variabilité intra-espèce que ce qu’on pensait », nuance Michelle Drapeau.

Le buisson de l’évolution
Alors, qui a raison ? Doit-on simplifier l’arbre ou, au contraire, le faire buissonner davantage ? Une chose est sûre : l’évolution n’a pas été linéaire.

« Traditionnellement, on rangeait les espèces les unes après les autres, avec un grand-père, un père, un fils, etc. Avec l’idée qu’une espèce se transformait subitement en une autre, dit Antoine Balzeau, spécialiste de la morphologie des hommes préhistoriques. En fait, quand un couple donne naissance à un enfant, il ne disparaît pas instantanément. Il vit aux côtés de sa descendance quelque temps. C’est pareil avec nos ancêtres; il y a eu beaucoup de branches parallèles. »

Heureusement, plus on avance dans le temps, plus les choses se clarifient, notamment grâce aux progrès inouïs des technologies de séquençage génétique. « Notre sous-espèce, Homo sapiens, est née en Afrique il y a entre 100 000 et 200 000 ans. Elle a migré sur tous les continents à des périodes très différentes et elle s’est aussi métissée de-ci, de-là, avec ceux qui étaient déjà sur place, comme Neandertal », raconte José Braga.

Souvenons-nous de la surprise suscitée en 2010 par le décryptage d’un génome de Néandertalien vieux de 40 000 ans, par une équipe internationale sous la direction du généticien suédois Svante Pääbo. Sa conclusion a eu l’effet d’une bombe : nos ancêtres et les hommes de Neandertal, qui se sont éteints il y a 30 000 ans, ne se sont pas seulement côtoyés, ils se sont aussi mélangés, donnant naissance à des hybrides fertiles. Si bien que, aujourd’hui, tous les non-Africains ont encore en eux de 1 % à 4 % de gènes légués par Neandertal (le métissage ayant eu lieu en Europe, après la sortie d’Afrique des premiers sapiens).

Et ce n’est pas tout. Quelques mois plus tard, l’équipe de Svante Pääbo séquençait de l’ADN extrait d’une minuscule phalange, trouvée dans la grotte de Denisova en Sibérie et datant de 30 000 à 50 000 ans. Encore une fois, on est tombé de haut : il ne s’agissait ni d’un os de Neandertal ni de celui d’un humain moderne. En fait, l’équipe venait de mettre le doigt sur une nouvelle espèce, l’homme de Denisova, qui partage des racines communes lointaines avec les Néandertaliens et les humains actuels.

Lui aussi se serait éteint il y a 30 000 ans et a laissé des gènes en héritage. Mais cette fois, on ne les retrouve que chez les habitants de Papouasie–Nouvelle-Guinée et autres Mélanésiens. À croire que ces Denisoviens étaient bien plus répandus dans le passé et que certains de leurs descendants ont même atteint les îles du Pacifique. Ces gènes ancestraux leur auraient conféré un avantage (peut-être immunitaire) et auraient été conservés.

Ainsi, les génomes actuels gardent en mémoire les signes des pérégrinations passées. Trois articles parus dans Nature en septembre 2016, portant sur 787 génomes issus de 270 populations actuelles, dont des Papous et des Aborigènes australiens, suggèrent d’ailleurs que nos ancêtres africains avaient déjà commencé à se séparer en différents groupes il y a 200 000 ans. Un puzzle complexe jusqu’au bout, donc.

Si les données paléogénétiques et les autres techniques d’analyse, comme l’imagerie de précision, offrent déjà un nouvel éclairage sur nos origines, les paléoanthropologues comptent surtout sur de nouvelles découvertes fossiles, aussi riches que celle d’Homo naledi, pour lever le voile sur l’incroyable épopée des hominines.

Et il y a de l’espoir : « Les scientifiques comme Lee Berger se donnent les moyens de faire des recherches exhaustives. Et il y a encore tout un potentiel inexploité au Proche-Orient », rappelle Antoine Balzeau. De quoi venir grossir les rangs des quelque 6 000 individus ancestraux dont on a retrouvé tantôt une dent, tantôt un squelette entier. Tous nous aideront à démêler le fil de notre histoire familiale, faite de nombreux méandres et d’impasses oubliées.

 
Comment date-t-on un fossile d’hominine?

La célèbre datation au carbone 14 n’est souvent d’aucune aide en paléoanthropologie, puisqu’elle est inutilisable sur des objets ayant plus de 50 000 ans.

Heureusement, d’autres éléments, comme le potassium 40, qui persistent bien plus longtemps à l’état radioactif (jusqu’à un milliard d’années), permettent de dater non pas les os directement, mais les dépôts de roches dans lesquels ils sont enfouis.
« En Afrique de l’Est, il y a eu beaucoup d’éruptions volcaniques, et l’on trouve à intervalles réguliers, dans les strates géologiques, des couches de cendres riches en potassium, que l’on peut dater », explique Michelle Drapeau qui dirige justement des fouilles en Éthiopie, sur un terrain vieux d’environ 4 millions d’années.

En Afrique du Sud, c’est une autre paire de manches. Là-bas, point de cendres, mais plutôt un réseau complexe de grottes étagées qui se sont successivement effondrées, bouchées et reformées naturellement. Les sédiments y sont donc difficiles à interpréter. « Mais on réussit de mieux en mieux, à dater les galets associés aux fossiles ainsi que les stalactites et les stalagmites », explique le paléoanthropologue français José Braga.

Grâce à de nouvelles techniques (la spectrométrie de masse par accélérateur, notamment) qui permettent de détecter d’infimes traces d’éléments radioactifs sur de tout petits échantillons, la palette des radioéléments mesurables s’est élargie. On emploie certains éléments dits « cosmogéniques », rendus radioactifs sous l’effet du rayonnement cosmique (un mélange de particules très énergétiques qui circulent dans l’espace) et qui se retrouvent piégées dans les sédiments. C’est le cas du béryllium 10 qui a permis de dater notre plus vieil ancêtre, Toumaï, en 2008. Quant à Homo naledi, les chercheurs le scrutent en ce moment même à l’aide de différentes techniques pour tenter d’obtenir un consensus sur son âge.

Affaire à suivre !
 
Nos ancêtres les singes

Il est long, le chemin qui mène jusqu’à nous. Les chercheurs pensent que les premiers primates sont apparus il y a environ 55 millions d’années. Le fossile d’Ida, découvert en Allemagne, a fait les manchettes en 2009. Cette sorte de lémurien, âgé de 47 millions d’années, est le plus vieux primate connu.

Il y a 35 millions d’années, les premiers singes « modernes » font leur apparition. Mais sans surprise, les fossiles sont rares… Quant au plus vieil hominine, Toumaï, il a été découvert en 2001 par le Français Michel Brunet au Tchad. De ce Sahelanthropus tchadensis, nous n’avons retrouvé qu’un fémur et un vieux crâne écrabouillé. « Toumaï était bipède et il est daté d’environ 7 millions d’années, explique Michelle Drapeau, professeure au département d’anthropologie de l’Université de Montréal. Cela indique que la branche des hominines et celle des chimpanzés se sont séparées il y a 7 ou 8 millions d’années. » Un coup de vieux d’au moins 2 millions d’années, puisque l’on situait cette rupture à environ 5 millions d’années !

Vient ensuite Orrorin tugenensis, ou homme du millénaire, âgé de 6 millions d’années et découvert au Kenya. Puis Ardipithecus ramidus (4,4 millions d’années) que l’on connaît relativement bien : en octobre 2009, Science a publié une description complète de 110 ossements de 36 individus de cette espèce découverts en Éthiopie par une équipe de l’université de Californie.
 
Hominidés : groupe comprenant tous les grands singes actuels et passés (humains, chimpanzés, gorilles, orangs-outans et leurs ancêtres).

Hominines ou homininés : groupe comprenant les humains modernes et leurs ancêtres immédiats (incluant les genres Homo, Australopithecus, Paranthropus et Ardipithecus).

 


Afficher tous les textes de cette section