Le crâne d’Ardi reconstruit numériquement, une femelle de l’espèce Ardipithecus ramidus, est exposé avec les os de la main de la créature et une conception d’artiste de ce à quoi Ardi aurait ressemblé. Gen Suwa, de l’Université de Tokyo, a dirigé la reconstruction du crâne à partir de scans micro-CT des os, tandis que l’artiste Jay Matternes a mis de la chair et de la fourrure sur les os de la créature.
(Primary Pictures Inc./Science/Discovery Channel)
Par Robert Sanders, Media Relations | 01 octobre 2009
BERKELEY – Près de 17 ans après avoir arraché la dent fossilisée d’un nouvel ancêtre humain dans un désert de cailloux en Éthiopie, une équipe internationale de scientifiques a annoncé aujourd’hui (jeudi 1er oct. 1) annoncé leur reconstruction d’un squelette partiel de l’hominidé, Ardipithecus ramidus, qui, selon eux, révolutionne notre compréhension de la phase la plus ancienne de l’évolution humaine.
Sur la piste de nos ancêtresUne Q&A avec . paléoanthropologue Leslea Hlusko
La revue Science nomme la découverte d’Ardi sa percée de l’année (17/12/09)
Le squelette féminin, surnommé Ardi, est âgé de 4.4 millions d’années, soit 1,2 million d’années de plus que le squelette de Lucy, ou Australopithecus afarensis, le plus célèbre et, jusqu’à présent, le plus ancien squelette d’hominidé jamais découvert. Les hominidés sont toutes les espèces fossiles plus proches des humains modernes que des chimpanzés et des bonobos, qui sont nos plus proches parents vivants.
« C’est le plus ancien squelette d’hominidé sur Terre », a déclaré Tim White, professeur de biologie intégrative à l’Université de Californie à Berkeley et l’un des codirecteurs du Middle Awash Project, une équipe de 70 scientifiques qui a reconstitué le squelette et les autres fossiles trouvés avec lui. « C’est l’instantané le plus détaillé que nous ayons de l’un des plus anciens hominidés et de ce qu’était l’Afrique il y a 4,4 millions d’années. »
White et l’équipe publieront les résultats de leur analyse dans 11 articles du numéro du 2 octobre de la revue Science, dont Ardi fait la couverture. Ils ont annoncé leurs conclusions lors de conférences de presse tenues simultanément aujourd’hui à Washington et à Addis-Abeba, en Éthiopie.
Nouvelle vision des ancêtres des hominidés
Fossiles de la famille humaine : Chronologie Cette chronologie montre les fossiles sur lesquels se fonde notre compréhension actuelle de l’évolution humaine. Le nouveau squelette fossile d’Ardipithecus ramidus, surnommé Ardi, comble un grand vide avant le squelette de Lucy, Australopithecus afarensis, mais après la séparation de la lignée des hominidés de celle qui a conduit aux chimpanzés actuels. (Magazine Science)
La reconstitution par l’équipe du squelette de 4 pieds de haut et de l’environnement d’Ardi – une forêt regorgeant de perroquets, de singes, d’ours, de rhinocéros, d’éléphants et d’antilopes – modifie l’image que les scientifiques avaient du premier hominidé à surgir après que la lignée d’hominidés qui allait finalement conduire aux humains se soit séparée, il y a environ 6 millions d’années, de la lignée qui a conduit aux chimpanzés vivants.
Sur la base d’une analyse approfondie des os des pieds, des jambes et du bassin de la créature, par exemple, les scientifiques ont conclu qu’Ardi était bipède – elle marchait sur deux jambes – malgré le fait qu’elle avait les pieds plats et qu’elle était probablement incapable de marcher ou de courir sur de longues distances.
En partie, cette capacité primitive à marcher debout est due au fait qu’Ardi vivait encore dans les arbres, ont-ils dit. Elle avait un gros orteil opposable, comme les chimpanzés, mais n’était probablement pas aussi agile dans les arbres qu’un chimpanzé. Cependant, contrairement aux chimpanzés, elle aurait pu porter des objets tout en marchant debout sur le sol, et aurait été capable de manipuler des objets mieux qu’un chimpanzé. Et, contrairement à ce que de nombreux scientifiques ont pensé, Ardi ne marchait pas sur ses jointures, a précisé White.
« Ardi n’était pas un chimpanzé, mais elle n’était pas humaine », a souligné White, qui dirige le Centre de recherche sur l’évolution humaine de l’UC Berkeley. « Lorsqu’elle grimpait à quatre pattes, elle ne marchait pas sur ses jointures, comme un chimpanzé ou un gorille, mais sur ses paumes. Aucun singe aujourd’hui ne marche sur ses paumes. »
Le successeur d’Ardi, Lucy, était bien mieux adapté pour marcher sur le sol, ce qui suggère que « les hominidés ne sont devenus fondamentalement terrestres qu’au stade de l’évolution de l’australopithèque », a-t-il dit.
Sur la base des petites canines supérieures émoussées d’Ardi, l’équipe soutient également que les mâles de cette espèce n’adoptaient pas le même comportement de menace redoutable, avec les dents, que les chimpanzés, les gorilles et les orangs-outans. Au lieu de cela, ils devaient avoir une relation plus amicale, selon les scientifiques, ce qui implique que plusieurs couples liés par des paires vivaient ensemble dans des unités sociales. Il se peut même que les mâles aient aidé à rassembler la nourriture pour la partager.
« La nouvelle anatomie que nous décrivons dans ces articles modifie fondamentalement notre compréhension des origines humaines et du début de l’évolution », a déclaré l’anatomiste et biologiste de l’évolution C. Owen Lovejoy de l’Université d’État de Kent, un scientifique du projet. Dans un article de synthèse paru dans Science, Lovejoy écrit que ces comportements et d’autres « auraient considérablement intensifié l’investissement parental masculin – une adaptation révolutionnaire ayant des conséquences anatomiques, comportementales et physiologiques pour les premiers hominidés et pour tous leurs descendants, y compris nous-mêmes. »
Découvertes de fossiles antérieurs
Jusqu’à présent, le plus ancien squelette fossile d’un ancêtre humain était le squelette partiel de Lucy, vieux de 3,2 millions d’années, découvert dans la dépression de l’Afar en Éthiopie, près de Hadar, en 1974 et nommé Au. afarensis.
En 1992, cependant, alors qu’il arpentait un site ailleurs dans l’Afar, près du village d’Aramis, à 140 miles au nord-est d’Addis-Abeba, le scientifique Gen Suwa du Middle Awash Project a découvert une dent d’une créature plus primitive, plus d’un million d’années plus ancienne que Lucy. Après que d’autres fossiles de la créature ont été trouvés dans la région, provenant de quelque 17 individus, Suwa, White et le codirecteur du projet Berhane Asfaw ont publié la découverte dans la revue Nature en 1994.
Bien que ce premier article ait initialement placé de façon conservatrice la créature ressemblant à un chimpanzé dans le genre Australopithecus avec Lucy, l’équipe a ensuite créé un nouveau genre – Ardipithecus – pour l’hominidé en raison des caractéristiques nettement plus primitives des fossiles.
Après avoir rédigé leur premier rapport, les scientifiques ont continué à trouver d’autres fossiles d’Ar. ramidus dans la région d’Aramis. Un os de main découvert en 1994 par le scientifique du projet Yohannes Haile-Selassie, paléontologue et conservateur au Musée d’histoire naturelle de Cleveland, a finalement conduit l’équipe au squelette partiel maintenant connu sous le nom d’Ardi, qu’ils ont fouillé pendant trois saisons de terrain ultérieures. Le squelette était désarticulé et dispersé, et brisé en plus petits morceaux : 125 fragments de crânes, de dents, de bras, de mains, du bassin, de jambes et de pieds. En plus de ce squelette, la zone a livré un total de 110 autres spécimens catalogués représentant des parties du corps d’au moins 36 autres individus Ardipithecus.
Après avoir été excavés sur le site, les os ont été moulés et minutieusement retirés de leur enveloppe protectrice en plâtre dans le laboratoire d’Addis-Abeba, où ils ont ensuite été photographiés et reconstruits. Des scanners micro-CT ont été utilisés pour étudier l’anatomie interne et externe des os et des dents, et des microscopes électroniques à balayage ont été utilisés pour étudier la structure et les détails de surface. Les 5 000 coupes micro-CT du crâne brisé ont permis à l’équipe de le reconstruire sur ordinateur, puis de l' »imprimer » sur une imprimante stéréolithique en 3D à l’université de Tokyo. Un moulage du crâne d’Ardi, ainsi qu’une vidéo et des comparaisons, peuvent être vus dès maintenant dans l’exposition sur l’évolution humaine au deuxième étage du bâtiment des sciences de la vie de la vallée de l’UC Berkeley.
De nombreux scientifiques pèsent sur Ardi
En tout, 47 scientifiques de 10 pays ont contribué aux 11 articles de Science, fournissant des analyses détaillées des pieds, du bassin, des dents et de l’anatomie générale d’Ar. ramidus et des reconstitutions de la géologie et de la biologie de la région où Ardi vivait il y a 4,4 millions d’années. Deux des articles analysent plus de 150 000 fossiles de plantes et d’animaux – dont 6 000 fossiles de vertébrés catalogués individuellement – pour reconstituer les grands et petits mammifères et oiseaux de la région. Parmi eux, 20 espèces nouvelles pour la science, dont des musaraignes, des chauves-souris, des rongeurs, des lièvres et des carnivores.
La photo de couverture de Science du 2 octobre 2009 représente le squelette d’Ardi, un hominidé féminin datant de 4,4 millions d’années. Une équipe de recherche internationale a reconstitué le squelette à partir de 125 pièces fossiles découvertes dans le désert de la vallée de l’Awash moyen en Éthiopie. (Magazine Science) « Nous avons dû faire beaucoup de travail pour ramener ce monde à la vie, mais en fusionnant les informations sur le squelette avec les données sur la biologie et la géologie, nous nous retrouvons avec un instantané à très, très haute résolution du monde d’Ardi », a déclaré White. « C’était une enquête sur un cas très froid. »
Les tomographies de l’émail des dents, par exemple, ont révélé qu’Ardi était omnivore, ayant un régime alimentaire différent de celui des grands singes africains vivants, comme les chimpanzés, qui mangent principalement des fruits, et les gorilles, qui mangent principalement des feuilles, des tiges et de l’écorce. L’équipe suggère qu’Ardipithecus passait beaucoup de temps sur le sol à la recherche de plantes nutritives, de champignons, d’invertébrés et peut-être de petits vertébrés.
Ce n’est qu’un million d’années après Ardi que des hominidés comme Lucy ont pu s’étendre largement dans les savanes et développer les robustes dents prémolaires et molaires à l’émail épais nécessaires pour manger des graines et des racines dures. L’une de ces espèces a alors commencé à fouiller et à utiliser des outils en pierre pour dépecer des mammifères plus gros afin d’en tirer de la viande, « ouvrant la voie à l’évolution et à l’expansion géographique de l’Homo, y compris l’élaboration ultérieure de la technologie et l’expansion du cerveau », a déclaré White.
White a déclaré qu’Ardi, qui pesait probablement environ 45 kg, avait un cerveau proche de la taille des chimpanzés actuels – un cinquième de celui de l’Homo sapiens – et un petit visage. Les mâles et les femelles étaient à peu près de la même taille. L’absence de ressemblance de l’hominidé avec le chimpanzé ou l’homme moderne indique que le dernier ancêtre commun des singes et des humains ne ressemblait ni à l’un ni à l’autre, a-t-il dit, et que les deux lignées ont beaucoup évolué depuis leur séparation il y a 6 millions d’années.
White admet que la relation entre Ar. ramidus et les fossiles d’australopithèques que l’équipe a trouvés environ 80 mètres plus haut dans les strates du désert éthiopien est provisoire. Néanmoins, il a déclaré que l’espèce d’Ardi pourrait être l’ancêtre direct de l’espèce de Lucy, qui pourrait être l’ancêtre direct des humains modernes. Sans preuve fossile supplémentaire, cependant, relier les points de l’individu ou de l’espèce est hasardeux, a déclaré White.
« Ardipithecus ramidus n’est connu que de ce seul site productif en Éthiopie », a déclaré White. « Nous espérons que d’autres trouveront d’autres fossiles, en particulier des fossiles de la période de 3 à 5 millions d’années, pour tester cette hypothèse de descendance. »
Parmi les nombreux membres de l’équipe et coauteurs qui ont travaillé sur la série d’articles de Science, on trouve le géologue et codirecteur de l’équipe Middle Awash, Giday WoldeGabriel, du Los Alamos National Laboratory (LANL), Leslea Hlusko, professeur associé de biologie intégrative à l’UC Berkeley, et Paul Renne, directeur du Berkeley Geochronology Center et professeur adjoint de sciences de la terre et des planètes à l’UC Berkeley. Un grand nombre des 47 auteurs sont des professeurs, des postdocs, des étudiants et des anciens de l’UC Berkeley, ce qui reflète la force et la tradition de la recherche sur les origines humaines à l’UC Berkeley depuis un siècle.
L’effort de recherche sur le Middle Awash est soutenu par la National Science Foundation et l’Institut de géophysique et de physique planétaire de l’Université de Californie au LANL.
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