L’évolution humaine est étroitement liée à l’environnement et au paysage de l’Afrique, où nos ancêtres sont apparus pour la première fois.
Selon le récit scientifique traditionnel, l’Afrique était autrefois une idylle verdoyante de vastes forêts s’étendant d’un océan à l’autre. Dans ces habitats luxuriants, il y a environ 21 millions d’années, les premiers ancêtres des singes et des humains ont d’abord développé des traits, y compris une posture verticale, qui les distinguaient de leurs cousins singes.
Mais ensuite, selon l’histoire, les climats mondiaux se sont refroidis et séchés, et les forêts ont commencé à rétrécir. Il y a environ 10 millions d’années, les herbes et les arbustes qui étaient mieux à même de tolérer les conditions de plus en plus sèches ont commencé à envahir l’Afrique de l’Est, remplaçant les forêts. Les premiers hominidés, nos lointains ancêtres, se sont aventurés hors des vestiges de la forêt qui abritaient la savane couverte d’herbe. L’idée était que ce nouvel écosystème a poussé un changement radical pour notre lignée : Nous sommes devenus bipèdes.
Pendant longtemps, les chercheurs ont lié l’expansion des prairies en Afrique à l’évolution de nombreux traits humains, dont la marche sur deux jambes, l’utilisation d’outils et la chasse.
Malgré l’importance de cette théorie, les preuves croissantes de la recherche paléontologique et paléoclimatologique la sapent. En deux articles récentsnotre équipe multidisciplinaire de Kényans, Ougandais, Européens et Américain scientifiques a conclu qu’il est temps de rejeter enfin cette version de l’histoire de l’évolution.
Il y a dix ans, nous avons commencé ce qui, à l’époque, était une expérience unique en paléoanthropologie : plusieurs équipes de recherche indépendantes se sont réunies pour construire une perspective régionale sur l’évolution et la diversification des premiers singes. Le projet, baptisé REACHE, abréviation de Research on Eastern African Catarrhine and Hominoid Evolution, était basé sur la prémisse que les conclusions tirées de preuves dans de nombreux endroits seraient plus puissantes que les interprétations de sites fossiles individuels. Nous nous sommes demandé si les chercheurs précédents avaient oublié la forêt pour les arbres.
Les chimpanzés se déplacent avec une posture droite.
Un singe en Ouganda il y a 21 millions d’années
Sur la base du mode de vie des singes vivant aujourd’hui, les scientifiques ont émis l’hypothèse que les tout premiers ont évolué dans des forêts denses, où ils se sont nourris avec succès de fruitsgrâce à quelques innovations anatomiques clés.
Les singes ont un dos stable et droit. Une fois le dos à la verticale, un singe n’a plus à marcher sur le haut de petites branches comme un singe. Au lieu de cela, il peut saisir différentes branches avec ses bras et ses jambes, répartissant sa masse corporelle sur plusieurs supports. Les singes peuvent même se suspendre sous les branches, ce qui les rend moins susceptibles de perdre l’équilibre. De cette façon, ils peuvent accéder aux fruits poussant sur les bords des cimes des arbres qui, autrement, ne seraient disponibles que pour les espèces plus petites.
Mais ce scénario était-il vrai pour les premiers singes ? Un site vieux de 21 millions d’années à Moroto, en Ouganda, est devenu un endroit idéal pour enquêter sur cette question. Notre équipe REACHE y a découvert des dents et d’autres restes appartenant à Morotopithecus, le plus vieux singe dont les scientifiques ont trouvé des fossiles provenant du crâne, des dents et d’autres parties du squelette.
Deux os en particulier nous ont permis de comprendre comment cette espèce se déplaçait. Une colonne vertébrale inférieure trouvée il y a des décennies et conservée par le Musée national de l’Ouganda avait déjà été remarquée pour sa attaches osseuses pour les muscles du dosindiquant que Morotopithecus avait le bas du dos raide, bon pour grimper debout dans les arbres.
Une de nos découvertes a confirmé ce comportement d’escalade de manière majeure. À Moroto, nous avons trouvé un fémur de singe fossile, court mais solide, avec une tige très épaisse. Ce type d’os est caractéristique des singes vivants et les aide à monter et descendre des arbres avec un torse vertical.
Bien que les deux fossiles squelettiques soient compatibles avec l’hypothèse du singe frugivore vivant dans la forêt, nous avons trouvé quelque chose d’étonnant lorsque nous avons découvert un fragment de mâchoire inférieure de singe dans la même couche d’excavation. Ses molaires étaient allongées, avec des crêtes de cisaillement bien développées entre les cuspides. Ces crêtes sont idéales pour trancher les feuilles, mais ne ressemblent pas aux pointes de dents basses, rondes et écrasantes des mangeurs de fruits engagés. Si les adaptations squelettiques des singes ont évolué dans les forêts pour faciliter l’exploitation des fruits, pourquoi le premier singe présentant ces caractéristiques locomotrices aurait-il plutôt des dents comme celles d’un mangeur de feuilles ?
De telles incohérences entre nos preuves et le récit traditionnel des origines des grands singes nous ont amenés à remettre en question d’autres hypothèses : Est-ce que Morotopithecus vivait dans un habitat forestier ?
L’environnement à Moroto
Pour comprendre l’habitat de Morotopithecus, nous avons étudié la chimie des sols fossiles – appelés paléosols – et les restes microscopiques de plantes qu’ils contiennent afin de reconstituer le climat et la végétation anciens de Moroto.
Les arbres et la plupart des arbustes et graminées non tropicales sont classés comme plantes C₃, en fonction du type de photosynthèse qu’ils effectuent. Les graminées tropicales, qui reposent sur un système photosynthétique différent, sont connues sous le nom de plantes C₄. Fait important, les plantes C₃ et les plantes C₄ diffèrent dans les proportions des divers carbone isotopes ils absorbent. Cela signifie que les rapports isotopiques du carbone conservés dans les paléosols peuvent nous indiquer la composition de la végétation ancienne.
Nous avons mesuré trois signatures isotopiques distinctes du carbone, chacune offrant une perspective différente sur la communauté végétale : le carbone résultant de la décomposition de la végétation et des microbes du sol ; le carbone issu des cires végétales ; et des nodules de carbonate de calcium formés dans les sols par évaporation.
Bien que chaque proxy nous ait donné des valeurs légèrement différentes, ils ont convergé vers une seule histoire remarquable. Moroto n’était pas un habitat forestier fermé mais plutôt un environnement boisé relativement ouvert. De plus, nous avons trouvé des preuves d’une abondante biomasse végétale en C₄ – des graminées tropicales.
Cette découverte a été une révélation. Les graminées en C₄ perdent moins d’eau pendant la photosynthèse que les arbres et arbustes en C₃. Aujourd’hui, les graminées C₄ dominent les écosystèmes de savane saisonnièrement sèche qui couvrent plus de la moitié de l’Afrique. Mais les scientifiques n’avaient pas pensé que les niveaux de biomasse C₄ que nous avons mesurés à Moroto avaient évolué en Afrique jusqu’à il y a 10 millions d’années. Nos données suggèrent que cela s’est produit deux fois plus loin dans le temps, il y a 21 millions d’années.
Nos collègues Caroline StrömbergAlice Novello et Rahab Kinyanjui a utilisé une autre source de preuves pour corroborer l’abondance d’herbes C₄ à Moroto. Ils ont analysé les phytolithes, minuscules corps de silice créés par les cellules végétales, conservés dans les paléosols. Leurs résultats ont soutenu un environnement de forêt ouverte et de prairie boisée pour cette époque et cet endroit.
Prises ensemble, ces preuves contredisent radicalement la vision traditionnelle des origines des singes, à savoir que les singes ont développé des torses droits pour atteindre les fruits dans les canopées forestières. Au lieu de cela, Morotopithecus, le premier singe connu à locomotion verticale, consommait des feuilles et habitait une forêt ouverte avec des zones herbeuses.
Une nouvelle vision régionale des premiers habitats des grands singes
Dans le cadre du projet REACHE, nous avons appliqué la même approche pour reconstruire les habitats de huit autres sites fossilifères au Kenya et en Ouganda, âgés d’environ 16 à 21 millions d’années. Après tout, Morotopithecus n’est qu’un des nombreux singes qui ont vécu pendant cette période.
A notre grande surprise, nous avons découvert que le signal écologique mesuré à Moroto n’était pas unique. Au lieu de cela, cela faisait partie d’un schéma plus large en Afrique de l’Est à cette époque.
Nos proxys isotopiques sur chaque site fossile ont contribué à deux révélations importantes. Premièrement, les types de végétation allaient des forêts à canopée fermée aux prairies boisées ouvertes. Et deuxièmement, chaque site avait un mélange de végétation en C₃ et C₄, certains endroits ayant une forte proportion de biomasse d’herbe en C₄. Les phytolithes des mêmes paléosols ont de nouveau corroboré la présence abondante d’herbes C₄ sur plusieurs sites.
La prise de conscience qu’une telle variété d’environnements, en particulier des habitats ouverts avec des herbes C₄, était présente à l’aube des singes force une réévaluation non seulement de l’évolution des singes mais aussi des humains et d’autres mammifères africains. Bien que certaines études aient suggéré qu’une telle variation d’habitat était présente à travers l’Afrique, notre projet a pu le confirmer, à plusieurs reprises, dans les habitats mêmes que les premiers singes et leurs contemporains occupaient.
Parce que le moment de l’assemblage des habitats des prairies d’Afrique sous-tend de nombreuses hypothèses évolutives, notre découverte qu’ils existaient beaucoup plus tôt que prévu appelle à un recalibrage de ces idées.
En ce qui concerne les origines humaines, notre étude ajoute à un nombre croissant de preuves que notre divergence avec les singes – en anatomie, écologie, comportement – ne peut pas être simplement expliquée par l’apparition d’habitats de prairie. Néanmoins, nous nous rappelons prudemment que l’évolution des hominines s’est déroulée sur plusieurs millions d’années. Il est presque certain que les vastes et majestueuses prairies d’Afrique ont joué un rôle important dans certaines des nombreuses étapes du chemin vers l’humanité.
Cet article est republié de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original.