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L'origine et l'avenir de l'Homme Toumaï : un préhumain de 7 millions d'années (II) Toumaï, qui signifie "espoir de vie" en langue Goran, fut découvert dans le désert du Djourab, au Nord du Tchad, le 19 juillet 2001 par Ahounta Djimdoumalbaye, un membre de la Mission Paléoanthropologique Franco-Tchadienne (MPFT) dirigée par Michel Brunet de l'Université de Poitiers. Djimdoumalbaye fut attiré par une pierre noire très irrégulière qui affleurait sur le sable du Sahel Tchadien. Voici son commentaire : "je l'avais pris par l'arrière et je ne reconnus pas immédiatement l'intriguant objet. C'est après l'avoir retourné et encore retourné que je vis les cavités orbitales". C'est alors dit-il avec un large sourire que "j'ai senti mon rythme cardiaque s'accélérer. C'était un crâne fossilisé !" Djimdoumalbaye est déjà le découvreur de plusieurs autres fossiles d'hominidés. Cette découverte faisait suite à celle d'Abel faite en 1995 (voir plus bas). Le squelette de Toumaï fut découvert au bord d'un paléo lac et est très incomplet. L'holotype est uniquement constitué d'un crâne subcomplet mais déformé. En l'espace de 5 ans, les paléontologues ont découvert un seul crâne complet, plusieurs mâchoires inférieures et quelques dents isolées appartenant à quelque 9 individus apparentés à Toumaï (Cf. Nature, 418, 11 juillet 2002 et 434 du 7 avril 2005). Après analyse, il s'avère que Toumaï est le plus vieil ancêtre de l'humanité, le premier hominidé également découvert à l'ouest de la vallée du Rift. D'après le contexte géologique et le degré évolutif des fossiles de mammifères découverts sur le site, il est âgé d'environ 7 millions d'années. Il est né 350 000 générations avant nous ! Il appartient à une nouvelle espèce, Sahelanthropus Tchadensis. Quelles sont ses caractéristiques ? Son crâne disposant d'un important bourrelet sus orbitaire et d'attaches musculaires importantes, les paléontologues estiment qu'il s'agit d'un mâle à la musculaire puissante. Et comme ils disent, s'il s'agit d'un femelle, mieux valait ne pas rencontrer un mâle énervé ! Par extrapolation, on estime que sa taille est comprise entre 1.10m et 1.30m pour un poids oscillant entre 25 et 35 kg. L'individu est âgé d'une trentaine d'années. Il présente un front fuyant, en fait pas de front du tout associé à une capsule cérébrale allongée et étroite. La capacité de sa boîte crânienne est de 360 à 370 cm3, équivalente à celle des chimpanzés actuels. A consulter : Skulls-skeletons - Skulls Unlimited Répliques de squelettes à vendre
La face de Toumaï est haute et peu prognathe dans sa partie inférieure (sub-nasale). Elle présente une faible dépression nasale le rapprochant des hominidés. Il ne présente pas de crête sagitale et n'est donc pas apparenté aux grands singes (Pan), ce n'est donc ni un chimpanzé ni un gorille. L'analyse de sa dentition révèle que ses canines supérieures ont été usées par la pointe et ses dents ont broyé des aliments durs et tendres, différents de ceux des grands singes. La morphologie de ses prémolaires et molaires présente un émail plus épais que celui des chimpanzés mais moins épais que celui des Australopithèques. Toutefois ses molaires présentent encore trois racines. Sa face est également plus plate que celle des grands singes. Enfin, la position du trou occipital et du Foramen magnum suggèrent que son crâne était fixé verticalement sur la colonne vertébrale et qu'il regardait donc droit devant lui. Ce fait est confirmé par l'angle supérieur à 90° formé par plan de sa face nuquale (la nuque) très incliné vers l'arrière et le plan vertical des orbites, deux caractéristiques très proches de celles des Australopithèques et des Homo sapiens, ces deux seuls critères lui conférant le statut de bipède, qui plus est apparenté au genre préhumain. Toutefois, seule l'analyse de membres qui restent à découvrir pourra confirmer ou non sa posture verticale. Dans tous les cas, bien qu'il soit très primitif, Toumaï est sur la voie de l'hominisation; c'est bien notre ancêtre. La difficulté est de savoir où le placer dans l'arbre phylogénétique car les restes des différentes espèces que nous possédons à l'heure actuelle sont très fragmentaires et ne facilitent pas les comparaisons. Toumaï est antérieur à Orrorin et Ardipithécus (voir plus bas) mais il s'en démarque suffisamment pour être placé à part. Pour prendre une analogie, nous dirions qu'il se place sur la partie droite de l'arborescence conduisant au genre Homo plutôt qu'à gauche. A consulter : La découverte de Toumaï Dossier de presse du CNRS/MPFT Rappelons que le Tchad, situé au Nord de l'Afrique, a déjà fait l'objet de plusieurs découvertes paléontologiques. En 1959, Yves Coppens avait mis au jour le fossile d'un hominidé de l'espèce Tchadanthrope. En 1995, on découvrit l'Australopithèque Abel (voir plus bas). Ainsi que nous l'avons évoqué, cette fois la découverte de Toumaï signifie que l'origine Est-Africaine de l'humanité (en Ethiopie) souvent évoquée par Yves Coppens et ses collègues doit être, sinon abandonnée, du moins révisée et élargie d'au moins... 2500 km. Dans le cas de Toumaï, il est difficile de penser qu'il s'agit d'une simple migration d'un groupe originaire du Rift vu que cette espèce existait plusieurs millions d'années avant toutes les autres. Mais toutes les hypothèses sont envisageables. Nous verrons d'ici quelques années si les paléontologues trouvent de nouveaux fossiles apparentés à cette espèce ainsi que l'éventuel "chaînon manquant" toujours absent de notre arbre généalogique et de quelle manière ils pourront décrire notre évolution en Afrique subtropicale. Orrorin tugenensis : 6 millions d'années A l’automne 2000, la Kenya Palaeontology Expedition (KPE) découvrit dans un large bassin situé dans la Formation de Lukeino au Kenya, située juste au Nord de l'Equateur, quelques fragments d'os longs et de canines. Après quelques hésitations sur le propriétaire des dents, les fossiles furent crédités à un préhumain bipède mais rattaché une nouvelle fois à un nouverau taxon, le "Millenium Ancestor" (Ancêtre du Millénaire), Orrorin tugenensis. Plusieurs gisements furent explorés dont le plus important fut Kapsomin, un endroit situé près d'une falaise basse de basalte sur les marges du lac. De nombreux fragments d’Orrorin ayant été trouvés au pied de la falaise, les paélontologues estiment qu'elle fut la proie d'un carnivore, probablement un félin proche d’un léopard dont les restes ont été découverts sur le site.
La dimension de ses os suggère qu'Orrorin mesurait entre 1.25 et 1.50m et pesait entre 30 et 45 kg. Par sa morphologie dentaire, Orrorin présente des caractères à la fois archaïques et modernes. D'un côté ses dents sont de taille modeste, bien inférieure à celle des Australopithèques, d'un autre côté elles sont proches de celles des chimpanzés et des hommes. Les dents découvertes à Kapsomin éloignent Orrorin des grands singes par plusieurs caractères (absence de forte crénulation aux molaires, un épaulement de la couronne de la canine inférieure, émail épaissi aux molaires, etc). Parmi les caractères hominidés, on peut noter l’absence d'espace (diastème) à la mâchoire inférieure et la présence d’un tubercule distal à la canine inférieure. L’étude des os longs d’Orrorin suggère que ces derniers étaient bipèdes. En effet, son fémur ne présente pas de caractères dérivés de grand singe mais il rappelle ceux des Australopithèques et de l’homme. Ils sont donc primitifs (à l'image des os de l'Ugandapithecus, du Proconsul ou du Kenyapithecus africanus). La tête fémorale est également plus grande proportionnellement que le col et tordue vers l’avant; deux morphologies qui rappellent celles de l’homme. Chez les Australopithèques, le diamètre de la tête fémorale est seulement un peu plus grand que celui du col et la tête est orientée médialement à postérieurement. Il ressort de toutes ces données que non seulement Orrorin marchait sur ses deux pieds, mais se dandinait différemment des Australopithèques, tout en se rapprochant de la posture de l’homme. Enfin, les restes postcrâniens suggèrent des adaptations arboricoles tandis que la forme de sa première phalange indique qu'elle avait la faculté de se suspendre et de grimper aux arbres (humérus aplati, courbure et longueur de la phalange proximale). Où placer Orrorin dans l'arbre phylogénétique ? Ses os sont plus grands que ceux de Lucy, mais ses molaires sont plus petites (microdontie), la rapprochant des caractères des préhumains du plio-pléistocène et des hommes modernes. Sa présence chez un hominidé de 6 millions d'années suggère que son espèce était déjà présente avant cette époque. La microdontie indique un régime riche peut-être frugivore ou même omnivore et non plus végétarien (mégadontie).
Ces caractères semblent indiquer que la divergence des hominidés bipèdes des grands singes africains se situerait entre 9 et 8 millions d'années, date compatible avec la découverte de Toumaï à 7 millions d'années. Ce chaînon manquant serait apparu juste après Samburupithecus qui habita dans les savanes d’Afrique orientale il y a 9.5 millions d'années. La découverte d'Orrorin suggère également que la séparation des Australopithèques du genre Homo s’est bien produite plutôt qu’on le pensait, probablement vers 8 millions d'années, période qui a connu un changement important dans les communautés mammaliennes africaines.
Orrorin est un maillon très important de notre arbre phylogénétique. Il représente une espèce hybride, mélangeant des caractères humains et simiesques. Orrorin est paradoxalement plus humaine que Lucy qui pourtant est 3 millions d’années plus jeune qu'elle. On peut donc suggérer sans commettre trop d'erreurs que les Australopithèques ne sont pas nos ancêtres directs, mais représentent une branche latérale de notre arbre généalogique.
Ardipithecus : 4.4 millions d'années C'est pendant une mission en Ethiopie qui eut lieu entre 1992 et 1993 que l'équipe du professeur Tim White de l’Université de Californie découvrit dans les strates sédimentaires du Pliocène des fragments d’os provenant d’individus appartenant à une nouvelle espèce d'hominidés qui, après hésitation, sera baptisée Ardipithecus ramidus. Cette espèce vivait il y a 4.4 millions d'années. Cette découverte est fondamentale. Le qualificatif "ramidus" précise que cet hominidé est situé à la racine de la lignée qui conduit au genre Homo. Cet hominidé archaïque vivait cinq cents mille ans avant Lucy, considérée comme le plus ancien fossile d’Australopithecus afarensis. Lucy et les Australopithèques : 3.9 millions d'années Quant à Lucy dont le squelette est présenté ci-dessous à gauche, vieille de 3.9 millions d'années, c'est déjà une espèce d'Australopithecus afarensis assurant la transition vers les hominidés. Elle fut découverte en 1974 à l'Est du Rift africain[3], dans la dépression des Afar. Yves Coppens la décrit comme une pré-femme d'1.10m, vraiment une toute petite personne disposant d’un petit cerveau et qui devait peser environ 30 kg. Il est probable que les pré-hommes de cette époque devaient mesurer 1.50m et peser plus de 60 kg. Cet important dimorphisme semble avoir disparu graduellement il y a un peu plus d’un million d’années, à l'époque des premiers Homo erectus.
En étudiant le squelette de Lucy, on découvre que ses articulations sont bien calées, assurant une très bonne préhension et l'obliquité du fémur est encore très importante, lui conférant une habileté à monter aux arbres. La structure de sa colonne vertébrale et de son bassin confirment que Lucy pouvait se déplacer sur ses deux pieds. Sa marche était déhanchée, elle était donc assez handicapée et ne pouvait parcourir que de courtes distances.
La position centrale de l'os crânien du Foramen magnum (ci-dessus) témoigne que son crâne était en équilibre sur son corps; Lucy se tenait droite. Mais quelle que soit sa place dans notre arbre généalogique, nous savons que Lucy était une préhumain dont les ossements ne sont pas tout à fait superposables aux squelettes du genre Homo qui est beaucoup plus tardif. Dans tous les cas, depuis Toumaï et certainement depuis les Australopithèques, nos ancêtres se tenaient debouts, les seuls êtres vivants à marcher de la sorte. Vient ensuite la découverte d'Abel en 1995 par la mission MPFT dirigée par Michel Brunet. Abel appartient à l'espèce Australopithecus bahrelgazali. C'est le premier Australopithèque découvert à l'Ouest du Rift, au Tchad (Koro Toro). Abel est âgé entre 3 et 3.5 millions d'années. Aujourd'hui, quatre autres individus ont été découverts dans la région. Ils renforcent la présence de nos ancêtres dans le Nord de l'Afrique. L'analyse de la dentition d'Abel révèle qu'il avait un régime végétarien et frugivore. Quant à la morphologie de sa mâchoire, il est probable qu'Abel fut capable d'émettre des sons. Abel est différent des autres espèces d'Australopithèques. Il assure la transition avec le Paléolithique et le genre Homo car sa mâchoire est presque humaine. La capacité crânienne de l’Australopithecus afarensis est légèrement supérieure à celle des chimpanzés (400 à 500 cm3). Certains individus présentent des canines un peu plus proéminentes que celles des hominidés plus tardifs. Aucun outil n’a été découvert auprès des treize squelettes découverts à ce jour.
Entre 2.5 et 3 millions d’années, l’Australopithecus afarensis semble évoluer en Australopithecus africanus, dont on retrouve principalement des gisements fossiles en Afrique du Sud. Cette espèce possède un cerveau similaire à celui de ses prédécesseurs. Il a toutefois évolué car bien que la dimension de ses molaires reste importante, les canines, au lieu d’être projetées en avant, sont placées dans le prolongement des autres dents. Cette espèce est omnivore à tendance végétarienne. Comme l’Australopithecus afarensis, aucun outil n’a été associé aux fossiles de l’Australopithecus africanus.
Bifurcation et diversification : 2.6 millions d'années Vers 2.6 millions d’années les fossiles révèlent la présence d’au moins deux, et peut-être quatre espèces séparées d’hominidés. La bifurcation évolutionnaire semble survenue dans la lignée des hominidés, un segment évoluant vers le genre Homo, les autres se développant vers les espèces Australopithèques qui se sont finalement éteintes. Ces dernières incluent les Australopithecus robustus, boisei et aethiopicus. Le premier vivait en Afrique du Sud, le second en Afrique orientale et le troisième en Afrique du Nord. L’espèce Australopithecus robustus contraste avec les autres espèces par une adaptation spécialisée des muscles du visage et des dents. Elle s’est éteinte voici 1.5 millions d’années. Comme beaucoup d'espèces, son extinction demeure inexpliquée; elle est sans relation avec le climat, le biotope ou un événement astronomique. Une lutte pour la survie entre espèces est l'explication la plus souvent évoquée. Prochain chapitre
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