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Image d'un crâne partiellement enfoui dans les sédiments.
Élargir / L'un des crânes de Dmanisi remarquablement intacts au moment de sa découverte.

Nous avons une vaste collection de fossiles des lignées qui nous ont produit les humains. Un grand nombre de Australopithecus et tôt Homo Les squelettes suivent la transition vers la marche bipède et l'apparition de caractéristiques qui marquent notre anatomie actuelle. Mais il est beaucoup plus difficile de comprendre ce qui a conduit aux capacités mentales (langage complexe, utilisation quasi constante d'outils, etc.) qui aident à différencier les humains.

Beaucoup plus difficile, mais pas tout à fait impossible. Les restes de crânes peuvent nous aider à déterminer la capacité crânienne probable des espèces éteintes. Et le cerveau laisse en fait sa marque à l'intérieur des crânes, permettant de reconstituer certains aspects de l'anatomie du cerveau. Maintenant, une équipe internationale a fait ce genre d'analyse sur un ensemble de Homo erectus d'un point critique dans le passé de notre espèce. Ils ont découvert que certaines espèces de cerveaux antérieures ont persisté bien dans l'histoire de notre genre Homo, mais cela n'a pas empêché ces ancêtres de migrer hors d'Afrique.

Reconstruire les cerveaux

Comment savoir à quoi ressemblait autrefois un cerveau ? Vous avez besoin d'un crâne raisonnablement intact, ce qui est relativement rare, étant donné la fragilité des os. Une fois le crâne reconstruit, il est possible de faire ce qu'on appelle un « endocast » de l'intérieur du crâne, en capturant les détails de ses caractéristiques, y compris l'endroit où il s'est conformé au cerveau sous-jacent. Dans certains cas, les endocasts se forment naturellement lors du dépôt de matière autour d'un fossile. Ils pourraient également être réalisés après découverte et peuvent désormais être réalisés virtuellement grâce à notre capacité à numériser et reconstruire des volumes 3D.

De toute évidence, il se passe beaucoup de choses dans le cerveau qui ne sont pas près de son interface avec le crâne, et les endocasts ne pourront pas nous renseigner sur ces changements. Mais si vous regardez les endocasts du cerveau des humains et de nos plus proches parents simiens, il existe des différences diagnostiques claires. L'un des plus importants se trouve dans une zone appelée La casquette de Broca, qui est associé aux capacités linguistiques.

Beaucoup d'endocasts ont été réalisés au fil des ans, et ils montrent un schéma assez clair. Les premiers parents comme les Australopithes ont conservé l'arrangement du cerveau antérieur semblable à celui d'un singe. Des ancêtres plus récents, comme Homo erectus avait un arrangement qui ressemblait beaucoup plus à ce que nous avons aujourd'hui. Cela a conduit à l'hypothèse que l'arrangement moderne a évolué en même temps que notre genre Homo apparu.

Le nouveau travail étend notre collection d'endocasts à certains squelettes critiques : le Hominidés de Dmanisi, qui datent d'environ 1.8 million d'années et ont été découverts en République de Géorgie. Ceux-ci sont généralement classés comme membres de Homo erectus, mais ils conservent suffisamment de caractéristiques d'espèces antérieures pour que cette étiquette reste controversée. Les squelettes de Dmanisi sont interprétés comme des indications que Homo erectus s'est développé hors d'Afrique très tôt, peut-être alors que ses caractéristiques étaient encore en évolution.

Redessiner l'arbre

Les résultats sont assez clairs : les cinq crânes de Dmanisi montrent le modèle antérieur de la structure du cerveau. Cela a un certain nombre d'implications importantes. Cela signifie clairement que la structure cérébrale actuelle n'a pas pour origine le genre Homo mais n'a évolué qu'après avoir existé pendant près d'un million d'années. De plus, les squelettes de Dmanisi ont été trouvés avec une variété d'outils en pierre, nous pouvons donc en déduire que la structure cérébrale moderne n'était pas une condition préalable à leur développement.

Enfin, cela montre également que nos ancêtres n'avaient pas besoin de la structure cérébrale actuelle pour se propager bien au-delà de leur point d'origine en Afrique. En fait, cela suggère que la relation entre nos cerveaux et les migrations est extrêmement compliquée parce que les données précédentes, lorsqu'elles sont incorporées dans cette analyse, indiquent que l'arrangement moderne du cerveau était en place il y a 1.5 million d'années et est apparu presque simultanément de l'Afrique à l'autre. Asie du sud est.

Cela suggère que nos ancêtres ont quitté l'Afrique en plusieurs vagues, certaines peu séparées par beaucoup de temps, du moins en termes d'évolution. Et avant cette période critique, la taille du cerveau (par opposition à son agencement) augmentait progressivement et régulièrement. (Bien qu'avec quelques valeurs aberrantes sévères comme les hobbits indonésiens et Homo Naledi, qui étaient petits mais très récents.)

Pour compliquer encore les choses, les chercheurs notent qu'il y a eu des changements beaucoup plus importants dans la morphologie du visage pendant cette période, probablement dus en grande partie à l'alimentation. Mais il n'y a pas de corrélation claire entre ce qui se passait avec le visage et la mâchoire et ce qui se passait avec la structure du cerveau.

Ainsi, bien que la nouvelle étude clarifie de nombreuses questions et renverse une hypothèse majeure, il y a des limites à ce qu'elle peut nous dire. Bien que la région du cerveau examinée ici soit associée au langage, il n'y a aucun moyen de dire si son apparence est corrélée à l'utilisation du langage. Les technologies des outils ont changé à peu près en même temps que la transition entre les structures cérébrales, mais il est impossible de dire si les deux étaient liées. Et nous ne pouvons que deviner les pressions sélectives qui ont entraîné les changements dans le cerveau.

Mais une chose est claire : la capacité et le désir de nos ancêtres de parcourir le monde étaient présents bien avant que notre structure cérébrale actuelle ne soit en place.

Les sciences, 2021. DOI : 10.1126/science.aaz0032  (À propos des DOI).