Éthiopie : "Lucy" 40 ans après !

Conférence à l’Alliance Ethio-Française d’Addis-Abeba

Par Maurice TAIEB le 5 décembre 2014

INTRODUCTION

Maurice TAIEB s’est intéressé aux modifications climatiques en région tropicale

plus particulièrement sur la zone Afrique de l’Est. Curieusement à l’époque de ces recherches, les seules connaissances sur la région Afar se résumaient à la présence de volcans actifs dans le Nord de la dépression Afar (ex : Erta Ale) et d’après des publications italiennes, la région Afar se résumait à des affleurements de roches volcaniques.

Or la rivière Awash traverse cette région et se caractérise par une succession de lacs en région désertique ce qui fait que la rivière Awash n’atteint jamais la mer. Cette rivière Awash devrait donc permettre l’observation de roche sédimentaires propices à la découverte de fossiles d’hominidés …

Comment expliquer le choix de l’HADAR comme site de recherche d’hominidés ?

Carte localisant le site d’Hadar : «Site-Hadar» issue de http://users.hol.gr/~dilos/prehis/prerm3.htm

Photographie du site d’Hadar Le site de l’Hadar (300 km au Nord-Est d’Addis-Abeba) a été découvert par Maurice TAIEB lui-même en 1968,faisant suite à sa thèse sur la géologie du bassin de la rivière Awash. Il a choisi de s’intéresser au triangle de l’Afar car la tectonique liée au rift Est africain a permis la mise en place de petits grabens qui forment de véritables «archives du passé». «Photo-Hadar» issue de http://www.efossils.org/site/hadar

En 1971, il décide d’organiser une expédition géologique et paléontologique internationale à laquelle s’associent D.C. Johanson, Y. Coppens et J. Kalb ; c’est la «International Afar Research Expedition». C’est ainsi un véritable travail d’équipe et sur plusieurs années qui va permettre la mise au jour du squelette de LUCY. Le choix du site de l’Hadar se justifie parmi d’autres sites d’intérêts par la bonne préservation des fossiles et des successions de cendres volcaniques qui permettent une datation absolue.

Quelle est l’histoire géologique du triangle de l’Afar ?

Tableau récapitulatif des événements survenus dans l’Afar depuis -30 millions (les vitesses d’ouverture des trois rifts, exprimées en cm/an, proviennent de Jestin et Huchon 1992) : «Afar-Histoire» issue de http://www.ipgp.fr/~sicilia/Chap1

Carte géologique de l’Afar et sa légende La dépression de l’Afar connaît une légère ouverture de -6 à -4 millions d’années Cette ouverture s’accompagne dune forte érosion fluviatile (ex: rivière Awash) à venir des hauts plateaux éthiopiens : «Carte-Géole-Afar» et «Légende-Géole-Afar» issue de http://est-afar-inedits-geologie.e-monsite.com/http-est-afar-inedits-geologie-e-monsite-com-/b-elements-de-l-edifice-geologique-vue-d-ensemble/carte-geologique-de-synthese.html

Quelle est la place de l’Éthiopie et particulièrement de l’Awash dans la paléontologie humaine ?

«Tous les hominidés sont présents dans l’Awash».

Après 1974 et la découverte de Lucy : Australopithecus afarensis dans l’Hadar, de nombreuses expéditions de fouilles ont été organisées avec succès en Éthiopie et plus particulièrement dans l’Awash. Pour s’en convaincre il suffit de visiter la nouvelle exposition de paléoanthropologie au musée d’Addis-Abeba.

Quelques fossiles éthiopiens remarquables :

- Ardipithecus ramidus trouvé sur le site de «Middle Awash» daté de -6 à -4 millions d’années.

- Australopithecus afarensis avec Lucy datée de -3,2 millions d’années sur le site de «Hadar» mais aussi une nouvelle découverte par un chercheur éthiopien, Alemmsweged Zeresenay et son équipe, d’un crâne et d’os longs d’un enfant féminin de 3 ans, au sud du gisement d’Hadar, à Didika, confirmerait l’existence de cette même espèce d’australopithèque bipède à 3,3 millions d’années qui aurait des bras et des mains proches du gorille ou du chimpanzé et qui serait beaucoup mieux adaptée au grimpé dans les arbres (Nature, septembre 2006)

- Australopithecus garisur les sites de «Konso» et de «Middle-Awash» daté de -2,6 millions d’années

- Homo erectus sur le site de l’Hadar daté de -2,5 millions d’années

- les plus vieux outils associés à des hominidés sur le site de «Gona-Bossidima» datés de -2,33 millions d’années

- Homo sapiens «idaltu» (2 crânes d’adultes et 1 crâne d’enfant), le plus anciens connu actuellement sur le site de «Awash Valley; village d’Herto» daté de -200 000 ans.

Les principaux sites d’expédition paléontologiques éthiopiens:

«Gona-Bossidima», «Hadar», «Melka-Kunture» (à 40 km d’Addis-Abeba : visite possible avec des élèves), «Middle-Awash», «Turkana-Omo»

Quelles sont les caractéristiques du site de découverte de LUCY ?

Le site de découverte de Lucy correspond à 200-300 m de dépôts sédimentaires sur le bord de l’Awash interstratifiés avec des successions de cendres et de tuffs volcaniques.

Le site est particulièrement riche en faune fossile : phacochère (évolution rapide des dents en fonction de la nourriture en fond un bon indicateur paleoenvironnemental), éléphants (nombreuses dents d’Éléphant recki), primates non hominidés (ex : Cercopithecus), lion à dents de sabre, hippopotame, Hipparion (ancêtre du cheval), tortue, crocodiles...

Ces fossiles et les indices pétrographiques ont permis de reconstituer le paléoenvironnement de Lucy et de ses semblables.

On peut imaginer une petite rivière lui se jette, parmi d’autres, dans un vaste lac entouré de quelques escarpements. La végétation forme une savane plus ou moins arborée peuplée de nombreux mammifères.

Comment a été découverte Lucy ?

Photographie de Johanson et Taieb lors de la découverte de Lucy en novembre 1974 Lucy a été découverte fin novembre 1974 en Ethiopie, dans la région des Afars en bordure de la rivière Awash, dans le gisement fossilifère d’Hadar sur la localité 288.

Tom Gray, doctorant, repère des ossements fossiles sortant d’une couche de sable d’origine fluviatile. Après une fouille, 52 fragments sont recueillis et rassemblé s sous la tente du camp de base sous le nom de code AL 288-1 : «Johanson-Taieb» issue de http://blogs.scientificamerican.com/observations/2014/11/24/the-fossil-that-revolutionized-the-search-for-human-origins-qa-with-lucy-discoverer-don-johanson/

Que révèle l’étude du squelette de Lucy ?

Photographie du squelette de Lucy

Photographie du squelette de Lucy : «Squelette-Lucy» issue de http://blogs.scientificamerican.com/observations/files/2014/11/Lucy-on-black.png

Illustrations comparatives des bassins d’Australopithecus afarensis «Lucy», de Pan troglodytes et d’Homo sapiens : «Bassin-Lucy» issue de http://artic.ac-besancon.fr/svt/act_ped/svt_lyc/eva_bac/s-bac2012/bac2012-eau.htm

Une fois les ossements remis dans leur position anatomique, il s’avère qu’ils appartiennent à un même hominidé de 1m10, de sexe féminin au vu de son bassin. Johanson et Taieb le baptisèrent Lucy, d’après une chanson des Beatles “Lucy in the Sky with Diamonds”.

Lucy aurait environ 20 ans à en juger par ses dents de sagesse juste sortie, encore peu usées. Lucy serait bipède, comme le démontre l’articulation du genou et son sacrum dont la forme triangulaire est plus proche de celle de l’Homme (triangle équilatéral) que celle du chimpanzé (triangle isocèle). Cependant la courbure du bassin reste différente de celle de l’Homme témoignant d’une bipédie particulière.

Il s’agit d’une préhumaine ayant une capacité crânienne de 400 cm³ avec des membres supérieurs qui lui permettaient de grimper sur les arbres.

Lucy était probablement une omnivore opportuniste. Elle se nourrissait probablement de fruits et de racines, peut-être d’œufs de tortues... La découverte de son squelette seul laisse à penser qu’elle a été isolée du groupe ce qui est surprenant : ce serait-elle perdue, noyée?

Tous les hominidés découverts dans les 200m de couches sédimentaires d’Hadar appartiendraient à une espèce unique, Australopithecus afarensis.

L’ensemble de ces fossiles est daté entre -4 et -2,95 millions d’années.

Cette «stase» de l’espèce Australopithecus afarensis pourrait s’expliquer par la stabilité et la richesse du milieu.

Comment a été datée Lucy ?

Schéma des couches sédimentaires fossilifères de la Formation d’Hadar (Éthiopie) dans leur cadre chronologique (les flèches bleues indiquent les niveaux à hominidés) : «Formation d’Hadar» issue de https://www.cerege.fr/spip.php?article128

Les cendres volcaniques et une coulée de basalte, intercalées à l’endroit des fouilles, ont fourni, grâce à des mesures de radioactivité du potassium et de l’argon, un âge compris entre 3,3 et 2,6 millions d’années. Ces âges ont été confirmés par la mesure des changements magnétiques. Ainsi, Lucy aurait un peu plus de 3 millions d’années.

Comment placer Lucy dans l’histoire évolutive de la lignée humaine ?

(NB : cette partie rapidement abordée lors de la conférence a été complétée par des éléments de la conférence « L’Afrique, terre d’origine de l’humanité » par Maurice Taieb issu d’un article publié dans Echosciences, Janvier - 2007)

Schéma de la généalogie probable entre des divers fossiles d’hominidés (les points d’interrogation témoignent des relations inconnues ou hypothétiques) : «Buisson-Hominidés» issu de http://www.fossiliraptor.be/avenementdelhomme.htm

Dans les années soixante-dix, la retentissante découverte de cette Australopithecus afarensis avait révolutionné notre opinion sur les origines humaines, puisqu’il a pu être démontré que l’acquisition de la marche bipède remontait à 4-3 millions d’années. Depuis de nouveaux fossiles d’hominidés ont été trouvés en Éthiopie, au Kenya et au Tchad.

Un des objectif des paléontologues est de savoir à quand remonte la bipédie et de répondre aux questions résumées par Ann Gibbon (Science, 312, Juin 2006) : Est-ce que Lucy est notre ancêtre direct ? Qui est apparu avant elle ? Quand et où la lignée humaine a commencé ?

Depuis l’an 2000, de nombreux autres restes d’hominidés furent découverts par d’autres équipes, en Éthiopie, au Kenya et au Tchad. Avec les découvertes d’Abel et de Toumaï au Tchad, par Michel Brunet et son équipe, de l’Australopithèque ramidus et de l’Ardipithèque en Éthiopie, par Tim White et son équipe (Université de Berkeley), et d’Orrorin au Kenya, par Brigitte Senut et Martin Pickford (Muséum National d’Histoire Naturelle et Collège de France), la bipédie remonterait à 6-7 millions d’années et nos origines africaines seraient 2 fois plus anciennes que Lucy.

Pour Donald Johanson, Directeur de l’Institute of Human Origin (Tempe, Arizona), l’Australopithèque afarensis serait notre ancêtre direct ; il s’appuie sur les 370 fossiles d’hominidés des 2 sexes, adultes et juvéniles, mis au jour à Hadar dans les années soixante-dix et par son équipe au cours des 10 dernières années. Cette espèce unique aurait vécu entre 3,4 et 3 millions d’années et se serait adaptée à un milieu de plus en plus sec et ouvert.

Pour Michel Brunet et son équipe, la bipédie remonterait à 7 millions d’années et Toumaï, Sahelanthropus tchadensis, découvert au début des années 2000 dans le désert tchadien, serait notre ancêtre direct (Nature 418, 2002). L’âge radiométrique par le béryllium de cette bipédie est en cours de détermination au CEREGE.

La bipédie émerge également au Kenya grâce à un fémur de 5 à 6 millions d’années trouvé et étudié par Brigitte Senut et Martin Pickford(CRAS, 332, 2001). Ces auteurs considèrent que leur spécimen, Orrorin tugennensis, présente des caractéristiques de la station droite plus humaine que les australopithèques, dont afarensis, ainsi que de Toumaï et de ramidus. Ils considèrent qu’Orrorin serait le plus direct descendant de l’espèce humaine. Ce qui est controversé par les équipes de Poitiers, de Berkeley et de Tempe.

Pour Tim White (Nature, 440, 2006), qui fait remonter la lignée humaine à 5-6 millions d’années avec l’Ardipithecus ramidus, puis à l’Austalopithecus afarensis dès 4 millions d’années, Toumaï et Orrorin feraient également partie de notre lignée.

Tous ces individus, replacés dans un cadre stratigraphique et chronologique précis, sont à l’origine du genre Homo qui apparaît à Hadar il y a 2,4 millions d’années et est présent en Tanzanie et au Kenya vers 2 millions d’années. Depuis le début du siècle dernier, une dizaine d’espèces d’Australopithèques a été mis au jour dans les grottes d’Afrique du Sud et surtout dans les archives sédimentaires du grand Rift Est africain. Tout au Nord, dans la dépression de l’Afar et au bord de la vallée de l’Awash, est apparu il y a 200 000 ans le plus vieil Homo sapiens.

CONCLUSION :

Toutes ces découvertes confirment que c’est en Afrique que l’espèce humaine a émergé, dans un environnement évoluant au gré des changements climatiques et dans des paysages sans cesse changeants du fait des activités volcanique et tectonique.

Les moteurs de l’évolution humaine restent difficile à déterminer (climat, accès à la nourriture, prédation, compétition...). Cependant, l’étude de la faune associée aide de mieux en mieux à comprendre cette dynamique évolutive. Le rift d’Afrique oriental cache encore de nombreux trésors sur nos origines. Le phylum humain reste encore ébauché. Seuls des travaux en équipe pluridisciplinaire nous permettront de mieux comprendre notre passé et les mécanismes complexes de l’évolution.

Compte-rendu de conférence réalisé par Yohan JUIN Enseignant des SVT du Lycée Guébré-Mariam Décembre 20