Dans une grotte appelée «fosse osseuse» dans les montagnes d'Atapuerca en Espagne, une collection de dents vieilles de 430 000 ans est curieusement plus petite que ce à quoi on pourrait s'attendre pour les crânes avec lesquels elles ont été trouvées. L’anomalie révèle un scientifique qui suggère que les lignées d’êtres humains modernes et de Néandertaliens se sont divisées il ya environ 800 000 ans, soit des dizaines de milliers d’années plus tôt que ne l’avaient estimé les études génétiques.
Aida Gómez-Robles, anthropologue à l'University College London, étudie comment les dents des espèces d'hominins anciennes ont évolué au cours des âges. Elle pense que, parce que les dents anciennes ont l'air trop modernes pour leur époque, elles doivent avoir évolué de manière inhabituelle ou, comme elle le trouve plus probable, avoir eu plus de temps pour évoluer qu'on ne le pense généralement. La nouvelle recherche a été publiée aujourd'hui dans Science Advances .
Au fur et à mesure que différentes espèces d'hominins ont évolué, leurs dents ont changé de façon notable, devenant généralement plus petites au fil du temps. L’étude des dents de divers ancêtres humains est l’un des moyens les plus courants de différencier les espèces et même d’en identifier de nouvelles. Les recherches précédentes de Gómez-Robles suggèrent que les dents ont tendance à évoluer à un taux relativement standard au cours de l'histoire de l'hominin. Si cela est vrai, les molaires et les prémolaires découvertes dans la grotte espagnole sont plus petites que ce à quoi on pourrait s'attendre compte tenu de leur âge.
«Lorsque nous examinons ces dents, celles-ci ressemblent beaucoup à celles des Néandertaliens, même si elles sont beaucoup plus âgées», explique Gómez-Robles. "Dans cette étude, nous avons essayé d'examiner le temps qu'il aurait fallu à ces premiers Néandertaliens pour faire évoluer cette forme dentaire, [qui] ressemble tellement à la forme dentaire beaucoup plus tardive des Néandertaliens."
Neanderthals et Homo sapiens partagent un ancêtre commun, mais l'identité exacte de cette espèce et, lorsque les lignages ultérieurs en ont divergé, est un mystère difficile à résoudre. Mais il y a des indices, et la nouvelle étude sur les dents est loin d'être la première évidence, même de Sima de los Huesos, la grotte riche en fossiles située dans les montagnes d'Atapuerca en Espagne. Les hominines qui ont vécu ici, une trentaine d'individus bien étudiés au fil des ans, semblent, d'après leur morphologie et leur ADN, être des Néandertaliens précoces. En fait, les restes représentent certains des plus anciens Neanderthals connus. Mais à quel point étaient-ils vraiment proches de l'ancêtre commun de cette espèce disparue et de la nôtre?
La génétique nous a aidés à scruter le passé et à dessiner les anciennes branches de l'arbre généalogique des hominines. Une étude réalisée en 2016 sur des restes de Néandertaliens âgés de 430 000 ans et provenant du site de Sima de los Huesos estime que l'époque de la séparation de Néandertalien de la lignée Homo sapiens était de 550 000 à 765 000 ans. D'autres études génétiques suggèrent de la même manière des temps de divergence inférieurs à 800 000 ans.
Le paléoanthropologue Rick Potts, directeur du programme des origines humaines du Smithsonian, a déclaré que, bien que Góme-Robles soulève des idées plausibles, il est loin d'être convaincu que les taux d'évolution de la dentition sont aussi standard ou prévisibles que le suggère le document. «Elle a mordu un sujet intéressant ici, mais je ne vois tout simplement pas l'argument voulant que les taux d'évolution dentaire soient connus à un point tel qu'on peut alors affirmer que la divergence entre l'homme et l'homme de Néandertal moderne doit être antérieure à 800 000 ans. il y a, dit Potts. "Une variété d'études en génétique moléculaire suggère que c'est plus récent."
Les dents sont l’un des restes d’ancêtres humains les plus couramment utilisés pour différencier les espèces. (Aida Gomez-Robles / Ana Muela / Jose Maria Bermudez de Castro) Selon Gómez-Robles, il est possible que les dents aient évolué à un taux inhabituellement élevé en raison d'une sélection rigoureuse en vue de modifications génétiques. Ce changement accéléré aurait pu se produire si la population éloignée vivait isolée des autres Néandertaliens d'Europe. Mais Gómez-Robles pense que les dents ont simplement évolué sur une période plus longue, ce qui, selon son évolution chronologique des taux d'évolution dentaire, situerait la division entre les lignées Homo sapiens et Neandertal à 800 000 ans ou plus.
«Tout le reste, comme le visage [et] l'anatomie de ces hominines, a un aspect intermédiaire», explique Gómez-Robles. «Ils ressemblent à ce que nous attendions des hominines de cet âge. Mais les dents ont l'air très, très différentes. Ils ont l'air très Neandertal, et la seule chose qui diffère, ce sont les dents. … S'il y avait une sélection, nous nous attendrions à ce que cela ait un effet sur quelque chose d'autre, comme le visage, et pas seulement les dents. ”
Potts signale également plusieurs causes possibles d’interprétation erronée, notamment une variable appelée «temps de génération» qui pourrait avoir un impact considérable sur l’évolution chronologique de l’évolution dentaire sur plusieurs milliers d’années. «Si vous avez un rythme de développement des dents et de croissance plus rapide ou plus lent, cela affecterait votre estimation des taux d'évolution», dit-il.
Les scientifiques ont des preuves que la vitesse de développement des dents a changé au fil du temps. Des études microscopiques sur des couches d'émail dentaire permettent aux chercheurs de calculer le nombre de jours entre la naissance d'un hominin fossile et l'éruption de sa première molaire, montrant qu'il y a 1, 5 million d'années, le jeune Homo erectus a eu sa première molaire vers l'âge de 4, 5 ans. Il y a environ 200 000 ans, les Néandertaliens ont eu la même dent vers l'âge de 6 ans, comme nous le faisons encore aujourd'hui. «Et nous ne savons pas quand, entre 1, 5 million d'années et 200 000 ans, ce taux a évolué vers un rythme de développement des dents beaucoup plus lent», dit Potts. "Donc, c'est beaucoup de marge de manœuvre."
L'hybridation entre différentes espèces, qui semble avoir été généralisée à l'époque, est une autre complication possible. (L’accouplement entre l’homme moderne et l’espèce Neandertal a eu lieu il ya 50 000 ans.) «L’enfer se déchaîne dans l’Europe interglaciaire au cours de cette période, où des populations se séparent pour des périodes de temps, probablement en rapide évolution, revenant ensemble des milliers à des dizaines de milliers d'années plus tard », déclare Potts. "Nous ne savons pas quel effet aurait eu sur les mécanismes de l'évolution dentaire l'évolution de l'histoire de cette population évolutive, se divisant et se resserrant encore et encore au cours de la période glaciaire et de l'Europe interglaciaire."
Étant donné la difficulté de démêler différentes preuves anciennes et les différences relativement minimes entre les estimations de l'évolution génétique et de l'évolution dentaire de la division homme-Néandertal moderne, on peut se demander pourquoi il est si important de découvrir la véritable chronologie. Mais remplir de tels blancs est le seul moyen de cartographier avec précision les nombreuses branches et branches évolutives de notre propre arbre généalogique - et d'apprendre comment nous sommes devenus ce que nous sommes.
«Même lorsque la différence n'est pas énorme», explique Gómez-Robles, «les implications de ces différences peuvent être très importantes pour comprendre les relations entre les différentes espèces et déterminer quelles sont les relations ancestrales».
