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Origines humaines : le grand voyage du fossile de “Little Foot” hors d’Afrique

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Un fossile à la valeur inestimable a été brièvement apporté dans le plus grand secret à un centre de recherche britannique il y a deux ans, dans le cadre d’une opération digne d’un roman d’espionnage.

Le spécimen a été transporté à travers l’Afrique du Sud avec un garde armé, traité comme une VIP incognito sur un vol international, puis transporté en douceur au centre radiographique Diamond, juste au sud d’Oxford.

C’est dans le centre de recherche britannique que les scientifiques ont pu voir certains détails microscopiques qui pourraient aider à démêler des indices clés des origines de l’homme moderne.

Les détails de l’opération n’ont été rendus publics que maintenant, car les premiers résultats des examens radiologiques ont été partagés avec l’ensemble de la communauté des chercheurs.

“C’était extrêmement éprouvant”, se souvient le paléoanthropologue Dominic Stratford à propos de la mission secrète. C’est la première fois qu’une partie de fossile humain datan de la préhistoire a pu sortir d’Afrique du Sud.

Non seulement les restes sont d’une immense valeur, mais après trois millions d’années ou plus enfouis dans les sédiments du sol d’une grotte sud-africaine, ils sont immensément fragiles.

Ce que le professeur Stratford avait transporté était le crâne de “Little Foot”, le fossile d’australopithèque le plus complet jamais retrouvé. Et étant donné la position des Australopithèques comme maillon de l’évolution vers l’homme moderne, cela rend Little Foot particulièrement spécial.

Le crâne dans le faisceau laser
Légende image,Des rayons X pénétrants à haute résolution permettent d’obtenir des détails cachés sans causer de dommages

Le professeur Stratford et le crâne étaient accompagnés de Ronald Clarke, le professeur de l’université de Witwatersrand qui a dirigé les fouilles de Little Foot, qui ont duré plus de 20 ans, dans les grottes de Sterkfontein, juste à l’extérieur de Johannesburg.

Le Dr Amélie Beaudet était également de la partie, désireuse d’utiliser les puissants rayons X de Diamond pour scruter l’intérieur de l’objet délicat sans le détériorer.

“Avec les rayons X, nous avons découvert que nous pouvions voir de minuscules structures comme le système vasculaire, où il y avait des vaisseaux sanguins à l’intérieur des os de Little Foot, ce qui normalement nécessiterait de découper physiquement un spécimen”, a-t-elle déclaré à BBC News.

Le professeur Ian Tattersall, conservateur émérite au Musée américain d’histoire naturelle de New York, est bouleversé par les détails révélés dans le premier article scientifique issu de l’étude.

“C’est merveilleux d’avoir la confirmation que la micromorphologie à cette résolution peut être récupérée sur un hominidé aussi ancien”, a-t-il déclaré.

L'équipe discute du crâne
Légende image,Ron Clarke a passé une grande partie de sa carrière à étudier ce seul spécimen

Le Dr Louise Humphrey, spécialiste des origines humaines et de la bioarchéologie au Natural History Museum de Londres, non impliquée dans l’étude, affirme que “ce type d’investigation non invasive des structures microscopiques a le pouvoir de reconstruire différents aspects de l’histoire de la vie d’un individu, de sa naissance à sa mort”.

A titre d’exemple, elle met en évidence les détails de l’émail des dents révélés par les rayons X.

“L’émail des dents ne se renouvelle pas au cours de la vie”, explique le Dr Humphrey, “il conserve donc une trace de l’environnement, de l’alimentation et de la santé d’un individu au cours des premières années de sa vie, lorsque les couronnes dentaires se développent”.

Les modèles de croissance perturbés révélés par les images à haute résolution indiquent “que [Little Foot] a connu au moins deux événements qui ont interrompu son développement au cours de la petite enfance”, dit-elle.

Le Dr Beaudet a déclaré à la BBC que ces défauts de dents sont particulièrement notables. Dans la revue scientifique on les explique par “la carence alimentaire ou le stress nutritionnel”, bien que dans une interview pour l’émission Inside Science de la BBC Radio 4, elle a convenu “que nous ne savons pas si Little Foot a été malade à un moment donné, ou si elle n’a pas pu trouver assez de nourriture”.

Diamond vu du ciel
Légende image,Diamond est ce qu’on appelle un synchrotron. Cette machine géante produit des rayons X brillants

Le Dr Beaudet dit qu’ils prévoient également de mesurer une couche de matériau à la racine des dents appelée cément, qui pourrait indiquer l’âge de Little Foot au moment de sa mort. On pense que la mort est survenue lorsque la créature est tombée dans la grotte par une ouverture dans le sol.

La quantité de données que l’équipe a réussi à collecter à Diamond, l’équivalent de sept téraoctets (140 disques Blu-ray), a été un véritable défi. La génération de ces données l’a été aussi.

Le crâne, à peine plus petit que celui d’un humain moderne, était bien plus grand que ce qu’ils avaient l’habitude d’examiner à la ligne de faisceaux d’imagerie “I12” du synchrotron.

Les chercheurs sud-africains avaient d’abord envoyé un plâtre du spécimen, a expliqué Thomas Connolley, le scientifique principal de la ligne de faisceaux.

Cela a permis à l’équipe de répéter la meilleure façon de soumettre l’objet réel au laser en toute sécurité. Et comme il était trop grand pour être imagé d’un seul coup, il a fallu mettre au point de nouvelles techniques pour assembler un patchwork de photos afin de créer un rendu 3D complet – tout en étant conscient de l’importance du crâne dans la préhistoire humaine

“Seules deux personnes étaient autorisées à manipuler le fossile”, a-t-il rapporté. “Le professeur Clarke et Dominic Stratford.”

Il a ajouté : “Aucun d’entre nous n’a été autorisé à le toucher – pour une très bonne raison ! Little Foot est probablement le fossile le plus ancien et le mieux préservé de ce type”.

“C’était une expérience très spéciale”, a admis le Dr Connolley. “C’était en fait très émouvant de penser que nous étudiions l’un de nos tout premiers ancêtres – pour tout le monde je pense, certainement pour moi”.

Dominic Stratford avoue aussi avoir été un peu ému.

“C’était un moment fantastique lorsque nous étions tous “coincés” ensemble dans la salle de contrôle du laser – il est toujours difficile d’imaginer ce qui est préservé, alors quand nous avons finalement commencé à voir certaines images, c’était tout à fait remarquable”, se souvient-il.

Schéma du diamant

Le Dr Beaudet, qui travaille maintenant à l’université de Cambridge après avoir passé plusieurs années dans l’équipe du professeur Clarke à Witwatersrand, affirme que c’est l’empreinte du cerveau à l’intérieur du crâne qui sera la plus intéressante pour ce qu’elle révèle du développement précoce de l’intelligence humaine.

L’équipe a déjà identifié les traces de vaisseaux sanguins à l’intérieur du crâne qui sont similaires à ceux que l’on trouve chez l’homme moderne.

“L’hypothèse principale est que chez l’homme moderne, ces vaisseaux participent à la thermorégulation – empêchant notre cerveau de devenir trop chaud. Avec Little Foot, le cerveau avait la même taille que celui d’un chimpanzé. Ce n’est que plus tard dans l’évolution que le cerveau a connu une croissance spectaculaire. Mais à un moment donné, quelque chose a dû changer dans le système vasculaire aussi. Le fait que nous puissions voir ces vaisseaux dans Little Foot est donc très prometteur”, dit-elle.

Le problème est qu’à l’heure actuelle, l’équipe n’a pas de comparaisons de fossiles – aucune étude aussi détaillée n’a été tentée auparavant sur des restes humains anciens.

Squelette de Little Foot
Légende image,Little Foot est ainsi surnommé en raison de la nature de ses os des pieds

Pour le paléoanthropologue Ian Tattersall, c’est ce qui rend les données préliminaires de Diamond si alléchantes.

“Bien qu’il n’y ait pas de révélations étonnantes ici, cette étude ouvre de grandes perspectives pour l’avenir”, a-t-il déclaré. “Et elle est particulièrement significative pour démontrer que la micromorphologie peut être récupérée à partir de fossiles d’hominidés vraiment anciens sans avoir à recourir à des techniques destructrices. C’est vraiment une perspective passionnante”.

Selon le Dr Beaudet, il reste encore beaucoup de travail à faire sur les scanners du crâne déjà obtenus, mais elle est impatiente d’examiner les os des jambes et des bras, des mains et des pieds de Little Foot, pour ce qu’ils révèleront de la transition de nos ancêtres de la vie dans les arbres à la course sur le sol.

Une représentation artistique de Little Foot
Légende image,Une représentation artistique de l’Australopithèque (L) avec une partie des restes fossiles (R), qui ont été enfermés dans la roche. On pense que le fossile a environ 3,6 millions d’années

Le succès de ces premières expériences rassure le professeur Stratford.

“L’une des bénédictions et des malédictions de Little Foot est que nous avons ces os uniques, complets et étonnamment bien préservés, ce qui est quasiment unique. Les fragments sont faciles à déplacer et à scanner. Mais si vous avez un os complet de la jambe, ou du bras et de l’omoplate, cela devient un véritable défi”, a-t-il déclaré.

“Nous avons vu qu’il était possible de faire cela à Diamond. Et cela signifie que nous pourrions reconstituer comment Little Foot vivait, comment elle se déplaçait, sous quelles contraintes elle soumettait les os. Et nous pourrions intégrer cela dans le tableau général de l’évolution humaine de l’époque.”

bbc

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