Paléoanthropologie 5

L'adaptation des Australopithèques

Le crâne des Australopithèques

• Boîte cranienne : 380 cm³ chez A.afarensis pour atteindre 450cm³ chez A.garhi et A.africanus . 
• Moulages endocrâniens, cerveaux fossilisés --> développement des aires pariétales, mais lobes frontaux restent étroits et faible assymétrie entre les deux hémisphères       cérébraux.
• Mandibule robuste et suspendu à une face solide.
• Arcades dentaires plus ou moins divergentes selon les espèces.
• Molaires de grande taille
• Prémolaires plus ou moins molarisées selon les espèces 
• Taille des dents antérieures - incisives et canines - varie considérablement d'une espèce à l'autre, comme le profil de la symphyse mandibulaire ( Union, ou point d'union, des deux moitiés de la mandibule au niveau du menton.).
• Prognathisme de la face se manifestant au niveau de la partie alvéolaire du maxillaire ( A.afarensis et A.garhi ) , cette région est renforcée de pilier osseux chez A.africanus.
• Face courte chez A.bahrelghazali.

Tous ces caractères s'associent à un appareil masticateur puissant fait pour ingérer ( dents antérieures ) et broyer ( prémolaires et molaires ) des nourritures coriaces.

La bipédie des australopithèques 

Le squelette postcrânien des A.afarensis et des A.africanus atteste d'aptitudes au grimper vertical et à la suspension.

L'aptitude à la marche bipède est avérée par :

-  la forme du bassin, court et évasé

- l'anatomie du fémur, col et diaphyse oblique.

Cependant, la marche de Lucy et de ces australopithèques différe de la nôtre. La forme du bassin, très évasé latéralement et moins développé vers l'avant que chez nous, impose une autre répartition des masses musculaires des hanches et de la cuisse. La marche ne peut se faire que par la rotation alternée des hanches, c'est une marche instable - notamment en raison d'une articulation du genou encore lâche et qui ne se bloque pas par hyperextension comme chez l'homme - qui nécessite la mobilisation de toutes les parties du corps. Le posé du pieds se fait en varus, ce qui signifie un contact avec le sol au niveau de son bord latéral et non pas par le seul talon. Cette reconstitution de la bipédie n'admet pas la course bipède. En cas de danger, ces australopithèques devaient galoper comme le font les chimpanzés, ce qui n'est pas moins efficace sur de courtes distances.Ils devaient passer au moins autant de temps sur le sols de la savane que dans les arbres ( l'articulation du coude possède une fosse profonde qui permet un verrouillage lors de la suspension ). La taille relative des vertèbres et des articulations   - sacrum, acétabulum et genou - s'accorde avec ce mode de vie encore très arboricole . En effet, si on compare la teilles de ces articulations entre un chimpanzé, Lucy et une femme, on remarque qu'elles sont plus grandes chez les femmes, on remarque qu'elles sont plus grandes chez la femme. Les articulations sont relativement plus développées dans l'espèce humaine car elles supportent constamment le poids du haut du corps en raison d'une bipédie permanente. Mais chez les chimpanzés très arboricoles , se déplaçant le plus souvent sur les quatres membres une fois au sol, le poids se répartit mieux entre les parties postérieures et antérieures du corps, et les articulations sont relativement plus petites. Chez Lucy et les australopithèques , la taille de ces articulations est intermédiaire, en accord avec un usage plus fréquent de la bipédie que chez les chimpanzés. Il reste cependant qu'ils ne pouvaient pas marcher ainsi sur de longues distances à cause d'une cage thoracique conique  qui n'admet de respiration qu'à l'aide des mouvements du diaphragme. 

On ne connaît rien du répertoire locomoteur d'A.bahrelghazali. fait surprenant, A.anamensis révèle une bipédie très humaine alors que c'est l'espèce la plus ancienne. Quant à A.garhi, il marche mieux qu'A.afarensis mais pas de façon aussi assurée qu'A.anamensis. Les australopithèques ont développé  des répertoires locomoteurs qui incluent une mosaïque de bipédies. Cela se retrouve aussi dans l'anatomie des canaux semi-circulaires de l'oreille interne, là où se gère notre équilibre.       

Le régime des australopithèques  

Les incisives restent développées chez A.anamensis,A afarensis A.barhelghazali et A.garhi. Les dents découpent des morceaux de nourritures  dont certaines sont de grande taille , comme les fruits et les tubercules. Les molaires, a couronne large et aux reliefs bas et arrondis recouverts d'émail épais, suggèrent la mastication de nourritures coriaces. Une analyse plus fine des traces microscopiques d'usure laissées par les aliments sur l'émail révèle l'ingurgitation d'éléments abrasifs ( grains de quartz, poussières, etc...). Cela signifie que les australopithèques mangent des parties souterraines des plantes: rhizomes, tubercules, bulbes et oignons. D'où un appareil masticateur puissant. Les os de la mandibule sont robustes, à la fois pour contenir des dents de grande taille, mais aussi pour absorber les forces produites pendant la mastication. Des muscles masticateurs puissants mobilisent la mandibule , comme l'indiquent le développement de l'arcade zygomatique  ( muscle masseter), la taille des fosses temporales  ( muscle temporal antérieur) et les crêtes sagittales et nucale des individus robuste ( muscle temporal postérieur ). Cette description ne s'applique pas à A. barhelghazali qui vit dans un environnement humide et forestier et consomme des nourritures plus tendres.

Les niches écologiques des australopithèques  

Ils vivent au sein de communautés adaptées à la vie en marge des forêts et des savanes arborées. Leurs concurrents sont les autres singes  - parapio, théropithèques, cercopithèques - mais aussi phacochères. Cependant les australopithèques accèdent aux parties souterraines des plantes grâce à l'emploi de bâtons à fouir. Ce simple outil assure le succès des homininés depuis des millions d'années. Ce type d'action nécessite des capacités cognitives élaborées. La taille de leur cerveau est égale ou supérieure à celle mesurée chez les chimpanzés et le développement relatif de l'aire pariétale indique des capacités d'analyse multimodales étendues. Quand on sait que les chimpanzésutilisent des outils en bois et en pierre pour briser des noix avec des savoir faire qui se transmettent de génération en génération , on peut le supposer aussi pour les australopithèques . D'ailleurs, le développement de leur cerveau , un organe qui exige des apports nutritifs importants , est compatible avec un régime apportant une forte proportion de sucres et de glucoses. A l'occasion, ils mangent des petits mammifères ( antilopes, jeunes cochons, petits singes, etc...). Les australopithèques , comme les babouins, les chimpanzés et les hommes actuels, sont des végétariens avec des tendances omnivores - consommation de viande - plus ou moins prononcées . De jeunes antilopes , des oeufs, des insectes améliorent l'ordinaire. A.garhi exploite même des carcasses à en juger d'après les outils utilisés pour décharner les os de cheveaux et d'antilopes.Il est possible que les australopithèques les plus récents aient consommé plus de viande , notamment lors des saisons sèches.

Des vies d'australopithèques       

L'étude sur l'éruption et la formation des dents entre les différentes espèces actuelles et fossiles d'hominidés permet de reconstituer les périodes de la vie. Les dents de la denture adulte apparaissent à des ages déterminés au cours de l'existence de l'individu, selon l'espèce concernée. L'éruption de la première molaire est corrélée avec le sevrage et la fin de la croissance en volume du cerveau . L'éruption de la seconde molaire advient avec le début de la puberté. Celle de la troisième , la dent de sagesse, indique la fin de la croissance somatique . D'autre part, l'émail des dents porte des stries dont certaines indiquent leur temps de formation , analogues aux cercles de croissance des troncs d'arbres. La comparaison des chimpanzés, des australopithèques  et des hommes montre que toutes les périodes de la vie des australopithèques se rapprochent de celles connues chez les chimpanzés. Cela signifie une gestation longue de 8 mois, un sevrage vers 5 ans, la puberté vers 9 ans pour les femelles et 11 ans pour les mâles, l'âge adulte respectivement vers 14 et 17 ans. Quant à la durée de vie , c'est un facteur aléatoire soumis aux caprices des circonstances ( prédateurs, accidents, conflits). Les chimpanzés vivent en moyenne 20 à 30 ans , certains dépassent la quarantaine.

Quelques caractéristiques des systèmes sociaux se déduisent des différences anatomiques entre les mâles et les femelles, ce qu'on appelle le dimorphisme sexuel. Dans l'état actuel des échantillons fossiles, le dimorphisme sexuel ches A.anamensis semble important si on en juge par la taille de la saillie de la canine et la taille corporelle mais sans qu'on puisse le préciser. On en sait encore moins pour le seul fossile d'A barhelghazali, probablement une femelle. Il est important pour la taille corporelle chez A.afarensis, A.africanus et A.garhi, nettement plus marqué que chez les chimpanzés actuels. Il en va autrement pour les canines. Celles des mâles A.afarensis sont nettement plus développées que chez les femelles. Cette différence s'atténue chez A.africanus. Elle s'efface chez A.garhi. En se référant à ce que l'on connaît des singes actuels - c'est le principe d'actualisme - on en déduit que les australopithèques vivaient dans des communautés de plusieurs dizaines d'individus avec plusieurs mâles et femelles adultes ainsi que leurs petits. Bien que le dimorphisme de taille corporelle soit assez important, celui des canines , modéré, suppose une communauté avec des mâles apparentés et acceptant une certaine tolérance entre eux, mais probablement hostiles envers leurs voisins . C'est une caractéristique comportementale que l'on rencontre chez les chimpanzés, les bonobos et les hommes.

Bilan et questions autour des australopithèques

Les australopithèques représentent le premier groupe connu de notre lignée évolutive. Leur diversité recouvre un ensemble d'homininés adaptés à la vie des savanes arborées - certaines plus fermées , comme pour A.afarensis et A.africanus, d'autres plus forestières, comme pour A.barhelghazali, d'autres encore plus savanicole comme pour A. anamensis et A.garhi. Leurs répertoires locomoteurs mobilisent divers types de bipédie issues d'une aptitude fort ancienne au sein de la famille des hominidés. Enfin, leurs succès reposent sur leurs capacités à exploiter des milieux en mosaïque , notamment grâce à des stratégies sociales et écologiques qui nécessitent de grandes capacités cognitives, comme l'usage d'outils.

Reste la grande question : lequel de ces australopithèques est non pas à l'origine du genre homo, mais le plus proche de cette origine ? Longtemps, cette position fut dévolue au plus ancien australopithèque connu : d'abord A.africanus, au cours des années 1950 à 1980; puis A.afarensis, de 1980 à 1995. Cependant, une telle approche n'est plus possible à cause , d'une part, de la contemporanéité de plusieurs types d'australopithèques et, d'autre part, de l'application de règles plus rigoureuses de la phylogénétique systématique.

quels australopithèques près des origines du genre Homo ?

Plusieurs études mettent en évidence le partage decaractères dérivés entre le crâne des A.africanus et celui des premiers hommes, H.habilis. D'autres auteurs soulignent l'état dérivé de la bipédie d'A.anamensis. De fait, il convient de changer son nom, qui devient Praeanthropus africanus .Lucy et A.afarensis semblent installés près de l'origine des paranthropes , des homininés plus récents et contemporains des hommes. A.garhi se place aussi près d'eux . Quant à A.bahrelghazali, même si sa symphyse évoque celle des hommes plus récents, il s'agit d'une convergence morphologique qui, dans l'état actuel des connaissances, l'écarte de la proximité des origines du genre Homo

Position chronologique des homininés. Les positions relatives des espèces fossiles les unes par rapport aux autres correspondent aux relations d'ancêtres descendants les plus probables , mais avec bien des incertitudes. 

 Image tirée de " Au commencement était l'homme" par Pascal Picq, p 71 - Odile Jacob

Deux hypothèses extrêmes s'opposent . L'une suppose une séparation très ancienne du genre Homo qui commence avec A.anamensis, renommé Praeanthropus en la circonstance , et qui plonge ses racines jusqu'à Orrorin. Ce qui laisse les autres australopithèques à l'écart. L'autre admet une dichotomie très récente avec une lignée d'australopithèques située près des origines du genre homo qui peut être A.garhi en Afrique orientale ou A.africanus en Afrique australe . Entre ces deux schémas, s'ouvre un paysage déconcertant d'arbres phylogénétiques aussi buissonneux que la diversité des australopithèques . La discussion est loin d'être close.