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La première espèce «  Homo  » a quitté l’Afrique avec un cerveau semblable à un singe

Les premiers humains avaient encore de grands cerveaux ressemblant à des singes, selon une nouvelle étude qui a révélé que les humains modernes ont évolué pour avoir nos organes de pensée «avancés» relativement récemment, il y a entre 1,7 million et 1,5 million d’années.

Cela signifie que le cerveau unique des humains modernes (Homo) s’est développé plus d’un million d’années après la Homo genre est apparu, et après le premier l’homo erectus a migré hors d’Afrique, selon l’étude, publiée en ligne jeudi (7 avril) dans la revue La science.

Cette découverte renverse une opinion précédemment admise selon laquelle le lobe frontal des humains – la partie du cerveau qui traite des tâches cognitives complexes, y compris la pensée sociale, l’utilisation d’outils et le langage – développées à la transition Australopithèque à Homo, qui s’est produit il y a environ 2,8 millions à 2,5 millions d’années, selon les chercheurs.

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Parce que les cerveaux sont faits de tissus mous qui ne fossiliser, les chercheurs ont plutôt examiné des endocasts fossilisés, ou la région du crâne qui abritait le cerveau, pour déterminer comment l’organe changeait au fil du temps.

Pour ce faire, les scientifiques ont comparé la structure des cerveaux «primitifs» ou «précoces» à celle d’un cerveau humain moderne, en examinant les endocasts des plus proches parents vivants de l’homme, le les grands singes, dont 81 chimpanzés, 27 bonobos, 43 gorilles et 32 ​​orangs-outans, ainsi que les endocasts de 110 humains modernes. Ensuite, ils ont analysé les endocasts de près de 40 crânes humains anciens, y compris ceux de Australopithecus sediba, l’homo erectus et Homo naledi, et a déterminé à quel point leur cerveau était «primitif» ou avancé en les comparant avec le grand singe et les endocastes humains modernes.

Un crâne Homo précoce de Dmanisi, Géorgie (à gauche) à côté d'un crâne Homo plus tardif de Sangiran, Indonésie (droite).  Une reconstruction virtuelle de leur cerveau montre comment l'individu Dmanisi avait un cerveau ressemblant à un grand singe, tandis que l'individu Sangiran avait un cerveau moderne semblable à celui d'un humain.

Un début Homo Crâne de Dmanisi, Géorgie (à gauche), un plus tard Homo crâne de Sangiran, Indonésie (à droite). Une reconstruction virtuelle de leur cerveau montre comment l’individu Dmanisi avait un cerveau ressemblant à un grand singe, tandis que l’individu Sangiran avait un cerveau moderne semblable à celui d’un humain. (Crédit d’image: M. Ponce de León et Ch. Zollikofer / Université de Zurich)

Lorsque les chercheurs ont conçu ce projet de recherche à la fin des années 1990, la tâche semblait inatteignable, car ils ne disposaient d’aucun moyen objectif d’interpréter la structure du cerveau à partir des endocasts, a déclaré la co-chercheuse Marcia Ponce de León, paléoanthropologue à l’Université de Zurich, a déclaré à 45Secondes.fr dans un e-mail. Mais alors, avance dans tomodensitométrie (TDM) et d’autres technologies d’imagerie ont permis aux chercheurs de «quantifier les relations cerveau-endocast chez les espèces vivantes», a-t-elle déclaré. S’il était possible de déterminer les structures cérébrales à partir des endocasts d’espèces vivantes, son équipe pourrait sûrement en déduire les structures cérébrales dans des tomodensitogrammes de crânes fossilisés, pensa-t-elle.

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Les endocasts détaillés ont révélé des empreintes des gyri et des sillons du cerveau disparus depuis longtemps, ou des plis et des sillons, ainsi que des structures vasculaires entourant le cerveau, ont découvert les chercheurs. L’analyse de ces empreintes était un travail laborieux. «C’était un travail difficile, qui nécessitait beaucoup de ‘matière grise«implication», a plaisanté Christoph Zollikofer, co-chercheur principal de l’étude, paléoanthropologue et neurobiologiste à l’Université de Zurich.

Au fur et à mesure que l’équipe se frayait un chemin à travers les endocasts fossiles, ils ont vu des changements évolutifs se dérouler, comme une région qui s’avançait plus loin vers l’arrière du cerveau au fil du temps. « Par exemple, un déplacement vers l’arrière du sulcus précentral au cours du temps de l’évolution indique de manière fiable que la région de Broca en face de lui s’est élargie au cours de l’évolution humaine », a déclaré Zollikofer. « Cette région et ses environs sont particulièrement intéressants parce que, chez les humains modernes, ils sont impliqués dans la production de la parole et d’autres capacités cognitives supérieures. »

Après avoir comparé les endocasts fossiles avec ceux des grands singes et des humains modernes, les analyses de l’équipe ont révélé que les premiers membres de Homo avait un cerveau avec un grand lobe frontal ressemblant à un singe.

« Les premières populations de notre genre Homo avaient des cerveaux de singe assez primitifs, comme leurs ancêtres, les australopithèques », a déclaré Ponce de León. Cela inclut les fossiles associés à Homo habilis et tôt l’homo erectus, les chercheurs ont dit.

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Quand les cerveaux Homo sont-ils devenus «modernes»?

le le plus tôt Homo restes selon les archives, les fossiles de Ledi-Geraru en Éthiopie datent d’il y a 2,8 millions d’années, mais ils n’ont pas conservé de cerveaux. Pour les 1 million d’années qui suivent, il n’y a pas de conservés Homo endocasts, selon Amélie Beaudet, paléoanthropologue à l’Université de Cambridge au Royaume-Uni qui n’a pas participé à l’étude, mais qui a écrit un article d’opinion à ce sujet dans la revue La science.

Cet écart d’un million d’années a intensifié le mystère du moment où Homole cerveau avancé de s’est développé. Mais des analyses de l’homo erectus les crânes ont aidé à déverrouiller cette découverte, ont déclaré les chercheurs. En particulier, un groupe de cinq l’homo erectus les crânes connus sous le nom d’individus Dmanisi, nommés d’après un site archéologique de Dmanisi, en Géorgie, étaient essentiels; les crânes vieux d’environ 1,8 million d’années étaient bien conservés et appartenaient à des individus décédés entre l’adolescence et la vieillesse.

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« Les fossiles de Dmanisi sont d’une grande importance, car ils nous montrent qu’il y a environ 1,8 million d’années, Homo avait un cerveau primitif, semblable à celui de Australopithèque et des grands singes », a déclaré Zollikofer à 45Secondes.fr dans un e-mail.

Mais avoir un lobe frontal ressemblant à un singe ne s’est pas arrêté l’homo erectus d’avoir une existence extraordinaire. « Ces personnes au cerveau primitif ont pu quitter l’Afrique, faire face aux conditions climatiques difficiles de l’Eurasie, produire une variété d’outils, s’impliquer dans l’approvisionnement en viande et apporter un soutien aux membres âgés du groupe », a déclaré Zollikofer.

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Les cinq premiers crânes Homo de Dmanisi, en Géorgie, proviennent d'individus décédés entre l'adolescence et la vieillesse.

Les cinq premiers crânes Homo de Dmanisi, en Géorgie, proviennent d’individus décédés entre l’adolescence et la vieillesse. (Crédit d’image: M. Ponce de León et Ch. Zollikofer / Université de Zurich)
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Les progrès de la technologie d'imagerie ont permis aux chercheurs de créer des reconstructions 3D détaillées des cinq crânes d'Homo erectus de Dmanisi, en Géorgie.

Les progrès de la technologie d’imagerie ont permis aux chercheurs de créer des reconstructions 3D détaillées des cinq crânes d’Homo erectus de Dmanisi, en Géorgie. (Crédit d’image: M. Ponce de León et Ch. Zollikofer / Université de Zurich)
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Les cinq personnes de Dmanisi, en Géorgie, avaient

Les cinq individus de Dmanisi, en Géorgie, avaient un cerveau « primitif » ressemblant à un grand singe. (Crédit d’image: M. Ponce de León et Ch. Zollikofer / Université de Zurich)
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Une autre vue des images virtuelles 3D des individus de Dmanisi âgés d'environ 1,8 million d'années, créées par tomodensitométrie (TDM) et reconstruction virtuelle.

Une autre vue des images virtuelles 3D des individus de Dmanisi âgés d’environ 1,8 million d’années, créées par tomodensitométrie (TDM) et reconstruction virtuelle. (Crédit d’image: M. Ponce de León et Ch. Zollikofer / Université de Zurich)
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Ce spécimen de Dmanisi, en Géorgie, est le crâne le plus complet du premier Homo jamais enregistré.  Ici, les chercheurs l'imaginent en utilisant le rayonnement électromagnétique du synchrotron de l'installation européenne de rayonnement synchrotron à Grenoble, France.

Ce spécimen de Dmanisi, en Géorgie, est le crâne le plus complet du premier Homo jamais enregistré. Ici, les chercheurs l’imaginent en utilisant le rayonnement électromagnétique du synchrotron de l’installation européenne de rayonnement synchrotron à Grenoble, France. (Crédit image: Paul Tafforeau / ESRF)

On pense que les individus Dmanissi font partie des premières populations de Homo qui a quitté l’Afrique. Ce n’est qu’il y a environ 1,7 million d’années, en Afrique, que HomoSelon les chercheurs, le lobe frontal complexe du lobe frontal a probablement commencé à se former, qui ont trouvé des preuves de la réorganisation de la région cérébrale chez Homo crânes d’Afrique et d’Asie du Sud-Est datant d’il y a 1,5 million d’années et plus jeunes. Par exemple, l’homo erectus les personnes qui vivaient il y a moins de 1,5 million d’années, dont les restes ont été retrouvés en Asie du Sud-Est, avaient des endocasts indiquant une Homo lobes frontaux, ont déclaré les chercheurs.

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Cette découverte montre qu’un lobe frontal complexe « autrefois considéré comme une caractéristique des premiers Homo en Afrique… a évolué relativement tard, « et n’était pas nécessaire pour les premières dispersions des humains hors d’Afrique, ont écrit les chercheurs dans l’étude.

Cette découverte « est intéressante et importante, mais … pas nécessairement controversée », a déclaré Fred Spoor, un paléontologue au Centre for Human Evolution Research au Natural History Museum de Londres, qui n’a pas participé à l’étude.

« Se concentrer sur une forte dichotomie entre » notre « genre Homo et les ancêtres antérieurs (par exemple Australopithèque comme ‘Lucy’ d’Ethiopie) est un vestige de l’époque où il y avait moins de fossiles disponibles, et l’évolution humaine était considérée comme un simple processus linéaire de divers ancêtres à nous les humains modernes », a déclaré Spoor à 45Secondes.fr dans un e-mail. ce contexte, l’origine du genre Homo était considérée comme une révolution biologique, associée à la fabrication d’outils en pierre et à un cerveau plus gros et plus complexe.  »

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Les chercheurs ont depuis appris « que les outils en pierre ont été fabriqués il y a déjà 3,3 millions d’années (bien avant l’origine prévue de Homo) et les espèces et spécimens du genre Homo avec des cerveaux plus petits ont été découverts « , a déclaré Spoor. » La réalité est que divers aspects qui nous caractérisent en tant qu’humains modernes ont émergé à des moments différents, et pas nécessairement comme un ensemble soigné à un « moment spécial ». « 

Une reconstruction 3D virtuelle de l'un des individus Dmanisi, montrant la structure interne du cas cérébral et la forme du cerveau déduite.

Une reconstruction 3D virtuelle de l’un des individus Dmanisi, montrant la structure interne du cas cérébral et la forme du cerveau déduite. (Crédit d’image: M. Ponce de León et Ch. Zollikofer / Université de Zurich)

Pourquoi les cerveaux Homo ont-ils changé?

Cela reste un mystère pourquoi Homo les cerveaux ont évolué pour avoir un lobe frontal sophistiqué, mais les scientifiques ont quelques idées. C’est peut-être un exemple du soi-disant «effet Baldwin», lorsqu’une capacité à apprendre un nouveau comportement peut entraîner des changements la génétique et phénotype, ou apparence, a déclaré Zollikofer. Dans ce cas, il est possible que les structures cérébrales responsables du langage et d’autres tâches cognitives complexes se soient développées dans un environnement qui favorisait et nécessitait une communication de type proto-langage, a-t-il déclaré.

« Nous émettre des hypothèses une rétroaction positive entre l’innovation culturelle et la réorganisation évolutive du cerveau « , a expliqué Zollikofer. Cela dit, même si les structures cérébrales pour le langage précoce étaient » en place « il y a environ 1,5 million d’années, » nous ne savons pas si ces premières Homo les populations avaient un langage moderne semblable à celui des humains », a-t-il dit. Au lieu de cela, les premiers humains avaient probablement« une sorte de proto-langage qui – dans le sens de la coévolution cerveau-culture – a favorisé l’évolution de ces structures cérébrales, et ces structures cérébrales ont favorisé l’évolution du proto-langage. « 

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

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