L'homme moderne apparu en Europe plus tôt que l'on ne le pensait

Durant des décennies, les paléontologues ont pensé que ce maxillaire humain n'était qu'un fossile préhistorique parmi d'autres. En y regardant de plus près, ils se sont aperçus que son propriétaire était le plus vieil homme moderne jamais identifié en Europe occidentale.

Selon une étude publiée mercredi, le maxillaire est en effet âgé de 41.000 à 44.000 ans et appartenait à l'un de nos ancêtres Homo sapiens, qui aurait donc pu croiser un de nos lointains cousins Neandertal à la même époque, une idée qui fait toujours l'objet d'une vive polémique entre spécialistes.

Le morceau d'os et les trois dents qui y restaient attachées ont été découverts dans une caverne préhistorique du sud de l'Angleterre en 1927.

Une soixantaine d'années plus tard, des scientifiques de l'Université d'Oxford dataient le fossile, l'estimant vieux d'environ 35.000 ans. Un âge respectable mais pas extraordinaire à l'aûne des connaissances sur le peuplement de l'Europe par nos ancêtres "Homo sapiens sapiens".

Des chercheurs se sont cependant mis à douter de la validité de cette datation après avoir découvert sur ce maxillaire supérieur des traces de colle, qui a servi à conserver l'os après sa découverte et aurait pu fausser l'analyse.

"Nous savions que nous allions devoir effectuer des tests supplémentaires pour obtenir une nouvelle datation", explique Beth Shapiro, professeur à la Penn State University (USA) et co-auteur de l'étude publiée mercredi dans la revue Nature.

Mais l'échantillon d'os épargné par la colle était trop petit pour autoriser une nouvelle datation au carbone 14 !

Mme Shapiro et ses collègues ont donc décidé de prendre le problème à l'envers: dans le sol de la caverne, ils ont prélevé des ossements d'animaux situés au-dessus et en-dessous de la strate où le maxillaire humain avait été découvert.

Ils ont ensuite daté cet ossuaire de la faune préhistorique mêlant loups, cerfs, ours des cavernes et rhinocéros laineux, obtenant une fourchette comprise entre 50.000 et 26.000 ans. En utilisant des techniques de modélisation statistique pour situer le maxillaire dans cette chronologie, ils l'estiment désormais vieux de 41.000 à 44.000 ans.

"Nous pensons que ce morceau de maxillaire est la plus ancienne preuve directe que nous avons sur la présence des humains modernes dans le nord-ouest de l'Europe", souligne Tom Higham, responsable de l'unité de datation par le radiocarbone de l'Université britannique d'Oxford.

"Cela veut aussi dire que les premiers humains ont coexisté avec les Neandertals dans cette partie du monde, ce dont doutent certains chercheurs", assure-t-il.

Autre élément qui plaide en faveur d'une coexistence des deux espèces durant plusieurs millénaires: deux molaires découvertes dans le sud de l'Italie en 1964, et jusqu'alors attribuées à tort à un Neandertal, appartiennent en fait à un Homo sapiens.

Selon une nouvelle analyse au carbone 14 réalisée par Stefano Benazzi, de l'Université de Vienne, et publiée par Nature dans une étude distincte, ces dents sont âgées de 43.000 à 45.000 ans, soit au moins aussi vieilles que le maxillaire anglais.

Les Neandertals sont apparus voici environ 300.000 ans et ont vécu en Europe, en Asie centrale et au Proche orient avant de disparaître voici un peu moins de 40.000 ans, pour des raisons inconnues.

Les premiers Hommes modernes seraient arrivés en Europe il y a environ 45 000 ans, soit plusieurs millénaires avant la date communément admise jusqu'ici.


La mâchoire d'Homme moderne découverte en Angleterre. Chris Collins (Natural History Museum, London) and Torquay Museum.

Une mâchoire, deux dents de lait.. et on repart quelques milliers d’années plus en arrière que prévu. Des fossiles ont été mal interprétés lors de leur découverte, signalent deux études publiées conjointement par la revue Nature. Leurs conclusions : l’Homme moderne (Homo sapiens) a débarqué en Europe il y a environ 45.000 ans et il s’est ensuite rapidement dispersé sur tout le continent.

Erreurs d'interprétations

La mâchoire découverte en Angleterre en 1927 avait bien été attribuée à Sapiens mais sa datation au radiocarbone réalisée en 1989 indiquait que le fossile était âgé d'environ 35.000 ans. En utilisant l'ultrafiltration, une technique de datation au carbone plus raffinée, des paléontologues anglais démontrent que la mâchoire date de 44.200 à 41.500 ans. La morphologie dentaire indique bien cependant que son attribution à Sapiens plutôt qu'à Neandertal est fiable.

Quant aux deux dents, provenant de la grotte del Cavallo, en Italie, et exhumées en 1960, elles furent après leur découverte attribuées aux Néandertaliens. Ces derniers étaient alors considérés comme les artisans des ornements et des outillages caractéristiques de la culture qui avait régné dans cette région.

Dent de lait de Cavallo (Dr Stefano Benazzi).



De nouvelles analyses effectuées par une équipe internationale -impliquant deux laboratoires français- viennent contredire ces précédentes conclusions. Les reconstructions en 3D, issues d'enregistrements par microtomographie, ont été comparées à un large échantillon de dents néandertaliennes et modernes.

En analysant les paramètres de leur structure interne et externe (en particulier l'épaisseur de l'émail et le contour des couronnes dentaires), les chercheurs ont découvert que les deux dents de Cavallo appartenaient en fait à des Hommes modernes. D'autre part, la datation au carbone 14 sur des coquilles perforées, issues des mêmes niveaux archéologiques que les dents, a montré que ces deux dents dateraient d'environ 43.000 à 45.000 ans.

Une longue cohabitation

Ces résultats indiquent donc qu’il y a environ 45.000 ans Homo sapiens était déjà présent en Europe et qu’il s’est très rapidement dispersé sur le continent, comme en témoigne la mâchoire découverte en Angleterre. Cela signifie également qu’il y a eu une longue période de coexistence des Hommes modernes avec les Néandertaliens.

Durant cette période, les deux espèces ont entretenu par moment des liens très étroits puisque les dernières analyses génétiques indiquent qu’il y a eu un croisement entre elles, et que les Homo sapiens en ont gardé un souvenir dans leur génome, ce dernier étant composé de 1 à 4 % d’ADN néandertalien.

L'arrivée de l'Homme moderne en Europe a eu lieu plusieurs millénaires avant les estimations jusqu'alors admises. Une découverte permise grâce à l'analyse de dents qui au moment où elles ont été trouvées, il y a une cinquantaine d'années, ont été à tort attribuées à des Néandertaliens. En réalité, elles appartiendraient aux premiers Homo sapiens européens.

Les premiers Hommes modernes (Homo sapiens) auraient foulé le sol européen il y a environ 43.000 à 45.000 ans, plusieurs millénaires avant la date de leur arrivée jusqu'alors admise par les scientifiques. Cette découverte a été permise grâce à la collaboration de treize équipes européennes, rapporte le CNRS dans un communiqué.

Les chercheurs, dont deux français, ont analysé deux dents de lait découvertes dans une grotte préhistorique italienne, la Grotta del Cavallo, il y a une cinquantaine d'années. Ces dents, qui d'après une datation au carbone 14, sont vieilles de 45.000 ans environ, avaient été considérées à tort comme celles de Néandertaliens. Mais en réalité, elles appartiennent à un Homo sapiens, ont révélé des reconstructions en 3D des restes humains comparées à un grand échantillon de dents néandertaliennes et modernes. Cette découverte constitue alors le plus ancien témoignage des Hommes modernes européens.
Dans la revue Nature, les scientifiques qui ont mené cette étude expliquent avoir obtenu grâce à leurs travaux un nouvel éclairage pour mieux comprendre l'arrivée des premiers Homo Sapiens en Europe, et la période de transition entre cette diffusion et la disparition des Néandertaliens, qui ont vécu en Europe pendant plus de 200.000 ans. L'hypothèse la plus largement répandue au sein de la communauté scientifique avance que cette disparition est liée à l'arrivée des Hommes modernes. Les dents de la grotte italienne révèlent une diffusion plus précoce des Homos Sapiens, et confirment alors une longue période de coexistence des deux espèces, souligne le CNRS.

Les premiers Hommes modernes (Homo sapiens) seraient arrivés en Europe il y a environ 45 000 ans, soit plusieurs millénaires avant la date communément admise jusqu'ici. Fruit d'une collaboration entre treize équipes européennes, à laquelle participent deux chercheurs français du CNRS et de l'Université Bordeaux 1 (1), ce résultat s'appuie sur de nouvelles analyses de deux dents de lait découvertes il y a une cinquantaine d'années dans une grotte préhistorique italienne, et qui avaient été attribuées à tort à des Néanderthaliens. Ces restes humains, datant d'il y a environ 45 000 ans, s'avèrent appartenir à Homo sapiens. Ils constituent les plus anciens témoignages d'Hommes modernes européens connus à ce jour. Publiés le 3 novembre dans la revue Nature, ces travaux apportent de nouveaux éléments pour mieux comprendre la diffusion des premiers Hommes modernes en Europe, ainsi que la période dite de « transition », allant de leur arrivée en Europe à la disparition des Néanderthaliens.

Selon l'hypothèse la plus largement partagée à ce jour, la disparition de l'Homme de Néanderthal, qui a vécu en Europe pendant plus de 200 000 ans, aurait un lien avec l'arrivée sur ce même continent des Hommes anatomiquement modernes (Homo Sapiens). Encore largement débattue dans la communauté scientifique, la question complexe de leur extinction vient de recevoir de nouveaux éléments de réflexion, grâce à une collaboration scientifique européenne qui s'est intéressée à deux dents de lait retrouvées par M. Palma di Cesnola (Université de Sienne), dans la Grotta del Cavallo, située près de la petite ville d'Uluzzo, au sud de l'Italie. Découverte en 1960, cette grotte contient des dépôts archéologiques témoignant de la période pendant laquelle les Néanderthaliens ont été remplacés par les Hommes modernes. Décrite à partir de plus de vingt sites archéologiques en Italie, la culture « uluzzienne » est caractérisée par la présence d'objets (ornements personnels, outils en os, colorants, etc…) typiquement associés à un comportement symbolique des Hommes modernes. Or, lors de précédents travaux, les dents de Cavallo furent attribuées aux Néanderthaliens. Ces derniers ont alors été considérés comme les artisans des ornements et des outillages caractéristiques de la culture « uluzzienne ».

De nouvelles analyses effectuées par une équipe internationale impliquant deux laboratoires français viennent contredire ces précédentes conclusions. Les reconstructions en 3D, issues d'enregistrements par microtomographie RX (2), des restes humains de Cavallo ont été comparées à un large échantillon de dents néanderthaliennes et modernes. En analysant les paramètres de leur structure interne et externe (en particulier l'épaisseur de l'émail et le contour des couronnes (3) dentaires), les chercheurs ont mis en évidence que les deux dents de Cavallo appartenaient à des Hommes modernes. D'autre part, la datation au carbone 14 par méthode AMS (4) sur des coquilles perforées, issues des mêmes niveaux archéologiques que les dents, a montré que ce matériel serait vieux d'environ 43 000 à 45 000 ans.

Ces résultats indiquent une arrivée plus précoce d'Homo sapiens en Europe. Ils confirment la longue période de coexistence des Hommes modernes avec les Néanderthaliens. De plus, cette étude suggère que, contrairement à ce qui a été affirmé par le passé, les Hommes modernes seraient les artisans de la culture uluzzienne. Cette découverte apporte de nouvelles données pour comprendre le développement des comportements symboliques des populations du Paléolithique. Issue de la réévaluation des deux dents de Cavallo, elle n'aurait pas été possible sans une collaboration entre plusieurs institutions européennes et le recours aux innovations techniques développées au cours de la dernière décennie.

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© Annamaria Ronchitelli

La Grotta del Cavallo (flèche rouge) s'ouvre sur la baie d'Uluzzo, située dans le Parc Régional Naturel de Portoselvaggio (Pouilles, sud de l'Italie).

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© Annamaria Ronchitelli et Dr. Katerina Douka

Artefacts uluzziens de la Grotta del Cavallo (Pouilles, sud de l'Italie).

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© Dr. Stefano Benazzi.

Vue mésiale du spécimen Cavallo-B (première molaire déciduale supérieure gauche), le premier Homme anatomiquement moderne d'Europe. La barre blanche dans la figure est équivalente à 1 cm.

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© Dr. Stefano Benazzi.

Reconstruction numérique en 3D de Cavallo-B (première molaire déciduale supérieure gauche). L'émail est en transparence pour montrer la dentine de la couronne.

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Notes :


(1) Unité « Anthropologie bioculturelle » (CNRS / Université de la Méditerranée /EFS Alpes Méditerranée) qui s'intéresse d'un point de vue paléoanthropologique à la problématique de la « transition » entre les Néanderthaliens et les Hommes modernes et Unité « De la Préhistoire à l'actuel : culture, environnement et anthropologie » (CNRS / Université Bordeaux 1 / ministère de la Culture et de la Communication) qui a mis à disposition de cette étude ses compétences et ses équipements en matière d'imagerie 3D à haute résolution appliquée à la paléoanthropologie.
(2) Scanner CT (Computed Tomography) à haute résolution.
(3) Partie de la dent recouverte d'émail, en opposition à la racine.
(4) Méthode AMS ou en français SMA : datation par "spectrométrie de masse par accélérateur".

Cro Magnon a t-il vraiment colonisé les îles britanniques dès il y a 42.000 ans ? C'est ce qu'affirmait un article paru dans Nature le 3 novembre dernier et dont j'avais fait écho dans cette note.
Cette recherche prend place dans un sujet très "chaud" en préhistoire : la recherche des dates et conditions dans lesquelles les hommes anatomiquement modernes sont parvenus en Europe et les relations qu'ils ont pu y entretenir, ou pas, avec les derniers néandertaliens (lire cette note "Cro Magnon n'a jamais fait la révolution".

Mais un préhistorien de Toulouse, Nicolas Teyssandier, conteste cette nouvelle datation pour le moins extraordinaire car elle place Cro Magnon - le nom populaire de "l'homme anatomiquement moderne" des scientifiques - dans les îles britanniques à une date si ancienne... qu'elle serait la plus ancienne pour notre ancêtre direct pour toute l'Europe !

Or, pour Nicolas Teyssandier, les conditions de la fouille réalisée en 1927 dans une grotte du Kent ne permettent pas de dater le morceau de machoire humaine qui y ont été récupérées de manière fiable avec la méthode utilisée par l'équipe qui signe l'article dans Nature. En effet, comme le précise l'article la "redatation" opérée récemment n'est pas directe comme celle réalisée en 1989 et qui donnait un âge d'environ 35.000 ans. La nouvelle méthode, dite d'ultrafiltration, n'a pas pu être effectuée sur le maxillaire lui même mais sur des os d'animaux situé dessous et au-dessus dans les couches stratigraphiques. L'ennui, explique Nicolas Teysssandier, c'est cette stratigraphie semble avoir été bousculée : «les relations stratigraphiques entre les os animaux datés et le vestige humain ne sont pas assurées. On note en outre que si, globalement, les dates obtenues sont dans l’ordre de l’empilement stratigraphique des échantillons datés, quelques inversions peuvent être constatées avec, par exemple, une date de 35 150 +/-330 BP pour un échantillon situé sous le maxillaire pour une date de 37 200 +/-55O à partir d’un échantillon situé au dessus.»



Voici ce que j'écrivais dans la note : «Le premier article, signé de plusieurs grosses pointures de l'archéologie (Chris Stringer, Erik Trinkaus) a repris un morceau de machoire et des dents découverts en 1927 dans la Caverne de Kent (Torquay). Elles avaient été datées en 1989 a environ 35.000 ans. Une nouvelle analyse, plus précise grace à une ultrafiltration, les vieillit à environ 42.000 ans. En outre une analyse fine des morphologies montre que les dents sont plus "modernes" que néandertaliennes. Bilan : Cro-Magnon, venu du sud, avait déjà passé la Manche (à l'époque un simple fleuve car les calottes de l'ère glaciaire avaient considérablement abaissé le niveau marin). A droite un tableau publié dans l'article qui montre le déplacement des dates de la machoire de la grotte du Kent, en bas.»

Voici le texte de critique de cet article que Nicolas Teyssandier m'a fait parvenir :
«En cherchant toujours à repousser la chronologie de l’arrivée de l’Homme anatomiquement moderne (Homo sapiens sapiens) sur le continent européen, on finit par tomber dans des écueils qui devraient désormais, en fonction des avancées méthodologiques récentes, être évités. Dans la récente livraison de Nature, revue scientifique à l’impact mondial, nos collègues T. Higham et al affirment à la fois :

• une présence particulièrement ancienne de HSS au Nord-Ouest de l’Europe dès 44-42 kyr Cal BP, sur la base de restes humain incomplets découverts dans les années 1920 en Grande-Bretagne. Ceci en ferait l’Homme moderne le plus ancien connu à ce jour sur la totalité du continent européen ;
  
• Cet humain serait, dès cette époque, l’auteur de la culture dite Aurignacien, connue pour s’être diffusée très largement sur le continent eurasiatique et toujours associée, quand des restes humains sont préservés dans les sites archéologiques, à l’Homme moderne ; on serait ainsi en présence d’une preuve de la dispersion rapide des premiers hommes modernes sur le continent européen ;
  
• A ce titre, l’Homme moderne et l’Aurignacien seraient contemporains des derniers néandertaliens en Europe qui produiraient eux, au même moment, des cultures différentes ;
  
• Sur un plan anthopologique, l’étude des dents montre que 13 traits concordent avec ceux connus pour les Hommes modernes, 3 sont davantage de morphologie néandertalienne et 7 ambigus. Il est ainsi possible que ces traits archaïques représentent soit une connaissance tronquée de la morphologie des Hommes modernes de cette époque, soit des traits partagés avec les néandertaliens voir l’indication d’échanges géniques entre les deux types humains.
  

Plusieurs évidences doivent cependant être rappelées afin de bien mesurer la portée réelle des résultats ici publiés. D’abord, le contexte archéologique du site de Kent’s cavern, fouillé dans les années 1920, à une époque où l’archéologie de la préhistoire n’interrogeait en aucun cas les vestiges et les gisements archéologiques comme nous le faisons aujourd’hui.

L’enregistrement précis de la position des vestiges archéologiques n’était par exemple pas une pratique courante à cette époque. Ces données sont pourtant essentielles lorsqu’il s’agit, près d’un siècle après leur découverte, de recontextualiser une découverte, à savoir dans le cas présent un fragment de maxillaire humain. Ce dernier a fait l’objet en 1989 d’une datation directe par la technique du Carbone 14 situant l’âge de ce vestige entre 29.100 et 32.700 avant le présent, soit entre 37.850 et 33.600 en chronologie calibrée (révisée).

Toutefois, en se basant sur le fait que des techniques modernes de traitement des échantillons datés dites par ultrafiltration permettent de mieux contrôler des pollutions modernes des échantillons et, en général, vieillissent l’âge des datations effectuées, les auteurs ont essayé de redater ce vestige humain. Or, s’il n’a pas été possible d’extraire suffisamment de collagène de qualité adéquate pour dater directement le maxillaire, les auteurs présentent de nouvelles dates effectuées à partir d’ossements animaux non transformés par l’Homme découverts au dessus et en dessous du maxillaire.

Nous ne savons rien ici des conditions de mise en place des dépôts archéologiques dans une grotte à la stratigraphie complexe. Par conséquent, les relations stratigraphiques entre les os animaux datés et le vestige humain ne sont pas assurées. On note en outre que si, globalement, les dates obtenues sont dans l’ordre de l’empilement stratigraphique des échantillons datés, quelques inversions peuvent être constatées avec, par exemple, une date de 35.150 +/-330 BP pour un échantillon situé sous le maxillaire pour une date de 37.200 +/-55O à partir d’un échantillon situé au dessus.



On sait, en outre, que les dépôts où ce reste humain a été découvert ont subi des perturbations importantes. Les fragments d’outils en silex découverts à proximité du reste montrent ainsi des raccords étalés verticalement sur près d’un mètre, soit parce que les sédiments correspondent à des coulées de boues massives venant de l’extérieur de la grotte, soit qu’ils ont été affectés par des phénomènes pertubateurs (effet de solifluction ou de cryoturbation, perturbation par les mammifères fréquentant les grottes…).

Ainsi, tant que ce fossile humain ne sera pas daté directement, ce qui ne semble actuellement pas possible, il n’est pas scientifiquement correct de le situer précisément dans le temps et surtout, d’en faire le fossile humain d’Homme anatomiquement moderne le plus ancien en Europe.

D’autres interprétations, non moins importantes, ne nous semblent pas plus assurées, notamment celle associant ce reste humain fragmentaire à l’Aurignacien, première entité culturelle paneuropéénne du Paléolithique supérieur. Ce diagnostic repose sur la découverte, toujours dans les années 1920, de 2 fragments en pierre taillée qui ne permettent en aucun cas d’identifier la tradition technique à laquelle ils appartiennent.

Ces artefacts de pierre taillée ne sont pas significatifs sur un plan culturel et, de plus, ils ne sont pas clairement associés au vestige humain, comme nous le rappelle Damien Flas de l’université de Liège, spécialiste de la transition Paléolithique moyen-supérieur dans ces régions et qui a récemment réétudié les vestiges de Kent’s Cavern. Aucun argument ne permet donc de connecter ce vestige à un contexte culturel particulier. De plus, cette interprétation va à l’encontre de tout ce que l’on connaît en Europe du nord-ouest, à savoir une introduction relativement tardive de la culture aurignacienne, aux alentours de 32.000-31.000 BP en Grande-Bretagne par exemple.

Déduire de cette étude qu’elle assure en plus la contemporanéité des aurignaciens-modernes avec les derniers néandertaliens porteurs d’industries dites de transition constitue en ce sens un raisonnement circulaire tant que tous les doutes émis auparavant ne pourront être levés.

En préhistoire et évolution humaine, comme dans tous grands domaines scientifiques, les paradigmes sont amenés à se modifier au cours du temps, au fil de nouvelles découvertes ou d’avancées méthodologiques permettant d’arriver à de nouvelles conclusions. Nous ne sommes clairement pas ici dans ce cas de figure puisque les conclusions vont à l’encontre de tout ce qui est connu par ailleurs dans le nord-ouest de l’Europe sans que le contexte archéologique de ces découvertes anciennes ne soit suffisamment assuré pour valider ces recherches. Il n’est donc tout simplement pas possible d’affirmer la présence d’un Homme moderne de culture aurignacienne en Grande-Bretagne autour de 42.000 BP.»

Cette critique est certes très vive, mais l'importance donnée par Nature à cette découverte comme ses implications méritent un débat scientifique ouvert.

Il faut noter, en revanche, que l'autre datation publiée dans la même livraison de Nature, montre un Cro Magnon très ancien, vers 43.000 et 45.000 en Italie (lire ici et ici un article de Corinne Bensimon). Une datation fondée sur les reconstructions en 3D, permises par des microtomographies en rayons X des dents de la Grottte du Cavallo, comparées à des dents néandertaliennes et modernes. Ce qui a montré qu'elles appartenaient à des Hommes modernes. Et sur la datation au carbone 14 de coquilles perforées des mêmes niveaux archéologiques que les dents, remontant à 43.000 à 45.000 ans.

Pour aller plus loin sur ce sujet lire :

► La science sous le film sur la Grotte Chauvet.

► Cro Magnon n'a jamais fait la révolution.