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Des affirmations extraordinaires sur le parent humain à petit cerveau Homo naledi remettent en question la vision dominante de l'évolution cognitive

Au cours des millions d'années au cours desquelles les humains ont évolué, la taille du cerveau a triplé et le comportement est devenu exponentiellement plus élaboré. Les premiers hominidés à petit cerveau (membres de la famille humaine) ne fabriquaient que de simples outils de pierre. Plus tard, des ancêtres plus intelligents ont inventé des outils plus sophistiqués et développé des stratégies de subsistance plus avancées. Quant à la complexité comportementale de notre propre espèce à tête d'œuf, l'Homo sapiens, eh bien, nous avons tout fait pour développer une technologie qui nous a transportés aux quatre coins de la planète, enterrer cérémonieusement nos morts, former de vastes réseaux sociaux et créer de l'art, de la musique et un langage riche en sens partagé. Les scientifiques ont longtemps supposé que l'augmentation de la taille du cerveau était à l'origine de ces avancées technologiques et cognitives. De nouvelles découvertes surprenantes sur un site fossilifère en Afrique du Sud remettent en question ce principe fondamental de l'évolution humaine.

Des chercheurs travaillant dans le système de grottes Rising Star près de Johannesburg, en Afrique du Sud, rapportent qu'ils ont trouvé des preuves que l'espèce humaine fossile à petit cerveau Homo naledi se livrait à plusieurs comportements sophistiqués qui étaient auparavant associés exclusivement aux hominines à gros cerveau. Décrivant leurs découvertes dans trois articles préimprimés qui ont été publiés sur le serveur bioRxiv le 5 juin et qui seront publiés dans la revue eLife, ils soutiennent que H. naledi, dont le cerveau faisait environ un tiers de la taille du nôtre, a utilisé le feu comme source de lumière, s'est donné beaucoup de mal pour enterrer ses motifs morts et gravés qui étaient probablement symboliques dans les parois rocheuses du système de grottes. Les résultats sont préliminaires, mais si les recherches futures les confirment, les scientifiques devront peut-être repenser comment nous sommes devenus humains.

H. naledi est un ajout relativement récent au panthéon des espèces d'hominines connues. En 2013 et 2014, une équipe dirigée par le paléoanthropologue Lee Berger de l'Université du Witwatersrand, Johannesburg, désormais explorateur National Geographic en résidence, a récupéré plus de 1 500 spécimens fossiles appartenant à au moins 15 des individus du plus profond de Rising Star. Les fossiles ont révélé un hominidé avec une combinaison inattendue de traits anciens et nouveaux. Il marchait complètement droit comme le font les humains modernes, et ses mains étaient aussi habiles que les nôtres. Mais ses épaules ont été construites pour grimper et ses dents avaient la forme de celles des hominidés antérieurs du genre Australopithecus, explique John Hawks, membre de l'équipe de l'Université du Wisconsin-Madison. Le plus frappant de tous, H. naledi avait une taille de cerveau de seulement 450 à 600 centimètres cubes. À titre de comparaison, la taille moyenne du cerveau de H. sapiens est d'environ 1 400 centimètres cubes. Berger et son équipe ont annoncé la découverte en tant qu'espèce nouvelle pour la science en 2015. Deux ans plus tard, ils ont pu établir l'âge des fossiles, les datant d'il y a entre 335 000 et 236 000 ans, ce qui est étonnamment récent pour une espèce avec un si petit cerveau et d'autres traits primitifs.

Dès le début, la controverse a entouré H. naledi. Les restes ont été trouvés dans des parties du système de grottes qui sont incroyablement difficiles d'accès aujourd'hui et qui, à la connaissance de l'équipe, étaient tout aussi difficiles à atteindre lors de la visite de H. naledi. Pratiquement aucun os d'animaux de taille moyenne ou grande n'est connu sur le site, comme on pourrait s'y attendre si des créatures, y compris H. naledi, tombaient involontairement dans la grotte. Et selon l'équipe de découverte, le site n'a aucune preuve que les ossements ont été transportés par l'eau tumultueuse. L'implication, selon Berger et ses collaborateurs, était que des individus de H. naledi sont entrés délibérément dans ce système de grottes souterraines pour déposer leurs morts. Si tel était le cas, ils ont dû utiliser une source de lumière, à savoir le feu, pour naviguer dans les tunnels, les chutes et les chambres sombres et perfides de Rising Star. Mais le comportement mortuaire et le contrôle du feu ont longtemps été considérés comme l'apanage exclusif des hominidés au cerveau plus gros. Sans aucune preuve directe d'incendie ou d'inhumation délibérée des corps, la suggestion selon laquelle H. naledi aurait pu être étonnamment sophistiquée, compte tenu de la petite taille de son cerveau, est restée fermement dans le domaine de la spéculation.

Des travaux ultérieurs dans la grotte ont matériellement renforcé cette affaire. Berger et ses collègues rapportent des preuves d'enterrements à deux endroits de Rising Star, la chambre Dinaledi et l'antichambre Hill. Les cadavres de H. naledi ont été intentionnellement placés dans des fosses creusées dans le sol, puis les corps ont été recouverts de terre. Dans un cas, le cadavre a été disposé dans la fosse en position fœtale - une caractéristique commune des premières sépultures de H. sapiens. Dans une autre sépulture de H. naledi, une roche que l'équipe décrit comme ressemblant à un outil en pierre a été trouvée à côté de la main de l'un des défunts. S'il s'agit bien d'un outil en pierre ou d'un autre artefact manufacturé, c'est le seul qui ait été découvert en association avec H. naledi à ce jour.

Après avoir trouvé les sépultures, Berger et Hawks ont jeté leur dévolu sur la recherche de Rising Star pour plus d'indices sur la culture de H. naledi. Et cette fois, Berger voulait explorer lui-même le système de grottes. Un homme de grande taille, il n'avait jamais pu entrer dans les parties de Rising Star où se trouvent les restes de H. naledi - il ne pouvait tout simplement pas passer par les points les plus étroits sur la route vers les chambres fossiles. Berger a embauché une équipe de scientifiques maigres pour faire toute l'exploration et les fouilles qui ont conduit aux publications de recherche initiales. Puis, l'été dernier, après avoir perdu 55 livres (25 kilogrammes), Berger s'est finalement aventuré au cœur de Rising Star. Et c'est alors qu'il remarqua de la suie sur le plafond et du charbon de bois et des morceaux d'os brûlés sur le sol, ce qui indiquait que le feu avait été utilisé dans la grotte. Au même moment, le membre de l'équipe Keneiloe Molopyane de l'Université du Witwatersrand, qui creusait une autre partie du système de grottes connue sous le nom de Dragon's Back, a trouvé un foyer. "Presque tous les espaces de ces chambres funéraires, des chambres adjacentes et même des couloirs … ont des preuves d'incendie", a déclaré Berger.

Berger a également fait une autre découverte, sans doute plus étonnante ce jour-là dans Rising Star : des motifs gravés dans les parois de la grotte. Les gravures consistent en des lignes isolées et des motifs géométriques, y compris des croix, des carrés, des triangles, des X, des marques de hachage et des formes scalariformes ou en forme d'échelle. Les marques ont été profondément incisées dans la roche dolomitique à des endroits proches des sépultures de la chambre Dinaledi et de l'antichambre de la colline. La dolomite est une roche particulièrement dure qui mesure environ 4,7 sur l'échelle de Mohs de dureté minérale - "à peu près à mi-chemin d'un diamant", dit Berger. Cela signifie que les graveurs auraient dû déployer des efforts considérables pour faire ces marques. Les surfaces gravées semblent également avoir été lissées avec des marteaux et polies avec de la terre ou du sable, selon les chercheurs. Et certaines zones gravées brillent d'un résidu qui peut être le résultat de contacts répétés avec la roche.

Si H. naledi, avec son petit cerveau, enterrait ses morts, utilisait le feu comme source de lumière et créait des gravures, les scientifiques devront peut-être repenser le lien entre la taille du cerveau et le comportement. Nous devons prendre du recul et essayer de comprendre "la dynamique émotionnelle sociale et communautaire qui permet ce type de comportement complexe sans avoir ce gros cerveau complexe", déclare Agustín Fuentes, membre de l'équipe de l'Université de Princeton. Adopter cette perspective nous amène à penser l'évolution humaine d'une manière nouvelle, ajoute-t-il, et nous rappelle que "nous en savons beaucoup moins que nous ne le pensions".

"Cela remet en question nos perceptions de ce que signifie être humain, de ce que signifie être assez intelligent pour faire de l'art, de ce que signifie communiquer graphiquement", explique Genevieve von Petzinger, une autorité en matière d'art rupestre, qui n'a pas participé aux nouveaux articles. À peine 25 ans plus tôt, la compréhension conventionnelle était que l'Homo sapiens a inventé l'art en Europe il y a 35 000 ans. Au cours des deux dernières décennies, des chercheurs ont découvert des preuves que nos cousins, les Néandertaliens et les Dénisoviens, faisaient aussi de l'art. Cependant, H. naledi avait un cerveau beaucoup plus petit que ces hominines. Von Petzinger note que les découvertes de Rising Star sont préliminaires et que les chercheurs doivent encore mener les études détaillées qui leur permettront de déterminer "qui fabriquait quoi, où et quand". Mais, ajoute-t-elle, "je pense que tant que nous abordons cela comme le début d'une conversation nouvelle et passionnante, nous n'avons rien à perdre en étant ouverts d'esprit à ce sujet."

Certains experts qui n'étaient pas impliqués dans la nouvelle recherche pensent que Berger et ses collègues prennent de l'avance. "Je ne suis pas convaincu que l'équipe ait démontré qu'il s'agissait d'un enterrement délibéré, c'est-à-dire l'excavation d'une tombe peu profonde, le dépôt d'un cadavre dedans et la couverture ultérieure de ce cadavre avec les sédiments excavés", a déclaré l'archéologue Paul Pettitt de l'Université de Durham en Angleterre. Une excavation complète des restes résoudrait probablement le problème, dit-il, mais la décision "raisonnable" des chercheurs de laisser certains gisements intacts pour l'instant signifie que "leurs données sont en partie étudiées et, aussi impressionnantes soient-elles, ne présentent malheureusement pas une démonstration claire et sans ambiguïté d'un enterrement délibéré". Pettitt suggère que le mouvement saisonnier et à faible énergie de l'eau dans le système de grottes aurait pu entraîner les restes de H. naledi dans des dépressions naturelles du sol.

L'archéologue Michael Petraglia de l'Université Griffith en Australie pense que les chercheurs ont fait un bon cas pour les enterrements, mais il remet en question les affirmations selon lesquelles H. naledi était responsable des gravures. Un gros problème est que les scientifiques n'ont pas encore daté directement les marques. L'équipe de découverte soutient qu'il n'y a aucune indication que des hominidés autres que H. naledi et les spéléologues modernes soient entrés dans la zone sombre de Rising Star, où les matériaux fossiles et archéologiques ont été trouvés, et que les dessins sont donc mieux attribués à H. naledi. Petraglia n'est cependant pas convaincu. "La preuve que l'Homo naledi a réalisé les gravures rupestres est faible. Bien que le matériel squelettique et les gravures se trouvent dans le même contexte de grotte, il n'y a actuellement aucun moyen de les associer directement", dit-il. Les preuves d'incendie sont également problématiques : les chercheurs n'ont pas encore publié de dates pour le matériel. "Je n'ai aucune raison de croire, à ce stade, que l'Homo naledi contrôlait le feu, et j'attends des preuves scientifiques convaincantes pour prouver que c'est le cas", a déclaré Petraglia.

L'équipe travaille pour obtenir ces preuves et plus encore, y compris du matériel génétique, qui pourrait révéler les relations entre les individus de H. naledi trouvés sur le site, par exemple. Et les scientifiques espèrent impliquer d'autres chercheurs dans leurs efforts alors qu'ils réfléchissent à la meilleure façon de procéder pour étudier la richesse du matériel dans le système de grottes. Certains types d'analyse dépendent de méthodes intrinsèquement destructrices, telles que l'excavation; d'autres dépendent de méthodes moins invasives, telles que le balayage laser. "Vous avez maintenant rencontré une espèce plus complexe que les hominidés contemporains à gros cerveau, et c'était son espace", a déclaré Berger à propos de Rising Star. « Qu'est-ce qu'on en fait ? Le détruire ? Le respecter ? Je pense que nous devrions en discuter en tant que communauté.

Kate Wang est rédacteur en chef pour l'évolution et l'écologie chez Scientific American. Suivez-la sur Twitter @katewong Crédit : Nick Higgins

Kate Wang

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