Figure 1. Habitats préférés de l’Homo sapiens (en violet, à gauche), de l’Homo heidelbergensis (en rouge, au milieu) et de l’Homo neanderthalensis (en bleu, à droite), calculés à partir d’une nouvelle simulation de modèle paléoclimatique réalisée au Centre de physique du climat de l’IBS et d’une compilation de données fossiles et archéologiques. Les valeurs les plus claires indiquent une meilleure adéquation de l’habitat. Les dates (1 ka = 1000 ans avant le présent) font référence à l’âge estimé des fossiles les plus jeunes et les plus anciens utilisés dans l’étude. Crédit : Institut des sciences fondamentales
Les premiers habitats humains liés aux changements climatiques passés
Une étude publiée dans Nature par une équipe internationale de scientifiques fournit des preuves claires d’un lien entre le changement climatique d’origine astronomique et l’évolution humaine.
En combinant la plus vaste base de données de restes fossiles et d’artefacts archéologiques bien datés avec un nouveau modèle de superordinateur sans précédent simulant l’histoire climatique de la Terre au cours des deux derniers millions d’années, l’équipe d’experts en modélisation climatique, en anthropologie et en écologie a pu déterminer dans quelles conditions environnementales les humains archaïques ont probablement vécu (figure 1).
L’impact du changement climatique sur l’évolution humaine est soupçonné depuis longtemps, mais il est difficile à démontrer en raison de la rareté des enregistrements climatiques à proximité des sites fossilifères humains. Pour contourner ce problème, l’équipe a étudié le climat de sa simulation informatique à l’époque et dans les lieux où vivaient les humains, d’après les archives archéologiques. Cette étude a révélé les conditions environnementales préférées de différents groupes d’hominines.[1] A partir de là, l’équipe a recherché tous les endroits et les moments où ces conditions étaient présentes dans le modèle, créant ainsi des cartes évolutives dans le temps des habitats potentiels des hominines.
“Même si les différents groupes d’humains archaïques préféraient des environnements climatiques différents, leurs habitats ont tous réagi aux changements climatiques causés par les modifications astronomiques de l’oscillation de l’axe terrestre, de l’inclinaison et de l’excentricité orbitale sur des échelles de temps allant de 21 à 400 000 ans”, a déclaré Axel Timmermann, auteur principal de l’étude et directeur du Centre IBS pour la physique du climat (ICCP) de l’Université nationale de Pusan en Corée du Sud.
Pour tester la robustesse du lien entre le climat et les habitats humains, les scientifiques ont répété leur analyse, mais en mélangeant les âges des fossiles comme un jeu de cartes. Si l’évolution passée des variables climatiques n’avait pas d’impact sur le lieu et le moment où les humains vivaient, les deux méthodes auraient abouti aux mêmes habitats. Or, les chercheurs ont constaté des différences significatives dans les schémas d’habitat des trois groupes d’hominidés les plus récents (Homo sapiens, Homo neanderthalensis et Homo heidelbergensis) en utilisant les âges fossiles mélangés et réalistes. “Ce résultat implique qu’au moins pendant les 500 derniers milliers d’années, la séquence réelle des changements climatiques passés, y compris les cycles glaciaires, a joué un rôle central dans la détermination des lieux où les différents groupes d’hominidés ont vécu et où leurs restes ont été trouvés”, a déclaré le professeur Timmermann.
“La question suivante à laquelle nous avons voulu répondre était de savoir si les habitats des différentes espèces humaines se chevauchaient dans l’espace et dans le temps. Les zones de contact passées fournissent des informations cruciales sur les successions d’espèces et les mélanges potentiels”, a déclaré le professeur Pasquale Raia de l’Università di Napoli Federico II, Naples, Italie, qui, avec son équipe de recherche, a compilé l’ensemble des données sur les fossiles humains et les objets archéologiques utilisés dans cette étude. À partir de l’analyse des zones de contact, les chercheurs ont ensuite dérivé un arbre généalogique des hominines, selon lequel les Néandertaliens et probablement les Denisovans dérivent du clade eurasien de Homo heidelbergensis il y a environ 500-400 mille ans, alors que Homo sapiens’ Les racines de l’Homo sapiens remontent aux populations d’Afrique australe de la fin du XXe siècle. Homo heidelbergensis Il y a environ 300 000 ans.
“Notre reconstruction des lignées d’hominines basée sur le climat est assez similaire aux estimations récentes obtenues soit à partir de données génétiques, soit à partir de l’analyse des différences morphologiques des fossiles humains, ce qui augmente notre confiance dans les résultats “, remarque le Dr Jiaoyang Ruan, co-auteur de l’étude et chercheur postdoctoral au Centre de physique du climat de l’IBS.
La nouvelle étude a été rendue possible par l’utilisation de l’un des superordinateurs les plus rapides de Corée du Sud, appelé Aleph. Situé au siège de l’Institut des sciences fondamentales à Daejeon, Aleph a fonctionné sans interruption pendant plus de 6 mois pour réaliser la plus longue étude complète sur le climat.simulation de modèle climatique à ce jour. “Le modèle a généré 500 téraoctets de données, soit suffisamment pour remplir plusieurs centaines de disques durs”, a déclaré le Dr Kyung-Sook Yun, chercheur au Centre de physique du climat de l’IBS, qui a mené les expériences. “Il s’agit de la première simulation continue avec un modèle climatique de pointe qui couvre l’histoire environnementale de la Terre au cours des deux derniers millions d’années, représentant les réactions du climat à la montée et à la descente des calottes glaciaires, les changements dans les concentrations de gaz à effet de serre du passé, ainsi que la transition marquée dans la fréquence des cycles glaciaires il y a environ un million d’années”, ajoute le Dr Yun.
“Jusqu’à présent, la communauté paléoanthropologique n’a pas utilisé tout le potentiel de ces simulations continues de modèles paléoclimatiques. Notre étude illustre clairement la valeur des modèles climatiques bien validés pour répondre aux questions fondamentales sur nos origines humaines”, déclare le professeur Christoph Zollikofer de l’Université de Zurich, en Suisse, et co-auteur de l’étude.
Au-delà de la question des premiers habitats humains et de l’époque et du lieu des origines de l’espèce humaine, l’équipe de recherche s’est penchée sur la manière dont les humains ont pu s’adapter à des ressources alimentaires variables au cours des deux derniers millions d’années. “Lorsque nous avons examiné les données pour les cinq principaux groupes d’hominines, nous avons découvert un schéma intéressant. Les premiers hominines africains, il y a environ 2 à 1 million d’années, préféraient des conditions climatiques stables. Cela les contraignait à des couloirs habitables relativement étroits. À la suite d’une transition climatique majeure, il y a environ 800 000 ans, un groupe connu sous le vocable générique Homo heidelbergensis s’est adapté à un éventail beaucoup plus large de ressources alimentaires disponibles, ce qui lui a permis de devenir un vagabond mondial, atteignant des régions reculées d’Europe et d’Asie orientale”, a déclaré Elke Zeller, doctorante à l’université nationale de Pusan et co-auteur de l’étude.
“Notre étude montre que le climat a joué un rôle fondamental dans l’évolution de notre genre. Homo. Nous sommes ce que nous sommes parce que nous avons réussi à nous adapter pendant des millénaires à des changements lents dans le climat passé”, déclare le professeur Axel Timmermann.
Notes
- Cette étude considère les espèces d’hominines suivantes : Homo sapiens, Homo neanderthalensis, Homo heidelbergensis (y compris les populations africaines et eurasiennes), Homo erectus et les premiers africains Homo (y compris Homo ergaster et Homo habilis).
Référence : “Climate effects on archaic human habitats and species successions” par Axel Timmermann, Kyung-Sook Yun, Pasquale Raia, Jiaoyang Ruan, Alessandro Mondanaro, Elke Zeller, Christoph Zollikofer, Marcia Ponce de León, Danielle Lemmon, Matteo Willeit et Andrey Ganopolski, 13 avril 2022, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-022-04600-9
