Modèle du site A de Laetoli utilisant la photogrammétrie montrant cinq empreintes d’hominidés (a) ; et la carte de contour correspondante du site de Laetoli, en Tanzanie, générée à partir d’un balayage de surface en 3D (b) ; carte montrant Laetoli, qui est située dans la zone de conservation de Ngorongoro dans le nord de la Tanzanie, au sud de la gorge d’Olduvai (c) ; cartes topographiques de l’empreinte A2 (d) et de l’empreinte A3 (e). Crédit : Images (a) et (b) par Austin C. Hill et Catherine Miller. Image (c) : Illustration utilisant GoogleMaps par Ellison McNutt. Images (d) et (e) de Stephen Gaughan et James Adams
Les résultats fournissent des preuves concluantes que plusieurs espèces d’hominidés coexistaient dans le paysage.
La plus ancienne preuve sans équivoque de la marche debout dans la lignée humaine sont des empreintes de pas découvertes à Laetoli, en Tanzanie en 1978, par la paléontologue Mary Leakey et son équipe. Les voies bipèdes datent d’il y a 3,7 millions d’années. Une autre série d’empreintes de pas mystérieuses a été partiellement fouillée sur le site A voisin en 1976, mais rejetée comme ayant peut-être été faite par un ours. Une récente nouvelle fouille des empreintes de pas du site A à Laetoli et une analyse comparative détaillée révèlent que les empreintes ont été faites par un humain primitif, un hominidé bipède, selon une nouvelle étude publiée dans La nature.
“Compte tenu des preuves croissantes de la diversité locomotrice et des espèces dans les archives fossiles d’hominidés au cours des 30 dernières années, ces empreintes inhabituelles méritaient un autre regard”, a déclaré l’auteur principal Ellison McNutt, professeur adjoint d’enseignement au Heritage College of Osteopathic Medicine de l’Ohio University . Elle a commencé ses travaux en tant qu’étudiante diplômée en écologie, évolution, environnement et société au Dartmouth College, où elle s’est concentrée sur la biomécanique de la marche chez les premiers humains et a utilisé l’anatomie comparative, y compris celle des ours, pour comprendre comment l’os du talon entre en contact avec le sol (une position du pied appelée « plantigradie »).
Image de l’empreinte du Laetoli A3 (à gauche) et image d’un moulage de l’empreinte du Laetoli G1 (à droite). L’analyse montre des similitudes dans la longueur des empreintes Laetoli A3 et G, mais des différences dans la largeur de l’avant-pied, la première étant plus large. Crédit: Image à gauche par Jeremy DeSilva et à droite par Eli Burakian/Dartmouth
McNutt était fasciné par les empreintes de pas bipèdes (marche debout) sur le site A de Laetoli. Laetoli est célèbre pour son impressionnante piste d’empreintes d’hominidés sur les sites G et S, qui sont généralement acceptées comme Australopithèque afarensis—l’espèce du célèbre squelette partiel « Lucy ». Mais parce que les empreintes de pas sur le site A étaient si différentes, certains chercheurs ont pensé qu’elles avaient été faites par un jeune ours marchant debout sur ses pattes arrière.
Pour déterminer l’auteur des empreintes du site A, en juin 2019, une équipe de recherche internationale dirigée par le co-auteur Charles Musiba, professeur agrégé d’anthropologie à l’Université du Colorado à Denver, s’est rendue à Laetoli, où elle a ré-excavé et entièrement nettoyé le cinq, empreintes consécutives. Ils ont identifié des preuves que les empreintes fossiles ont été faites par un hominidé, y compris une grande empreinte pour le talon et le gros orteil. Les empreintes ont été mesurées, photographiées et scannées en 3D.
Les chercheurs ont comparé les traces du site A de Laetoli aux empreintes d’ours noirs (ours américain), les chimpanzés (Pan troglodytes), et les humains (un homme sage).
À gauche : Ellison McNutt recueille des données sur une jeune ourse noire (Ursus americanus), qui marche de manière bipède, sans aide, sur la piste de boue du Kilham Bear Center à Lyme, New Hampshire. À droite : Empreinte gauche de l’un des jeunes ours noirs mâles. Crédit : Image à gauche par Jeremy DeSilva. Image de droite par Ellison McNutt
Ils ont fait équipe avec les co-auteurs Ben et Phoebe Kilham, qui dirigent le Centre des ours de Kilham, un centre de sauvetage et de réhabilitation pour les ours noirs à Lyme, New Hampshire. Ils ont identifié quatre ours noirs juvéniles semi-sauvages au Centre, avec des pattes de taille similaire à celle des empreintes du site A. Chaque ours a été attiré avec du sirop d’érable ou de la compote de pommes, pour se lever et marcher sur ses deux pattes arrière à travers une piste remplie de boue pour capturer leurs empreintes.
Plus de 50 heures de vidéo sur les ours noirs sauvages ont également été obtenues. Les ours marchaient sur deux pieds moins de 1% du temps total d’observation, ce qui rend peu probable qu’un ours ait fait les empreintes de pas à Laetoli, d’autant plus qu’aucune empreinte n’a été trouvée de cet individu marchant sur quatre pattes.
Lorsque les ours marchent, ils font des pas très larges, oscillant d’avant en arrière », explique l’auteur principal Jeremy DeSilva, professeur agrégé d’anthropologie à Dartmouth. “Ils sont incapables de marcher avec une démarche similaire à celle des empreintes du site A, car leur musculature de la hanche et la forme de leurs genoux ne permettent pas ce genre de mouvement et d’équilibre.” Les talons des ours se rétrécissent et leurs orteils et leurs pieds ressemblent à des éventails, tandis que les premiers pieds humains sont carrés et ont un gros orteil proéminent, selon les chercheurs. Curieusement, cependant, les empreintes de pas du site A enregistrent un hominidé croisant une jambe sur l’autre en marchant – une démarche appelée « pas croisé ».
“Bien que les humains ne fassent généralement pas de pas croisés, ce mouvement peut se produire lorsqu’on essaie de rétablir son équilibre”, explique McNutt. “Les empreintes du site A peuvent avoir été le résultat d’un hominidé marchant sur une zone qui était une surface inégale.”
Ellison McNutt recueille des données sur une jeune femelle ours noir (Ursus americanus), qui marche de manière bipède, sans aide, sur la piste de boue du Kilham Bear Center à Lyme, New Hampshire. Crédit : Vidéo par Jeremy DeSilva
Sur la base des empreintes de pas recueillies auprès de chimpanzés semi-sauvages au sanctuaire des chimpanzés de l’île de Ngamba en Ouganda et de deux juvéniles captifs à l’université de Stony Brook, l’équipe a découvert que les chimpanzés ont des talons relativement étroits par rapport à leur avant-pied, un trait commun avec les ours. Mais les empreintes de pas de Laetoli, y compris celles du site A, ont des talons larges par rapport à leur avant-pied.
Les empreintes du site A contenaient également les empreintes d’un grand hallux (gros orteil) et d’un deuxième chiffre plus petit. La différence de taille entre les deux chiffres était similaire à celle des humains et des chimpanzés, mais pas des ours noirs. Ces détails démontrent en outre que les empreintes de pas ont probablement été faites par un hominidé se déplaçant sur deux pattes. Mais en comparant les empreintes de Laetoli sur le site A et les proportions de pied inférées, la morphologie et la démarche probable, les résultats révèlent que les empreintes du site A sont distinctes de celles de Australopithèque afarensis sur les sites G et S.
« Grâce à cette recherche, nous avons maintenant des preuves concluantes des empreintes du site A qu’il y avait différentes espèces d’hominidés marchant de manière bipède sur ce paysage mais de différentes manières sur des pieds différents », explique DeSilva, qui se concentre sur les origines et l’évolution de la marche humaine. « Nous avons cette preuve depuis les années 1970. Il n’a fallu que la redécouverte de ces merveilleuses empreintes de pas et une analyse plus détaillée pour nous amener ici.
Référence : « Preuve d’empreinte de la diversité locomotrice des premiers hominidés à Laetoli, en Tanzanie » par Ellison J. McNutt, Kevin G. Hatala, Catherine Miller, James Adams, Jesse Casana, Andrew S. Deane, Nathaniel J. Dominy, Kallisti Fabian, Luke D Fannin, Stephen Gaughan, Simone V. Gill, Josephat Gurtu, Ellie Gustafson, Austin C. Hill, Camille Johnson, Said Kallindo, Benjamin Kilham, Phoebe Kilham, Elizabeth Kim, Cynthia Liutkus-Pierce, Blaine Maley, Anjali Prabhat, John Reader , Shirley Rubin, Nathan E. Thompson, Rebeca Thornburg, Erin Marie Williams-Hatala, Brian Zimmer, Charles M. Musiba et Jeremy M. DeSilva, 1er décembre 2021, Nature.
DOI : 10.1038 / s41586-021-04187-7
Les autres co-auteurs sont : Catherine Miller, James Adams, Jesse Casana, Nathaniel Dominy, Luke Fannin, Stephen Gaughan, Austin C. Hill et les anciens élèves Camille Johnson ’19 et Anjali Prabhat ’20 à Dartmouth ; Kevin G. Hatala et Erin Marie Williams-Hatala à l’Université de Chatham ; Andrew S. Deane à la faculté de médecine de l’Université de l’Indiana ; Kallisti Fabian, Josephat Gurtu et Said Kallindo à la Ngorongoro Conservation Area Authority ; Ellie Gustafson et Rebeca Thornburg à l’Université du Colorado à Denver ; Simone V. Gill à l’Université de Boston; Elizabeth Kim à l’Université de Californie du Sud ; Cynthia Liutkus-Pierce et Brian Zimmer à l’Université d’État des Appalaches; Blaine Maley du Collège de médecine ostéopathique de l’Idaho ; John Reader à l’University College de Londres ; Shirley Rubin au Napa Valley College; et Nathan Thompson au NYIT College of Osteopathic Medicine.
