Illustration artistique d’hominins arrivant dans un paysage de mosaïque multi-biome. Selon une nouvelle étude publiée dans la revue Science par une équipe de scientifiques de Corée du Sud et d’Italie, les premiers hommes préféraient ce type d’environnement. Crédit : Institut des sciences fondamentales
De nouvelles recherches menées par une équipe internationale et publiées dans la revue Science révèlent que les premières espèces humaines étaient capables de s’adapter à une variété de paysages et de ressources alimentaires. Cette capacité d’adaptation aurait renforcé la résilience de nos ancêtres face aux changements climatiques historiques.
Le genre Homo a évolué au cours des trois derniers millions d’années, une période marquée par des fluctuations climatiques chaudes et froides de plus en plus marquées. Le mystère de l’adaptation des premières espèces humaines à l’intensification des extrêmes climatiques, aux périodes glaciaires et aux changements radicaux des paysages et de la végétation continue de déconcerter les scientifiques.
Nos ancêtres se sont-ils adaptés aux changements environnementaux locaux au fil du temps, ou ont-ils cherché des environnements plus stables avec des ressources alimentaires diversifiées ? L’évolution humaine a-t-elle été influencée davantage par les changements temporels du climat ou par le caractère spatial de l’environnement ?
Pour tester quantitativement ces hypothèses fondamentales sur l’évolution et l’adaptation de l’homme, l’équipe de recherche a utilisé une compilation de plus de trois mille spécimens de fossiles humains et sites archéologiques bien datés, représentant six espèces humaines différentes, en combinaison avec des simulations réalistes de modèles de climat et de végétation, couvrant les trois derniers millions d’années. Les scientifiques ont concentré leur analyse sur les biomes, des régions géographiques caractérisées par des climats, des plantes et des communautés animales similaires (par exemple, la savane, la forêt tropicale ou la toundra).
« Pour les sites archéologiques et anthropologiques et les âges correspondants, nous avons extrait les types de biomes locaux de notre modèle de végétation basé sur le climat. Cela nous a permis de déterminer les biomes privilégiés par les espèces d’hominines disparues H. ergaster, H. habilis, H. erectus, H. heidelbergensis et H. neanderthalensis, ainsi que par nos ancêtres directs – H. sapiens », a déclaré Elke Zeller, doctorante au Centre IBS pour la physique du climat de l’Université nationale de Pusan, en Corée du Sud, et auteure principale de l’étude.
Chronologie de l’évolution des hominines et de leur adaptation à divers types de végétation. Selon la nouvelle étude de Science, l’adaptation a joué un rôle clé dans l’expansion géographique du genre Homo. Crédit : Elke Zeller. Ce travail inclut des images adaptées de HCRP-UR501 et Sangiran 17 par Gerbil, Bodo par Ryan Somma, et Daka Homo par Cretan utilisées sous CC BY 3.0 et DNH-134 de Herries, A.I.R. et al. Science 2020.
D’après leur analyse, les scientifiques ont constaté que les premiers groupes africains préféraient vivre dans des environnements ouverts, tels que les prairies et les zones arbustives sèches. En migrant vers l’Eurasie il y a environ 1,8 million d’années, les hominines, comme H. erectus et plus tard H. heidelbergensis et H. neanderthalensis, ont développé des tolérances plus élevées à d’autres biomes au fil du temps, y compris les forêts tempérées et boréales. « Pour survivre en tant qu’habitants des forêts, ces groupes ont développé des outils en pierre plus perfectionnés et probablement aussi des compétences sociales », a déclaré le professeur Pasquale Raia, de l’Università di Napoli Federico II, en Italie, coauteur de l’étude. Finalement, H. sapiens est apparu il y a environ 200 000 ans en Afrique, devenant rapidement le maître de tous les métiers. Mobiles, flexibles et compétitifs, nos ancêtres directs ont survécu dans des environnements hostiles tels que les déserts et la toundra, comme aucune autre espèce auparavant.
En examinant de plus près les caractéristiques des paysages préférés, les scientifiques ont constaté que les premiers sites d’occupation humaine se trouvaient dans des régions où la diversité des biomes était plus grande. « Cela signifie que nos ancêtres humains aimaient les paysages en mosaïque, avec une grande variété de ressources végétales et animales à proximité les unes des autres », a déclaré le professeur Axel Timmermann, co-auteur de l’étude et directeur du Centre de physique climatique de l’IBS en Corée du Sud. Les résultats indiquent que la diversité des écosystèmes a joué un rôle clé dans l’évolution humaine.
Les auteurs ont démontré cette préférence pour les paysages en mosaïque pour la première fois à l’échelle continentale et proposent une nouvelle hypothèse de sélection de la diversité : les espèces Homo, et H. sapiens en particulier, étaient équipées de manière unique pour exploiter des biomes hétérogènes.
« Notre analyse montre l’importance cruciale de la diversité des paysages et des plantes en tant qu’élément sélectif pour les humains et en tant que moteur potentiel des développements socioculturels », ajoute Elke Zeller. En élucidant la manière dont les changements de végétation ont façonné la subsistance de l’homme, la nouvelle étude de Science offre une vision sans précédent de la préhistoire et des stratégies de survie de l’homme.
Les simulations des modèles de climat et de végétation, qui couvrent l’histoire de la Terre depuis 3 millions d’années, ont été réalisées sur l’un des superordinateurs scientifiques les plus rapides de Corée du Sud, baptisé Aleph. « Les superordinateurs apparaissent aujourd’hui comme un outil essentiel en biologie évolutive et en anthropologie », a déclaré Axel Timmermann.
Référence : « Human adaptation to diverse biomes over the past 3 million years » par Elke Zeller, Axel Timmermann, Kyung-Sook Yun, Pasquale Raia, Karl Stein et Jiaoyang Ruan, 11 mai 2023, Science.
DOI : 10.1126/science.abq1288
L’étude a été financée par l’Institut des sciences fondamentales.