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Bon anniversaire Lucy, petite australopithèque …

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Lucy devient l’une des stars de la nouvelle galerie de paléontologie et de préhistoire du musée national d’Éthiopie, galerie qui a ouvert ses portes à Addis Abeba le 3 décembre …

Lucy reste la plus connue, bien que d’autres squelettes aient été découverts depuis 1974 ….

Souvenons nous… Il y a quarante ans … Lucy venait d’être découverte

© National Museum of Ethiopia Reconstitution de Lucy, squelette d'Australopithecus afarensis daté à 3,2 millions d'années. Cette reconstitution accueille le public à l'entrée de la nouvelle exposition.

© National Museum of Ethiopia Reconstitution de Lucy, squelette d’Australopithecus afarensis daté à 3,2 millions d’années. Cette reconstitution accueille le public à l’entrée de la nouvelle exposition.

Lucy, répertoriée sous le code AL 288-1, a été découverte (par Yves Coppens, Donald Johanson et Maurice Taïeb ) le 30 novembre 1974 à Hadar sur les bords de la rivière Awash en Ethiopie; elle appartient à l’espèce Australopithecus Afarensis qui a vécu entre -3,7 et -2,9 MA.

Pourquoi ce surnom ?

Les archéologues écoutaient la chanson des Beatles Lucy in the Sky with Diamonds le soir sous la tente, en répertoriant les ossements qu’ils avaient découverts.

Tout d’abord, quelques explications : plusieurs  espèces fossiles témoignent de l’évolution de la lignée humaine* . Elles sont réparties en deux genres principaux : Australopithecus et Homo.

-Les australopithèques ont acquis une bipédie permanente; ils ont été retrouvés en Afrique.

-Le genre Homo, très diversifié, est caractérisé par une augmentation progressive de la capacité crânienne et une régression de la face. .. les fossiles identifiés avec certitude sont tous africains. L’homme moderne, Homo sapiens, est la seule espèce actuelle du genre Homo: Il est apparu en Afrique ou au Proche-Orient et a colonisé tous les continents. Homo sapiens présente des caractères dérivés qui lui sont propres.

*La lignée humaine :

La découverte de restes fossiles présentant des caractères dérivés partagés avec l’espèce humaine actuelle permet de proposer une histoire évolutive de la lignée humaine.

La « lignée humaine » représente toute l’histoire évolutive des Homininés à partir du plus récent ancêtre commun  à l’Homme et au Chimpanzé. ( la lignée humaine est figurée en rouge sur le schéma ci-dessous):

NB: des données moléculaires témoignent d’une  parenté  étroite entre l’Homme, le Chimpanzé et le Bonobo  qui partagent 99,99 % de leur matériel génétique et par conséquent ont un ancêtre commun très récent.
Remarque : Cet ancêtre commun n’est ni un Chimpanzé, ni un bonobo, ni un homme !!!

lignée humaine

L’évolution de cette lignée n’est pas linéaire mais buissonnante car des espèces fossiles différentes ont coexisté alors que l’état d’évolution de leurs caractères était différent.

Une autre représentation montrant  la lignée humaine buissonnante :

lignée humaine

Voir ici une animation montrant la « lignée humaine » buissonnante

localisation de la découverte

Lucy: reconstitution de Win Munns

 

Source Ac-dijon A .Gallien

Aux côtés de Lucy sont aussi présents :

  • Ardi

couv_science

 

Ardi le plus ancien squelette d’hominidé connu à ce jour. Datant de 4,4 millions d’années, il a été découvert en Éthiopie.

Les résultats de son étude (publiés en 2009) ont apporté des informations fondamentales sur le dernier ancêtre commun aux humains et aux chimpanzés et sur les tendances évolutives des différentes lignées. 

 

 

Ardipithecus ramidus est un «mélange bizarre» de caractères archaïques et ceux qui sont propres à la lignée humaine.

Ardi_ramidus


« Avec ses 4,4 millions d’années, Ardi ne ressemblait pas à Lucy (plus jeune de 1 million d’années), mais pas non plus à un chimpanzé. Elle possédait un mélange bizarre de caractères très archaïques et de traits seulement observés dans notre propre lignée d’Homininés. Ainsi, tous les Homininés ultérieurs, dont Lucy, ont un gros orteil aligné sur les autres doigts de pied ( … ). Le gros orteil d’Ardi, lui, s’écarte sur le côté, comme ceux des grands singes (ce qui est plus pratique pour s’agripper aux branches). Mais le pied d’Ardi était aussi pourvu d’un petit os, le peroneum, qui rend la voûte du pied plus rigide ( … ) pour obtenir la force de levier nécessaire à la marche bipède. En outre, le bassin d’Ardi est celui d’un primate archaïque en train de devenir humain ( … ). Chez Lucy, voilà 3,2 millions d’années, les os des hanches étaient devenus à la fois plus larges et plus courts. Le bassin du chimpanzé, au contraire, est long et étroit, et fournit un appui plus ferme pour grimper. Le haut du bassin d’Ardi est court et large, et présente d’autres traits rarement constatés en dehors des Homininés. « 
D’après National Geographic France, juillet 2010

  • Selam

selam© National Museum d’Ethiopia, Addis Abeba

Selam est un autre fossile exceptionnel trouvé en 2000 dans la même région que Lucy. Le squelette quasi complet de ce bébé australopithèque âgé de 3,4 millions d’années a permis de mieux comprendre le mode de croissance de l’espèce Australopithecus afarensis ( il appartient à la même espèce que Lucy)

 

 

 

La galerie accueille également les plus anciens représentants de notre espèce, des Homo sapiens vieux de 160 000 ans, et les plus anciens outils au monde.

La nouvelle galerie présente également  l’impact des changements environnementaux drastiques des derniers millions d’années sur l’évolution du vivant.

L’objectif est de sensibiliser le public éthiopien et international à ce phénomène d’une urgente actualité.

Un article dans Pour la Science (2014) retrace les conséquences d’un changement climatique sur la lignée humaine

climats-hominines

 

arton5994Un petit clin d’œil à Lucy: la BD Lucy

« Adossé à un solide cadre scientifique, sous le contrôle bienveillant du célèbre professeur Yves Coppens, découvreur de la vraie Lucy, Patrick Norbert livre un récit à la fois sensible et humaniste, original, parfaitement crédible et d’un réalisme à couper le souffle ! »… voir l’article en entier ici 

Source partielle de l’article  : communiqué du CNRS: Lucy

Romundina,âgé de 415 MA,un poisson au visage familier

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Une équipe internationale présente dans Nature le fossile Romundina permettant d’expliquer l’origine d’une des parties de notre visage, la face.

Squelette du petit poisson fossile Romundina (415 millions d'années) (vue latérale) © CNRS-MNHN-UPMC Paris 6 - Philippe Loubry

Squelette du petit poisson fossile Romundina (415 millions d’années) (vue latérale) © CNRS-MNHN-UPMC Paris 6 – Philippe Loubry

Romundina ?

C’est un petit poisson cuirassé vieux de 415 millions d’années… C’est un fossile clé qui illustre étape par étape l’assemblage de la face lors de la transition entre vertébrés sans mâchoire et vertébrés avec mâchoires.

Romundina face BD - ©Vincent Dupret - Université Uppsala

Romundina face BD – ©Vincent Dupret – Université Uppsala

Les vertébrés?

Les vertébrés possèdent  une colonne vertébrale et se distribuent en deux groupes en fonction de la présence ou de l’absence de mâchoire.

De nos jours, les seuls vertébrés sans mâchoires (cyclostomes) sont les lamproies et les myxines, alors que les vertébrés à mâchoires (gnathostomes) représentent plus de 50 000 espèces, dont l’espèce humaine.

On savait déjà que les vertébrés à mâchoires dérivaient d’ancêtres n’en possédant pas mais qu’en était- il sur la formation de la face ?

 

  • Dans un embryon de vertébré sans mâchoire, des masses de cellules spécifiques croissent vers l’avant de chaque côté du cerveau avant de se rencontrer dans le plan de symétrie pour former une “lèvre supérieure” très développée (non comparable à la nôtre) entourant une unique narine juste en avant des yeux.
  • Chez un vertébré à mâchoires, au contraire, ces mêmes masses cellulaires croissent vers l’avant dans le plan de symétrie mais sous le cerveau, séparant les sacs nasaux qui s’ouvrent séparément vers l’extérieur.

Voilà pourquoi notre visage a deux narines plutôt qu’une seule en plein milieu. La partie antérieure du cerveau est aussi beaucoup plus allongée chez un vertébré à mâchoires, avec comme résultat que notre nez est en avant du visage plutôt qu’en arrière entre les deux yeux.

Jusqu’à présent, on ne savait que peu de choses sur les étapes intermédiaires de cette étrange transformation…

C’est là que le fossile de Romundina, un placoderme primitif (un « poisson cuirassé » doté de mâchoires) découvert dans l’arctique canadien, et dont le spécimen repose au Muséum national d’Histoire naturelle, entre en scène.

Reconstitution 3D de Romundina (415 millions d'années) (vue latérale gauche) © Uppsala University - Vincent Dupret

Reconstitution 3D de Romundina (415 millions d’années) (vue latérale gauche) © Uppsala University – Vincent Dupret

Romundina a ses narines bien séparées, mais logées loin en arrière du bout du museau (qui rappelle une « lèvre supérieure » de vertébré sans mâchoire).

« Ce crâne présente un mélange de caractères primitifs et modernes, lui conférant une place de choix au sein des vertébrés, le rendant particulièrement précieux pour les paléontologues« , déclare Vincent Dupret de l’Université d’Uppsala.

 

En reconstituant virtuellement les structures internes de ce crâne grâce aux rayons X à l’ESRF de Grenoble (European Synchrotron Radiation Facility), les auteurs montrent que ce crâne abritait un cerveau très court à l’avant, comme chez un vertébré sans mâchoire. De fait, « Romundina est construit comme un vertébré à mâchoires, mais avec des proportions de vertébré sans mâchoire », dit Per Ahlberg d’Uppsala ; « cela nous démontre que l’organisation de la majeure partie des masses tissulaires a été la première à changer, et que la forme de la tête ne s’est modifiée qu’ensuite« .

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=OfzbWDdJaI0[/youtube]

En replaçant Romundina dans une séquence comprenant d’autres fossiles, certains plus primitifs et d’autres plus évolués, les auteurs offrent ainsi un scénario montrant les principales étapes de cette transformation, se terminant par le reflet qui nous observe chaque matin dans le miroir de la salle de bain.

Sources :

http://www.mnhn.fr/fr/recherche-expertise/actualites/visage-familier-vieux-415-millions-annees

A primitive placoderm sheds light on the origin of the jawed vertebrate face. Vincent Dupret, Sophie Sanchez, Daniel Goujet, Paul Tafforeau & Per E. Ahlberg, Nature, 12 février 2014. doi:10.1038/nature12980

L’appareil masticatoire des Rats et des Souris, champion de l’évolution

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Les rats et les souris sont des rongeurs au succès évolutif remarquable, comme en témoignent leurs 584 espèces actuelles et leur capacité à s’adapter à des milieux très différents. Les raisons de ce succès ne sont pas encore bien élucidées : l’une d’entre elles serait leur appareil masticatoire unique parmi les rongeurs.

Des chercheurs de l’Institut de paléoprimatologie, paléontologie humaine : évolution et paléoenvironnements (CNRS / Université de Poitiers)1 viennent de décrire l’enchaînement évolutif qui a conduit les rats et les souris à acquérir cette caractéristique. Portant sur plusieurs centaines de spécimens actuels et fossiles, ces travaux ont utilisé les rayons X du Synchrotron européen (ESRF) à Grenoble. Ils ont permis de déterminer le régime alimentaire des espèces éteintes et de retracer l’histoire évolutive de ces rongeurs. Publiés dans la revue Evolution du mois de novembre 2013, ils offrent de nouvelles méthodes d’analyse pour étudier l’évolution des espèces.

Apparue en Asie il y a 12 millions d’années, la sous-famille de rongeurs appelée Murinae (souris, rats, etc.) s’est répandue dans tout « l’Ancien Monde » (Eurasie, Afrique, Australie) en moins de 2 millions d’années, une vitesse remarquable. Elle compte aujourd’hui 584 espèces, ce qui représente plus de 10 % de la diversité des mammifères actuels. Les chercheurs soupçonnent depuis longtemps que l’une des raisons de leur succès évolutif tient à leur appareil masticatoire unique. En effet, l’apparition de ce caractère coïncide avec une importante phase de diversification au sein de cette sous-famille et à leur rapide expansion.Lors de cette étude, les chercheurs ont pu identifier deux moments évolutifs clés dans l’acquisition de cet appareil masticatoire. Le premier survient il y a environ 16 millions d’années, lorsque les ancêtres des Murinae passent d’un régime herbivore à un régime insectivore. Ce nouveau régime est favorisé par l’acquisition de mouvements masticatoires peu communs parmi les mammifères, dirigés de l’arrière vers l’avant mais qui continuent d’imbriquer les dents opposées. Ceux-ci leur permettent de diminuer l’usure et donc de mieux préserver des reliefs dentaires pointus, servant à percer le squelette externe des insectes.  Puis, il y a douze millions d’années, les tous premiers Murinae retournent à un régime alimentaire herbivore tout en conservant leurs mouvements masticatoires. Ceci leur permet également d’utiliser leurs deux mandibules simultanément durant la mastication. Lors de ce changement de régime, ils se dotent d’un appareil masticatoire constitué de trois rangées longitudinales de cuspides (i.e., de reliefs). Leurs ancêtres, ainsi que les autres rongeurs apparentés comme les hamsters et les gerbilles, n’en possèdent que deux, tout comme les humains.Pour reconstruire cet enchaînement d’événements évolutifs, les scientifiques ont étudié plusieurs centaines de dents de rongeurs actuels ou disparus à l’aide du faisceau de rayons X du Synchrotron européen (ESRF) à Grenoble. Ils ont appliqué des méthodes issues de la cartographie pour analyser des modèles numériques 3D de la morphologie dentaire de ces espèces. La comparaison des structures dentaires des rongeurs actuels et fossiles leur a permis de déterminer le régime alimentaire des espèces éteintes. De plus, l’étude de l’usure de leurs dentures a permis de reconstituer le sens de la mastication, de l’arrière vers l’avant ou oblique, de ces animaux.Cette étude permet de retracer les « tâtonnements » de l’évolution aboutissant à une combinaison morphologique à l’origine de l’étonnant succès évolutif d’une famille animale. Les méthodes innovantes employées par les chercheurs pour analyser et comparer les appareils masticatoires permettront d’étudier les changements de régimes alimentaires chez d’autres mammifères éteints. Ceci pourrait être particulièrement intéressant pour les primates. En effet, avant l’apparition des hominidés, les primates ont connu plusieurs changements de régime alimentaire qui ont influé sur leur histoire évolutive postérieure.

Rongeurs

© image réalisée par Vincent Lazzari (modifiée à partir d’une des figures du présent article).

Dent de rongeur herbivore étudiée avec trois indices différents.
(A) La hauteur de la couronne dentaire représente la hauteur de la dent divisée par la longueur. Un régime herbivore est considéré comme abrasif et nécessite une dent très haute pour compenser l’effet de l’usure.
(B) La complexité dentaire est représentée par le nombre de patchs visualisés en (B). Plus la dent est complexe, plus elle sera apte à fractionner la nourriture durant la mastication (ce que nécessite les végétaux).
(C) et (D)
L’indice volumétrique représente le volume de la dent divisé par le volume total (en violet) présenté en (C) et (D). Élaboré et testé lors de cette étude, il met en évidence l’émoussement ou au contraire le tranchant des dents selon les régimes alimentaires.

Rongeurs2

© Vincent Lazzari, IPHEP (CNRS/Université de Poitiers)

Mastication et topographie dentaire chez les Murinae
A : Crâne de souris orienté
B : Rangées dentaires gauches d’une souris lors de la mastication (la flèche en noir indique la direction de la mandibule).
C : Carte topographique 3D d’une molaire supérieure appartenant à un rongeur fossile proche de l’ancêtre commun des Murinae actuels. Les flèches rouges indiquent la trajectoire de la molaire inférieure opposée lors de la mastication (transversalement). Le code couleur de la carte topographique indique les variations de pente (inclinaison) de la molaire, lesquelles sont liées au régime alimentaire.
D : Carte topographique d’une molaire supérieure appartenant à un Murinae fossile. Les flèches rouges indiquent la trajectoire de la molaire inférieure opposée lors de la mastication (de l’arrière vers l’avant). Le code couleur de la carte topographique indique les variations de pente (inclinaison) de la molaire, lesquelles sont liées au régime alimentaire.

source cnrs.fr/presse/communique/3299.htm

Entelognathus primordialis: l’arbre évolutif des vertébrés remis en question ?

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La découverte en Chine de  » Entelognathus primordialis « , un fossile de poisson vieux de 419 millions d’années, pourrait remettre en cause l’arbre évolutif des vertébrés !!!

(ci-dessus une reconstruction de Entelognathus primordialis). Crédits : Brian Choo

 » Ce petit poisson préhistorique ne va peut-être pas changer la face du monde mais, avec sa mâchoire complexe qui en fait le plus ancien « visage » connu à ce jour, il remet en cause toute l’évolution des vertébrés, humains compris.

Selon ce fossile de 20 centimètres découvert en Chine dans un parfait état de conservation, l’ancêtre de l’Homme et de toutes les créatures dotées d’un squelette osseux (Ostéichtyiens) ne serait donc pas une sorte de requin primitif mais plutôt un poisson blindé et édenté…

Les scientifiques ont pourtant longtemps pensé que les vertébrés étaient issus de poissons cartilagineux similaires aux raies et aux requins. Et qu’ils ont dû évoluer pour se créer de toutes pièces un squelette et une mâchoire articulée. Mais avec ses petits os crâniens et ses maxillaires, le fossile d’Entelognathus primordialis suggère que les vertébrés étaient sans doute dotés dès le départ de leur squelette osseux, selon les chercheurs qui ont étudié lepoisson… voir la suite  de l’article sur Huffingtonpost.fr