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    Pas de bébé :un crâne ancien aide à tracer le chemin de l'enfance moderne

    Le crâne d'enfant Dikika original (à gauche), un modèle 3D réalisé par balayage synchrotron (au milieu), et un modèle corrigé de la distorsion pendant la fossilisation (à droite). Crédit :Gunz et al. (2020) / Avancées scientifiques. , Auteur fourni

    Au sein de notre famille élargie de primates composée de lémuriens, singes, et les singes, les humains ont les plus gros cerveaux. Nos plus proches parents vivants, chimpanzés, pèse environ les deux tiers de notre poids, pourtant, notre cerveau est environ 3,5 fois plus gros.

    Les nôtres sont aussi organisés différemment, et prennent plus de temps à grandir et à mûrir. Cette longue période de développement conduit à une enfance particulièrement longue pour les humains, une enfance qui nécessite des soins et une protection parentale supplémentaires.

    Le cerveau consomme une grande quantité d'énergie. Pour une espèce qui a un petit cerveau à la naissance et un gros à l'âge adulte, la croissance doit soit se produire rapidement, ou sur une longue période, ou par une combinaison des deux.

    Les chercheurs ont d'abord observé des cerveaux exceptionnellement gros dans les archives fossiles humaines d'environ 300, il y a 000 ans. Cependant, le ralentissement du développement cérébral, qui est maintenant unique à l'homme, a commencé il y a plus de trois millions d'années dans la lignée des australopithèques. On pense que ces hominidés à deux pattes d'Afrique sont ancestraux de notre genre, Homo .

    Qu'est-ce qui a déclenché l'expansion évolutive du cerveau chez les hominidés, et comment cela se rapporte au comportement humain, restent des sujets très débattus parmi les paléoanthropologues.

    L'enfant Dikika

    En 2000, une équipe éthiopienne a découvert une découverte étonnante dans la région de Dikika :le squelette d'un bébé ancien avec un crâne presque complet.

    Datant d'environ 3,3 millions d'années, ce jeune appartenait au même genre et espèce que l'emblématique femelle adulte australopithèque Lucy - Australopithèque afarensis .

    Squelette d'australopithèques (à gauche) et reconstitutions d'australopithèques Lucy et l'enfant Dikika. Crédit :Institut des Origines Humaines &Zeray Alemseged

    Dans un nouvel article publié dans Avancées scientifiques , nous révélons que l'espèce de Lucy présente des similitudes et des différences surprenantes avec les deux chimpanzés et humains. Mais pour faire ces comparaisons, nous devions d'abord régler deux détails critiques :

    Quel âge avait exactement l'enfant Dikika lorsqu'il est mort ? comment la taille de son cerveau se compare-t-elle aux membres adultes de son espèce, comme Lucy ?

    Les rayons X à la rescousse

    Les cerveaux ne se fossilisent pas, mais à mesure qu'ils grandissent et s'étendent pendant l'enfance, les tissus qui les entourent laissent leur marque à l'intérieur du crâne.

    À l'aide de modèles virtuels en trois dimensions, les chercheurs peuvent mesurer l'espace à l'intérieur du boîtier cérébral comme indicateur de la taille du cerveau. Ceci est accompli grâce à la tomodensitométrie (CT), ou l'imagerie par rayons X synchrotron.

    Un synchrotron est une machine qui accélère des électrons proches de la vitesse de la lumière et les dirige autour d'un grand anneau. En forçant les électrons à se déplacer dans une direction circulaire avec des champs magnétiques, une lumière extrêmement brillante est produite qui peut être filtrée et ajustée à des fins de recherche.

    Un avantage de cette approche est que les impressions permanentes des plis cérébraux sur l'os peuvent fournir des indices sur les aspects clés de l'organisation du cerveau. L'imagerie synchrotron peut également fournir des informations puissantes sur le développement dentaire.

    Cette animation 3D montre le crâne de l'enfant Dikika.

    La vérité est dans la dent

    Un fait rarement reconnu à propos des humains et des autres primates est que nos dents de lait (de bébé) et nos premières molaires sont marquées d'une ligne formée à la naissance. Semblable aux anneaux de croissance d'un arbre, les coupes transversales des dents révèlent également des lignes de croissance quotidiennes reflétant les rythmes internes du corps pendant l'enfance.

    Avoir accès à des enregistrements précis des dents de l'enfant Dikika, nous avons pu déterminer l'âge de l'enfant au moment de sa mort. Les experts dentaires de notre équipe ont calculé un âge de 861 jours, environ 2,4 ans.

    Cela signifie que l'enfant a fait pousser ses molaires rapidement, comme les chimpanzés, et plus rapide que les humains. Étonnamment, cependant, son taux de développement cérébral semblait être passé de la voie rapide à la voie lente.

    Prolonger la croissance du cerveau

    Des modèles virtuels de cas de cerveau d'australopithèque révèlent que les membres de l'espèce de Lucy avaient une organisation cérébrale semblable à celle d'un chimpanzé, mais a grandi pendant une plus longue période.

    Nos estimations suggèrent qu'à l'âge de 2,4 ans, les enfants australopithèques avaient un cerveau qui n'était qu'environ 70 % de la taille des adultes, tandis que les chimpanzés moyens du même âge auraient achevé plus de 85% de leur croissance cérébrale. Ainsi, cette espèce peut combler le fossé entre les longues enfances dont les humains jouissent aujourd'hui, et les plus petits de nos ancêtres simiesques.

    Chez les primates en général, différents taux de croissance et de maturation sont associés à des stratégies variées de soins aux nourrissons. Ralentir le développement du cerveau est un moyen de répartir les besoins énergétiques d'une progéniture hautement dépendante sur de nombreuses années. Et cela peut être lié à une longue dépendance vis-à-vis des aidants.

    L'allongement de la période de croissance du cerveau allonge également la période d'apprentissage très impressionnable d'une espèce. La croissance prolongée du cerveau chez l'espèce de Lucy peut avoir fourni une base pour l'évolution ultérieure du cerveau et du comportement social de nos ancêtres.

    Ces petits pas auraient été essentiels pour la longue enfance qui est maintenant souvent considérée comme la clé de voûte de l'unicité humaine.

    Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.




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