Les dents de ces crânes d'Australopithecus africanus contiennent des preuves importantes de la nutrition de ces individus à mesure qu'ils grandissent. Crédit :Luca Fiorenza, Auteur fourni
L'ancêtre lointain des humains Australopithèque africanus avaient une approche unique pour élever leurs petits, comme le montre notre nouvelle recherche publiée aujourd'hui dans La nature .
L'analyse géochimique de quatre dents montre qu'elles ont exclusivement allaité des nourrissons pendant environ 6 à 9 mois, avant de compléter le lait maternel avec des quantités variables d'aliments solides jusqu'à l'âge de 5 à 6 ans. L'équilibre entre le lait et les aliments solides au cours de cette période variait de façon cyclique, probablement en réponse aux changements saisonniers de la disponibilité alimentaire.
Cette connaissance est utile à plusieurs égards. D'un point de vue évolutif, il nous aide à comprendre les adaptations biologiques et comportementales particulières des Australopithèque africanus par rapport à d'autres ancêtres humains éteints et aux humains modernes.
Cependant, l'allaitement jusqu'à 5-6 ans est métaboliquement coûteux, il nécessite un certain apport calorique pour la mère qui allaite. L'utilisation du lait comme aliment complémentaire pour les descendants plus âgés peut avoir entravé la capacité du A. africanus espèces à survivre avec succès pendant une période de changement climatique substantiel.
Peut-être que ce mode de vie a accéléré l'extinction de A. africanus il y a environ 2 millions d'années.
Un hominidé déroutant
A. africanus a été découvert pour la première fois en 1924 par le scientifique d'origine australienne Raymond Dart à Taung en Afrique du Sud, et représentait le premier ancêtre humain primitif identifié en Afrique.
Illustration d'une mère Australopithecus africanus et de sa jeune progéniture. Crédit :José Garcia et Renaud Joannes-Boyau
Un siècle de fouilles et de recherches plus tard, Taung et d'autres sites à travers l'Afrique du Sud ont produit un riche enregistrement des premiers ancêtres humains. Cette région est maintenant un site du patrimoine mondial de l'UNESCO connu sous le nom de « Le berceau de l'humanité ».
Cette espèce d'hominidés, un membre de la lignée évolutive humaine, avait un mélange de caractéristiques de singe et de caractéristiques plus spécialisées. Il n'a été récupéré que sur des sites fossiles d'Afrique du Sud datant d'il y a entre 3 et 2 millions d'années.
Parce que seuls quelques spécimens existent, nous avons peu d'informations sur la façon dont A. africanus vécu et sa relation avec d'autres espèces d'hominidés fossiles telles que les espèces d'Afrique de l'Est de Australopithèque , le robuste Paranthrope , et notre propre genre, Homo .
Zapping des dents
Nos recherches tirent parti de techniques analytiques de pointe. Nous avons utilisé un laser pour zapper de minuscules morceaux de dents fossiles, puis utilisé un instrument appelé spectromètre de masse pour déterminer leur composition chimique.
Ceci est beaucoup moins destructeur que les méthodes traditionnelles qui nécessitent que l'échantillon soit broyé et dissous avant l'analyse. Cela en fait une technique cruciale pour les spécimens rares tels que ceux de A. africanus .
Schéma de principe de l'utilisation de l'analyse par ablation laser pour cartographier la concentration de strontium et d'uranium dans une dent. Crédit :Renaud Joannes-Boyau, Auteur fourni
Notre méthode laser nous a également permis de cartographier la composition d'un échantillon sur toute la surface d'une dent, en éclairant les changements de régime alimentaire, la mobilité ou le climat à travers le temps. C'est une avancée importante, car il peut révéler des informations impossibles à établir avec les méthodes paléontologiques conventionnelles.
Dans cette étude, nous avons cartographié les changements de concentration de baryum, strontium et lithium dans les dents fossiles de deux individus. Les quantités de ces éléments dans notre corps peuvent changer de manière significative en fonction de notre alimentation, et ces changements se reflètent dans la composition de nos os et de nos dents.
Alors que nos os continuent de changer de composition à mesure qu'ils se remodèlent au cours de notre vie, nos dents ne changent pas après leur formation pendant l'enfance. Les dents sont donc une parfaite capsule temporelle chimique de notre alimentation infantile.
Cartographier une alimentation variée
La concentration de baryum dans le lait maternel est très élevée, Ainsi, les dents de nourrisson qui se forment pendant l'allaitement auront également une forte concentration de cet élément. Cette concentration diminue progressivement au fur et à mesure que d'autres sources de nourriture sont introduites.
Les échantillons que nous avons analysés de A. africanus montrer un modèle différent, avec des fluctuations cycliques de la concentration de baryum. Cela suggère que les mères augmenteraient ou réduiraient la quantité de nourriture supplémentaire, probablement en fonction de la disponibilité d'autres ressources. Il s'agit d'une adaptation au stress alimentaire également utilisée par les orangs-outans modernes.
Australopithecus africanus canine montrant une première période de comportement d'allaitement suivie d'un signal cyclique dans le lithium, distribution du strontium et du baryum. Crédit :Renaud Joannes-Boyau
La concentration de lithium dans ces dents varie également de façon cyclique, mais pas toujours en même temps que le baryum. La cause précise des variations du lithium n'est pas encore claire mais elle semble être liée aux variations des réserves de graisse corporelle ou à la quantité de protéines ingérées.
Ceci suggère A. africanus régulièrement confronté au stress alimentaire, faisant évoluer leur alimentation et/ou leurs réserves de graisse au fil des saisons.
Nous avons comparé les résultats de A. africanus aux animaux modernes de régions de biome de savane similaires, qui a soutenu nos résultats en montrant que le signal cyclique lié aux variations saisonnières se mélange à un autre signal interprété comme un allaitement cyclique également observé chez les orangs-outans modernes.
Près de la maison
Nous avons également étudié la composition isotopique du strontium de ces dents pour aider à comprendre où A. africanus se déplaçait à travers le paysage. Les isotopes d'un même élément se distinguent par leur masse.
Les isotopes du strontium sont souvent utilisés à cette fin en paléontologie, car différentes régions ont des valeurs isotopiques caractéristiques qui sont absorbées par les aliments et les boissons.
Rapport isotopique du strontium le long de l'axe de croissance d'une dent d'Australopithecus africanus. Crédit :Renaud Joannes-Boyau
Les deux A. africanus les individus de notre étude semblaient avoir vécu la majeure partie de leur vie près de la grotte de Sterkfontein où leurs restes ont été retrouvés.
Vivre dans une région aux ressources alimentaires limitées signifiait que ces premiers hominidés auraient mangé beaucoup de différents types d'aliments collectés dans divers habitats pour survivre.
Notre recherche fournit la première compréhension du comportement infirmier des A. africanus . Nous savons maintenant que cet hominin a eu une longue période d'allaitement complétée par des quantités variables d'aliments solides qui ont fait fluctuer considérablement leurs réserves de graisse.
Cela faisait probablement partie d'une stratégie de survie largement réussie pour l'espèce.
Mais comme les écosystèmes ont changé avec le climat il y a environ 2 millions d'années, le stress métabolique sur les mères peut avoir contribué à l'extinction éventuelle de cette espèce.
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original. 
