Installation expérimentale pour la production de goudron de bouleau. Les chercheurs ont brûlé de l'écorce de bouleau près des surfaces planes que les Néandertaliens auraient utilisées. Crédit :Université de Tübingen, Bénédiction Matthias
Les Néandertaliens et autres premiers humains ont produit une colle goudronneuse à partir d'écorce de bouleau; cela a longtemps été considéré comme la preuve d'un niveau élevé de développement cognitif et culturel. Les chercheurs pensaient depuis longtemps que le goudron de bouleau - utilisé par les Néandertaliens pour fabriquer des outils - ne pouvait être créé que par un processus complexe dans lequel l'écorce devait être chauffée en l'absence d'air.
Cependant, une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l'Université de Tübingen et comprenant des professeurs du département d'anthropologie de l'Université de New York et de la NYU Tandon School of Engineering a découvert qu'il existe un moyen très simple de fabriquer cette colle utile.
L'étude a été publiée le 19 août dans Actes de l'Académie nationale des sciences ( PNAS ).
"Notre article remet en question les croyances courantes selon lesquelles la présence de goudron de bouleau dans les assemblages archéologiques néandertaliens signifie qu'ils avaient des capacités cognitives sophistiquées, " a déclaré le co-auteur Radu Iovita, paléoanthropologue et archéologue paléolithique au Département d'anthropologie de l'Université de New York et membre de la faculté du Département de préhistoire ancienne et d'écologie quaternaire de l'Université de Tübingen.
Les chercheurs précédents avaient expérimenté avec des fosses, structures d'argile, monticules de cendres, et des récipients en métal et en céramique comme moyen de chauffer l'écorce en l'absence d'oxygène. Au lieu, cette équipe de recherche a expérimenté des matériaux ordinaires disponibles à l'âge de pierre. Ils ramassaient de l'écorce de bouleau fraîchement coupée ou de l'écorce morte dans la forêt et la brûlaient près des pierres plates de la rivière. Au bout de trois heures, le processus a donné une quantité utilisable d'un matériau collant noir. Le goudron pouvait facilement être gratté de la surface des pierres. Ses caractéristiques moléculaires étaient similaires aux échantillons archéologiques des sites néandertaliens et, plus important, il formait une colle plus forte que le goudron produit dans des processus sans oxygène plus complexes.
Après avoir brûlé l'écorce de bouleau sur la pierre, la pierre est recouverte de goudron. Crédit :Université de Tübingen, Claudio Tennie
L'équipe a utilisé leur adhésif pour fabriquer un outil de raclage du bois et s'est tournée vers un robot utilisant la technologie de contrôle de la force développée par Ludovic Righetti et Johannes Pfleging.
Righetti est professeur agrégé dans les départements de génie électrique et informatique et de génie mécanique et aérospatial de la NYU Tandon et chercheur principal à l'Institut Max-Planck pour les systèmes intelligents à Tübingen. Pfleging est chercheur invité en anthropologie à NYU et doctorant en robotique à l'Institut fédéral de technologie (ETH) de Zürich, La Suisse.
Leur bras robotique a traîné l'outil avec une précision que les humains ne peuvent imiter sur 170 coups. L'approche a également permis aux chercheurs de mesurer les effets avec précision :l'outil n'a montré aucun affaiblissement de la liaison adhésive.
Un robot utilisant la technologie de contrôle de la force développée par Ludovic Righetti et Johannes Pfleging a testé l'adhésif en grattant un bloc de bois 170 fois. Crédit :NYU Tandon, Johannes Pfleging
Dans un autre essai, les chercheurs ont utilisé l'adhésif pour coller un grattoir à pierre sur un manche en bois, comme l'avaient fait les Néandertaliens. Iovita a réussi à gratter la membrane externe dure de l'os de la cuisse d'un veau.
Les chercheurs disent que cette méthode de fabrication du goudron de bouleau est si simple que les premiers humains auraient pu facilement la découvrir par accident au cours de leurs activités quotidiennes. La production et l'utilisation de goudron de bouleau ne peuvent donc plus servir d'indicateur de comportement moderne ou complexe.
Les chercheurs ont utilisé de la poix de bouleau pour fixer le silex au bois, comme l'auraient fait les Néandertaliens, mais le bois a été façonné en un type de foret afin que leur bras robotique à force contrôlée puisse tester avec précision l'adhérence. Crédit :NYU Tandon, Johannes Pfleging
"L'extraction du goudron de bouleau ne prouve pas la complexité comportementale de Néandertal, " apparaît dans PNAS – Actes de l'Académie nationale des sciences , semaine du 19 août, 2019.