Une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques des États-Unis et d'Espagne, et comprenant un géologue de l'Université du Michigan, a découvert un crâne presque complet d'un ancêtre humain primitif, estimé à environ 1,5 million d'années, et un crâne partiel daté d'environ 1,26 million d'années, de la zone d'étude de Gona dans l'État Afar en Éthiopie.

Les deux crânes, assigné à Homo erectus, étaient associés à des assemblages d'outils en pierre de type Oldowan simples (Mode 1) et plus complexes d'Acheuliens (Mode 2). Cela suggère que H. erectus avait un degré de plasticité culturelle/comportementale qui n'a pas encore été entièrement compris.

L'équipe était dirigée par Sileshi Semaw du Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) en Espagne et Michael Rogers de la Southern Connecticut State University. La géologue de l'UM Naomi Levin a coordonné les travaux géologiques pour déterminer l'âge des fossiles et leur contexte environnemental.

Les résultats de l'équipe ont été publiés le 4 mars dans la revue Avancées des sciences .

Gona est situé dans le Triangle Afar de l'Éthiopie, à côté des zones d'étude bien connues de Middle Awash et Hadar, où ont été retrouvés les fameux squelettes "Ardi" et "Lucy", respectivement.

Le crâne presque complet a été découvert à Dana Aoule Nord (DAN5), et le crâne partiel à Busidima Nord (BSN12), sites distants de 5,7 kilomètres. L'équipe de recherche étudie les gisements de Gona depuis 1999, et le crâne partiel BSN12 a été découvert par N. Toth de l'Université de l'Indiana au cours de la première saison. Le crâne DAN5 a été retrouvé un an plus tard par feu Ibrahim Habib, un collègue Afar local, sur une piste de chameau.

Le crâne partiel BSN12 est robuste et grand, tandis que le crâne DAN5 est plus petit et plus gracile, suggérant que H. erectus était probablement une espèce sexuellement dimorphe. Remarquablement, le crâne DAN5 a le plus petit volume endocrânien documenté pour H. erectus en Afrique, environ 590 centimètres cubes, représentant probablement une femme.

Le plus petit crâne d'Homo erectus d'Afrique, et les divers outils de pierre trouvés à Gona, montrer que les ancêtres humains étaient plus variés, tant sur le plan physique que comportemental, qu'on ne le savait auparavant, selon les chercheurs.

Cette diversité physique se reflète dans les technologies d'outils en pierre exposées par les artefacts trouvés en association avec les deux crânes. Au lieu de ne trouver que les grands haches ou pioches attendus, outils signature de H. erectus, l'équipe Gona a trouvé à la fois des haches bien faites et beaucoup d'outils et de noyaux Oldowan moins complexes.

Les outilleurs des deux sites vivaient à proximité d'anciennes rivières, dans des milieux avec des forêts riveraines adjacentes à des habitats ouverts. La faible valeur isotopique δ13C du crâne DAN5 est cohérente avec un régime alimentaire dominé par les plantes C3 (arbres et arbustes, et/ou des animaux qui se nourrissaient d'arbres ou d'arbustes) ou, alternativement, omnivore à large spectre.

Levin de U-M a rejoint l'équipe de recherche en tant qu'étudiant à la maîtrise en 2001 et est finalement devenu le géologue principal. Elle a coordonné les efforts pour dater les fossiles et déterminer leur contexte environnemental, travailler avec une équipe interdisciplinaire de plusieurs institutions.

Les âges des fossiles et des artefacts associés ont été limités à l'aide de diverses techniques :cartographie de terrain standard et stratigraphie, ainsi que des analyses des propriétés magnétiques des sédiments, la chimie des cendres volcaniques, et la distribution des isotopes de l'argon dans les cendres volcaniques.

« La limitation de l'âge de ces sites s'est avérée particulièrement difficile, nécessitant plusieurs experts utilisant une gamme de techniques sur plusieurs années de travail sur le terrain, " dit Levine, professeur agrégé au département U-M des sciences de la Terre et de l'environnement et au programme en environnement.

« C'est un excellent exemple de travail de détective scientifique et de la façon dont la science se fait, s'appuyant sur une communauté d'universitaires et leurs connaissances collectives de la géologie de l'Afrique de l'Est, " dit Levine, qui co-dirige un laboratoire de géochimie isotopique qui mène des études d'environnements anciens à l'aide d'isotopes de carbone et d'oxygène.

Avec le géologue de l'Université d'Arizona Jay Quade, Levin a également coordonné la reconstruction environnementale des sites de Gona.

Dans la zone d'étude de Gona dans l'État Afar en Éthiopie, H. erectus utilisait des galets de pierre disponibles localement pour fabriquer ses outils, auxquels on accédait depuis les lits des rivières avoisinants. La faune fossile était abondante sur le site BSN12, mais les marques de coupe ou les os percutés au marteau n'ont pas été identifiés.

Sur le site DAN5, un os d'orteil d'éléphant a été trouvé avec des marques de coupe d'outil en pierre, et un petit os de patte d'antilope avait une encoche de percussion, ce qui implique que H. erectus a massacré à la fois les grands et les petits mammifères, bien qu'il ne soit pas clair s'ils chassaient ou récupéraient leurs proies.

Il existe une opinion commune selon laquelle les premiers Homo (par exemple, Homo habilis) a inventé les premiers outils de pierre simples (Oldowan), mais quand H. erectus est apparu il y a environ 1,8 à 1,7 million d'années, une nouvelle technologie d'outil en pierre appelée l'Acheulien, avec de grands outils de coupe de forme appropriée tels que des haches, a émergé en Afrique.

Le moment, les causes et la nature de cette transition significative vers l'Acheulien il y a environ 1,7 million d'années ne sont pas tout à fait claires, bien que, et est une question débattue par les archéologues.

Les auteurs de l'article de Science Advances ont déclaré que leurs enquêtes à DAN5 et BSN12 ont clairement montré que la technologie Oldowan a persisté beaucoup plus longtemps après l'invention de l'Acheulien, révélateur d'une flexibilité comportementale particulière et d'une complexité culturelle pratiquée par H. erectus, un trait pas entièrement compris ou apprécié en paléoanthropologie.

"Bien que la plupart des chercheurs dans le domaine considèrent que l'Acheulien a remplacé l'ancien Oldowan (Mode 1) par 1,7 Ma, nos recherches ont montré que la technologie Mode 1 est en fait restée omniprésente tout au long du Paléolithique, " dit Semaw.

« Le point de vue simple selon lequel une seule espèce d'hominidés est responsable d'une seule technologie d'outil en pierre n'est pas pris en charge, " a déclaré Rogers. " L'histoire de l'évolution humaine est plus compliquée. "

Les sites DAN5 et BSN12 à Gona sont parmi les premiers exemples d'H. erectus associés aux assemblages de pierres d'Oldowan et d'Acheulian.

"Au cours des près de 130 ans depuis sa découverte initiale à Java, H. erectus a été récupéré dans de nombreux sites en Eurasie et en Afrique. Les nouveaux vestiges de la zone d'étude de Gona présentent un degré de diversité biologique en Afrique qui n'avait pas été vu auparavant, notamment la petite taille du crâne DAN5, ", a déclaré le co-auteur de l'étude, Scott Simpson, de la Case Western Reserve University.

"Le crâne partiel BSN12 fournit également des preuves reliant les fossiles d'Afrique et d'Asie orientale, démontrant à quel point Homo erectus a été un succès."

En Afrique, certains soutiennent que plusieurs espèces d'hominidés peuvent avoir été responsables des deux technologies de pierre contemporaines distinctes, Oldowan et Acheulien. Au contraire, les preuves de Gona suggèrent une utilisation prolongée et simultanée des technologies oldovienne et acheulienne par une seule espèce à longue durée de vie, H. erectus, dont l'expression variable mérite des recherches continues, selon les chercheurs.

"Un défi à l'avenir sera de mieux comprendre les attributs de l'outil en pierre qui sont susceptibles d'être transmis par la tradition culturelle par rapport à d'autres qui sont plus susceptibles d'être réinventés par différents groupes d'hominidés, ", a déclaré Rogers.

L'article de Science Advances s'intitule "Co-occurrence d'artefacts acheuliens et anciens avec des fossiles crâniens d'Homo erectus de Gona, Au loin, Ethiopie."