Certains des plus anciens vestiges des premiers ancêtres humains ont été mis au jour dans les gorges d'Olduvai, une vallée du Rift dans le nord de la Tanzanie où les anthropologues ont découvert des fossiles d'hominidés qui existaient il y a 1,8 million d'années. La région a conservé de nombreux fossiles et outils de pierre, indiquant que les premiers humains s'y sont installés et ont chassé.

Maintenant, une équipe dirigée par des chercheurs du MIT et de l'Université d'Alcalá en Espagne a découvert des preuves que des sources chaudes pourraient avoir existé dans les gorges d'Olduvai à cette époque, à proximité des premiers sites archéologiques humains. La proximité de ces caractéristiques hydrothermales soulève la possibilité que les premiers humains aient pu utiliser des sources chaudes comme ressource de cuisine, par exemple pour faire bouillir des fruits frais, bien avant que l'on pense que les humains utilisaient le feu comme source contrôlée pour cuisiner.

"Pour autant que l'on sache, c'est la première fois que des chercheurs présentent des preuves concrètes de la possibilité que les gens utilisaient les environnements hydrothermaux comme ressource, où les animaux se seraient rassemblés, et où le potentiel pour cuisiner était disponible, " dit Roger Summons, le professeur Schlumberger de géobiologie au département de la Terre du MIT, Atmosphérique, et sciences planétaires (EAPS).

Summons et ses collègues ont publié leurs conclusions aujourd'hui dans le Actes de l'Académie nationale des sciences. L'auteur principal de l'étude est Ainara Sistiaga, une boursière Marie Sklodowska-Curie basée au MIT et à l'Université de Copenhague. L'équipe comprend Fatima Husain, un étudiant diplômé de l'EAPS, avec les archéologues, géologues, et géochimistes de l'Université d'Alcalá et de l'Université de Valladolid, en Espagne; l'Université de Dar es Salaam, en Tanzanie; et l'Université d'État de Pennsylvanie.

Une reconstitution inattendue

En 2016, Sistiaga a rejoint une expédition archéologique dans les gorges d'Olduvai, où des chercheurs du projet de paléoanthropologie et de paléoécologie d'Olduvai ont collecté des sédiments d'une couche de roche exposée de 3 kilomètres de long qui s'est déposée il y a environ 1,7 million d'années. Cette couche géologique était frappante car sa composition sableuse était nettement différente de la couche d'argile sombre juste en dessous, qui a été déposé il y a 1,8 million d'années.

"Quelque chose changeait dans l'environnement, nous voulions donc comprendre ce qui s'est passé et comment cela a eu un impact sur les humains, " dit Sistiaga, qui avait initialement prévu d'analyser les sédiments pour voir comment le paysage a changé en réponse au climat et comment ces changements ont pu affecter la façon dont les premiers humains vivaient dans la région.

On pense qu'il y a environ 1,7 million d'années, L'Afrique de l'Est a connu une aridification progressive, passer d'un endroit plus humide, climat arboré au séchoir, terrain plus herbeux. Sistiaga a rapporté des roches sablonneuses collectées dans la couche de la gorge d'Olduvai et a commencé à les analyser dans le laboratoire de Summons à la recherche de signes de certains lipides pouvant contenir des résidus de cires de feuilles, offrant des indices sur le type de végétation présente à l'époque.

"Vous pouvez reconstruire quelque chose sur les plantes qui étaient là par le nombre de carbone et les isotopes, et c'est la spécialité de notre laboratoire, et pourquoi Ainara le faisait dans notre laboratoire, " dit Summons. " Mais ensuite, elle a découvert d'autres classes de composés qui étaient totalement inattendus. "

Un signe sans ambiguïté

Dans les sédiments qu'elle a ramenés, Sistiaga a rencontré des lipides qui semblaient complètement différents des lipides dérivés de plantes qu'elle connaissait. Elle a apporté les données à Summons, qui ont réalisé qu'ils étaient proches des lipides produits non par les plantes, mais par des groupes spécifiques de bactéries que lui et ses collègues avaient signalés, dans un tout autre contexte, il y a près de 20 ans.

Les lipides que Sistiaga a extraits des sédiments déposés il y a 1,7 million d'années en Tanzanie étaient les mêmes lipides qui sont produits par une bactérie moderne que Summons et ses collègues ont déjà étudié aux États-Unis, dans les sources chaudes du parc national de Yellowstone.

Une bactérie spécifique, Thermocrinis ruber, est un organisme hyperthermophile qui ne se développera que dans des eaux très chaudes, tels que ceux trouvés dans les canaux d'écoulement des sources chaudes bouillantes.

"They won't even grow unless the temperature is above 80 degrees Celsius [176 degrees Fahrenheit], " Summons says. "Some of the samples Ainara brought back from this sandy layer in Olduvai Gorge had these same assemblages of bacterial lipids that we think are unambiguously indicative of high-temperature water."

C'est-à-dire, it appears that heat-loving bacteria similar to those Summons had worked on more than 20 years ago in Yellowstone may also have lived in Olduvai Gorge 1.7 million years ago. By extension, the team proposes, high-temperature features such as hot springs and hydrothermal waters could also have been present.

"It's not a crazy idea that, with all this tectonic activity in the middle of the rift system, there could have been extrusion of hydrothermal fluids, " notes Sistiaga, who says that Olduvai Gorge is a geologically active tectonic region that has upheaved volcanoes over millions of years—activity that could also have boiled up groundwater to form hot springs at the surface.

The region where the team collected the sediments is adjacent to sites of early human habitation featuring stone tools, along with animal bones. C'est possible, alors, that nearby hot springs may have enabled hominins to cook food such as meat and certain tough tubers and roots.

"The authors' comprehensive analyses paint a vivid picture of the ancient Olduvai Gorge ecosystem and landscape, including the first compelling evidence for ancient hydrothermal springs, " says Richard Pancost, a professor of biogeochemistry at the University of Bristol, qui n'a pas participé à l'étude. "This introduces the fascinating possibility that such springs could have been used by early hominins to cook food."

"Why wouldn't you eat it?"

Exactly how early humans may have cooked with hot springs is still an open question. They could have butchered animals and dipped the meat in hot springs to make them more palatable. D'une manière similaire, they could have boiled roots and tubers, much like cooking raw potatoes, to make them more easily digestible. Animals could have also met their demise while falling into the hydrothermal waters, where early humans could have fished them out as a precooked meal.

"If there was a wildebeest that fell into the water and was cooked, why wouldn't you eat it?" Sistiaga poses.

While there is currently no sure-fire way to establish whether early humans indeed used hot springs to cook, the team plans to look for similar lipids, and signs of hydrothermal reservoirs, in other layers and locations throughout Olduvai Gorge, as well as near other sites in the world where human settlements have been found.

"We can prove in other sites that maybe hot springs were present, but we would still lack evidence of how humans interacted with them. That's a question of behavior, and understanding the behavior of extinct species almost 2 million years ago is very difficult, Sistiaga says. "I hope we can find other evidence that supports at least the presence of this resource in other important sites for human evolution."