Trois phases distinctes de la variabilité climatique en Afrique de l'Est ont coïncidé avec des changements dans l'évolution et la dispersion des hominines au cours des 620 000 dernières années, a révélé une analyse des proxies environnementaux à partir d'un enregistrement de sédiments lacustres.

Le projet explore le chapitre le plus récent de l'évolution humaine en analysant les sédiments lacustres à proximité immédiate des sites clés paléoanthropologiques d'Afrique de l'Est à l'aide de forages profonds scientifiques. L'effort de recherche comprenait plus de 22 chercheurs de 19 institutions dans 6 pays et était dirigé par le Dr Verena Foerster de l'Institut d'enseignement de la géographie de l'Université de Cologne. L'article "La variabilité climatique du Pléistocène en Afrique de l'Est a influencé l'évolution des hominines" est maintenant paru dans Nature Geoscience .

Malgré plus d'un demi-siècle de découvertes de fossiles d'hominidés en Afrique de l'Est, le contexte environnemental régional de l'évolution et de la dispersion des humains modernes et de leurs ancêtres n'est pas bien établi. En particulier pour le Pléistocène (ou période glaciaire) entre 2 580 000 et 11 700 ans, il n'y a pas d'enregistrements paléo-environnementaux continus à haute résolution disponibles pour le continent africain.

L'équipe de recherche a extrait deux carottes de sédiments continues de 280 mètres du bassin de Chew Bahir dans le sud de l'Éthiopie, une zone où les premiers humains ont vécu et se sont développés pendant le Pléistocène. Chew Bahir est situé très à distance dans un sous-sol tectonique profond à proximité immédiate de la région de Turkana et de l'Omo-Kibish, sites paléoanthropologiques et archéologiques clés.

Les carottes ont fourni l'enregistrement le plus complet pour une si longue période jamais extrait dans la région, révélant comment différents climats ont influencé la transformation biologique et culturelle des humains habitant la région.

Une équipe interdisciplinaire comprenant des géoscientifiques, des sédimentologues, des micro-paléontologues, des géologues, des géographes, des géochimistes, des archéologues, des chronologues et des modélisateurs climatiques a travaillé à la récupération des deux carottes continues de sédiments, à partir desquelles des soi-disant proxies (comme des microfossiles ou des variations élémentaires) ont été utilisées pour glaner des données pour reconstituer l'histoire climatique de la région.

Les archéologues, les biologistes de l'évolution et les anthropologues de l'évolution ont ensuite identifié des phases de stress climatique ainsi que des conditions plus favorables et ont interprété comment ces facteurs ont modifié les habitats humains, influençant l'évolution biologique et culturelle humaine ainsi que leur dispersion.

Plus précisément, les scientifiques ont découvert que divers groupes d'hominines anatomiquement divers habitaient la région pendant une phase de conditions humides durables et relativement stables d'environ 620 000 à 275 000 ans BP (avant le présent). Cependant, une série d'impulsions plus courtes, brusques et extrêmement arides ont interrompu cette longue phase généralement stable et humide. Cela a très probablement entraîné une fragmentation des habitats, des changements dans la dynamique des populations et même des extinctions de populations locales.

En conséquence, de petites populations isolées sur le plan reproductif et culturel ont ensuite dû s'adapter à des environnements locaux radicalement transformés, stimulant probablement l'apparition de nombreux groupes d'hominines géographiquement et anatomiquement distincts et la séparation de nos ancêtres humains modernes des groupes archaïques.

A phase with significant climate swings resulting in regularly transformed habitats in the area from approximately 275,000 to 60,000 years BP repeatedly resulted in environmental shifts from lush vegetation with deep fresh water lakes to highly arid landscapes with the extensive lakes reduced to small saline puddles. In this phase, the population groups gradually transitioned from Acheulean technologies (oval hand axes made of stone and primarily associated with Homo ergaster/erectus) to more sophisticated Middle Stone Age technologies.

This crucial phase also encompasses the emergence of Homo sapiens in eastern Africa as well as key human social, technological, and cultural innovations that could have buffered early Homo sapiens from the impacts of severe environmental changes. "These innovations, such as more varied toolkits and long-distance transport, would have equipped modern humans with an unprecedented adaptability to the repeated expansions and contractions of habitats," said Dr. Foerster, the paper's lead author.

The phase from approximately 60,000 to 10,000 years BP saw the most extreme environmental fluctuations, but also the most arid phase of the entire record, which could have acted as a motor for continuous indigenous cultural change. The scientists believe that the brief alignment of humid pulses in eastern Africa with wet phases in north-eastern Africa and the Mediterranean was key to opening favorable migration routes out of Africa on a roughly north-south axis along the East African Rift System (EARS) and into the Levant, facilitating the global dispersal of Homo sapiens.

"In view of current threats to the human habitat from climate change and the overuse of natural resources through human activity, understanding how the relationship between climate and human evolution has become more relevant than ever," Foerster concluded.

This research is part of the Hominin Sites and Paleolakes Drilling Project (HSPDP). In order to evaluate the impact that different timescales and magnitudes of climatic shifts have had on the living conditions of early humans, the project has cored five lake archives of climate change during the last 3.5 million years. All five sites in Kenya and Ethiopia are located in close vicinity to paleoanthropological key sites covering various steps in human evolution, with the site in southern Ethiopia exploring the youngest chapter. + Explorer plus loin

Climate conditions during the migration of Homo sapiens out of Africa reconstructed