Il y a dix mille ans, des chasseurs-cueilleurs mésolithiques de la péninsule croate ont pêché du poisson (en se servant peut-être de leurs dents pour se débarrasser des écailles) et se sont mis à la recherche de féculents. Les scientifiques le savent grâce à une poignée d'anciennes dents, dont la plaque révélait des microfossiles d'écailles de poisson, de chair de poisson et de granules d'amidon. Cette crasse bactérienne calcifiée aide les chercheurs à comprendre le régime alimentaire de ces chasseurs-cueilleurs - ce que l’on pensait jadis être une tâche presque impossible, car il ya très peu de restes humains de cette période et que les denrées alimentaires ne survivent généralement pas dans les archives fossiles.
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Cette découverte, publiée dans une étude récente de Nature, n'est que l'une des innombrables découvertes rendues possibles par les miracles archéologiques que sont les dents. Les dents prévalent de manière disproportionnée sur les sites archéologiques: les scientifiques en trouvent souvent des dizaines ou des centaines pour chaque squelette ou chaque crâne. C'est parce que l'émail recouvrant une dent est déjà composé à 97% de minéral et que les dents sont plus solides que les os, elles ont donc plus de chances de survivre, écrit l'anthropologue Peter Ungar dans Bite: Evolution, The Diet, Human Origins .
En d'autres termes, les dents sont comme les pièces de monnaie des restes humains antiques; ils apparaissent partout.
Mais contrairement aux penny, ce sont souvent des trésors. Tout, depuis la forme de la dent jusqu'à l'épaisseur de son émail, raconte aux chercheurs quelque chose à propos de l'humain dont la dent avait autrefois habité la dent: ce qu'ils mangeaient, où ils vivaient et quelles maladies ils avaient. Comme le dit la paléoanthropologue Kristin Krueger, les dents sont «de petites pièces d'un puzzle qui pourraient aider à avoir une vue d'ensemble de la vie de quelqu'un».
Krueger assemble ces pièces de puzzle à l'aide d'un dispositif robotique appelé ART, destiné à la technologie de resynthèse artificielle. Le simulateur de mastication imite une mâchoire humaine pour révéler l'impact de l'utilisation de différents aliments sur les dents, en cherchant à savoir si ces aliments laissent de petites abrasions sur les «dents» de la machine. «Cela a des implications importantes pour notre compréhension des régimes alimentaires hominiens, en particulier de ceux qui sont censés consommer une grande quantité de viande », a déclaré Krueger par courrier électronique. Elle et ses collègues ont déjà découvert que la viande ne laissait pas de signature au micro-ondes, ce qui pourrait changer la façon dont les scientifiques analysent les dents des hominines considérées comme particulièrement carnivores, comme les Néandertaliens.
Les dents peuvent sembler humbles comparées à des spécimens plus éblouissants comme les crânes, mais les protubérances osseuses offrent plus que leur part de surprises. «Je suis constamment émerveillé par ce que je trouve en examinant les dents», a déclaré Krueger. "Ce sont vraiment de petites fenêtres de la vie d'un individu." Explorez certaines des découvertes les plus passionnantes réalisées avec l'aide d'anciens graveurs et la technologie qui permet de tirer parti de ces connaissances.
Taung Child Australopithecus africanus, Australopithecus afarensis et Homo erectus. Le célèbre squelette de Lucy appartient à l'espèce Australopithecus afarensis. (Sabena Jane Blackbird / Alamy) Alimentation et santé
Alors que le régime marin des anciennes Croations est une excellente nouvelle pour les scientifiques, d’autres découvertes se sont révélées tout aussi spectaculaires. Prenons l'exemple de l'Australopithécine Lucy. L'analyse chimique de ses dents montre que, il y a 4 millions d'années déjà, le régime alimentaire des hominines était devenu beaucoup plus diversifié que celui des autres primates. Les singes vivant dans les arbres commandaient toujours au menu à prix fixe de la jungle, tandis que les hominins, plus humains, avaient élargi leur palais aux offres de buffet de jungle et de savane.
Les signatures de carbone des anciennes dents montrent que Lucy et ses proches s'étaient étendus au-delà des fruits et des bourgeons d'arbres et d'arbustes pour se nourrir d'autres animaux; le développement d'un émail plus épais reflète le fait qu'ils avaient également développé une plus grande protection pour manger des graines, des noix et des racines. «Dans quelle mesure ce changement de régime reflète-t-il une chasse active, ou le rassemblement de petites proies telles que des arthropodes, ou un nettoyage de ceux-ci, ou une combinaison de toutes ces choses, reste flou, mais quelque chose de clair s'est passé», écrit le paléoanthropologue Ian Tattersall dans The Strange Case of le cosaque et les autres récits édifiants de l'évolution humaine .
Le dossier dentaire peut également révéler d’importants marqueurs de santé aux anthropologues. Dans une étude, des chercheurs ont examiné la dentine - le tissu qui se forme sous l'émail - chez les Grecs modernes, par rapport aux communautés préhistoriques du Moyen-Orient. Les Grecs modernes présentaient des niveaux de carence en vitamine D quatre fois plus élevés que leurs ancêtres, probablement en raison de passer plus de temps à l’intérieur ou de changements de vêtements, bien que les chercheurs n’aient pas encore trouvé de réponse définitive. Les populations de pré-agriculture avaient également des taux de caries significativement plus faibles, et les chercheurs ont commencé à extraire l'ADN bactérien de la plaque calcifiée pour voir comment les souches de bactéries ont changé après l'introduction de l'agriculture.
Malgré les affirmations des adeptes du "régime paléo" (qui, pour être clair, ne reflète pas un régime paléolithique réel), tous les résultats pour la santé de la vie préhistorique ne sont pas positifs. Debbie Guatelli-Steinberg, anthropologue à l’Université d’État de l’Ohio et auteure de « Que révèlent les dents de l’évolution humaine», a été témoin de la maladie et de la malnutrition qui ont frappé les Néandertaliens. Pour cela, elle étudie les marquages linéaires sur l’émail appelés hypoplasies, qui surviennent lorsque la formation de l’émail s’arrête pour une courte période pour des raisons génétiques ou environnementales.
«Certaines perturbations [chez les Néandertaliens] ont été assez longues, pouvant aller jusqu'à trois mois», dit Guatelli-Steinberg à propos de ses recherches. "C'est difficile à interpréter, mais quand il y a une longue période de ce genre, il y a de fortes chances que cela ait un rapport avec la malnutrition."
Les dents inférieures récupérées dans une grotte du sud de la Chine ont fourni la preuve des premiers hommes humains sans équivoque de la région. (Liu Wu et al / Nature) Comportement et migration
En 2015, les chercheurs ont découvert l'une des découvertes les plus importantes de l'archéologie dentaire: 47 dents dans une grotte du sud de la Chine. Identifiées comme appartenant à l' Homo sapiens, ces dents prouvent que notre espèce est arrivée en Asie beaucoup plus tôt qu'on ne le pensait - il y a de cela 80 à 120 000 ans.
D'autres chercheurs ont étudié les bactéries de la plaque ancienne pour comprendre la migration entre les îles polynésiennes et ont effectué une analyse chimique des dents en examinant les isotopes de strontium, qui proviennent des eaux souterraines et se bloquent dans l'émail. Si le strontium change entre la première molaire et la seconde molaire d'un individu, cela suggère une migration d'un endroit à un autre.
«Une autre méthode consiste à rechercher les différences entre les femmes et les hommes», explique Guatelli-Steinberg. S'il y a plus de variation chez les femmes que chez les hommes, cela pourrait signifier que les femmes migrent de différentes régions. (Comment savons-nous si l'individu en question est une femme ou un homme? Il s'avère qu'on peut également répondre à cette question de manière chimique en testant l'une des protéines formant l'émail.)
Les dents offrent également des informations intéressantes sur le comportement. Krueger, par exemple, a examiné l'usure des dents de Néandertal pour comprendre comment elles utilisaient leur bouche comme outil supplémentaire. «Alors que les personnes vivant dans des conditions plus froides et plus ouvertes utilisaient leurs dents de devant pour serrer et saisir (en utilisant probablement leurs dents de devant comme troisième main lors de la préparation de la peau d’un animal pour les vêtements ou le logement), celles dans des environnements plus boisés et chaud leurs dents pour ramollir les fibres ou le bois, ou peut-être pour retoucher des outils », a déclaré Krueger par courrier électronique.
Les mâchoires inférieures des premiers hominines, Paranthropus robustus et Paranthropus boisei, alias Casse-Noisette. (Musée d'histoire naturelle / Alamy) Evolution et identification des espèces
Par rapport aux humains modernes, de nombreuses hominines avaient une bouche plus dentée. Le «Nutcracker» (alias Paranthropus boisei ), une hominine qui vivait il y a 2, 3 millions d'années, possédait les plus grosses molaires et le plus épais émail de tous les hominins. L'homo erectus, qui vivait dans le monde entier il y a 1, 5 million d'années, avait des canines plus grandes que l'homme moderne. Mais les deux ont toujours suivi la tendance évolutive de la réduction générale de la taille des dents: la taille de notre mâchoire et de nos dents a lentement diminué au cours de millions d'années. À l'âge adulte, les humains modernes ont normalement 32 dents et quatre dents de sagesse qu'il faut souvent enlever car ils n'ont plus de place.
"Cela a été largement attribué à des changements dans les stratégies alimentaires", a déclaré Krueger. «Pourquoi nos stratégies alimentaires ont-elles changé? C'étaient des adaptations aux conditions environnementales changeantes qui ont été bien documentées lors du Plio-Pléistocène. ”
Grâce aux énormes variations de dents entre l' Homo sapiens moderne et tous ses ancêtres, les dents sont un outil formidable pour l'identification des espèces. Mais comment les scientifiques peuvent-ils savoir si une dent particulièrement grosse ou petite doit être classée dans une espèce différente, ou s'il ne s'agit que d'un exemple de variation au sein d'une espèce? Telle était certainement la question concernant une seule molaire de 750 000 ans découverte en 2015. Il s'agissait de la plus petite molaire jamais découverte en Afrique au cours du Pléistocène moyen, ce qui accroît l'ampleur de la variation entre tous les échantillons de la région. Pour quelle espèce il appartenait, cela reste à déterminer.
Selon Krueger, il n’ya pas de réponse claire à ces questions épineuses d’identification.
«Pensez à la seule différence de taille que l’on peut trouver chez des humains vivants. Pensez à un joueur de basket-ball contre un jockey de cheval! "Tous les paléoanthropologues s'accordent sur le fait que la variation existait dans le passé, mais ne s'entendent pas sur la ligne de démarcation entre la variation au sein d'une espèce et une variation suffisante pour représenter une espèce différente."
Développement
Outre les mâchoires qui ne laissent pas assez de place pour nos dents, l’humain moderne se caractérise également par son processus de développement extrêmement long, qui se reflète dans le temps qu’il nous faut pour obtenir une pleine bouche de blancs nacrés adultes.
«Nous avons ces longues enfances au cours desquelles nous apprenons et maîtrisons les compétences nécessaires à notre survie, et nous semblons avoir les plus longues périodes de développement de tout primat non humain», a déclaré Guatelli-Steinberg. Il est utile de savoir combien de temps il faut aux humains modernes pour se débarrasser de leurs dents de lait et obtenir un jeu complet de molaires adultes, en examinant les archives archéologiques et en comparant le développement d'autres espèces avec le nôtre.
Les scientifiques suivent ce changement en utilisant une ligne néonatale qui se forme sur la première molaire à la naissance - une ligne pâle visible au microscope - que Guatelli-Steinberg compare à un acte de naissance. Cette ligne est le point de départ: à partir de là, les scientifiques peuvent compter les perikymata suivants , des lignes en émail qui se forment quotidiennement comme des cernes d’arbres, afin de déterminer le développement des dents d’un enfant au moment de sa mort. Par exemple, une mâchoire avec des dents trouvée à Gibraltar et attribuée à un jeune enfant de Néandertal est âgée de trois ans à sa mort et montre une éruption dentaire légèrement plus accélérée qu’à Homo sapiens .
D'autres chercheurs ont utilisé des méthodes similaires pour affirmer que le développement, très similaire à celui de l'homme moderne, a commencé après l'émergence de l' Homo erectus . Bien qu'Erectus ait toujours un développement dentaire plus rapide que notre espèce, ils étaient plus lents que les hominines précédentes. Mme Guatelli-Steinberg et ses collègues ont récemment soumis un document sur le développement dentaire de l' Homo naledi qui semble le distinguer des autres hominines anciennes. Elle espère que leurs travaux ne seront que le début d'études sur cette espèce récemment découverte.
Note du rédacteur en chef, 3 juillet 2018: ce billet avait initialement faussement déclaré que les humains étaient arrivés en Asie il y a 80 à 120 millions d'années; c'était en réalité il y a 80 à 120 000 ans.
