Le climat de la Terre a toujours été en pleine mutation. Depuis que nos ancêtres se sont éloignés de l’arbre d’évolution des primates il ya des millions d’années, la planète a dû faire face à de fortes fluctuations entre les périodes humides et sèches, ainsi que des gels et des dégels glaciaires de longue durée. Il est clair que les premiers humains ont pu survivre à de tels changements - notre existence confirme leur succès. Mais un nombre croissant de scientifiques pensent que des changements climatiques majeurs pourraient également avoir forgé certains des traits caractéristiques de l'humanité.
En particulier, quelques grands sauts d'évolution, tels que des cerveaux plus grands et l'utilisation d'outils complexes, semblent coïncider avec un changement climatique important. "Je pense que pour être juste, tout ce que nous avons pour le moment est une coïncidence", a déclaré Peter B. deMenocal de l'Observatoire de la Terre Lamont-Doherty de l'Université de Columbia. Mais lui et d'autres chercheurs explorent plusieurs sources de données, des dents anciennes aux sédiments des fonds marins, pour voir si un lien plus concret peut être maintenu.
Les données aident également les scientifiques à examiner de près les théories possibles sur la manière dont le climat aurait pu déclencher des progrès évolutifs. Par exemple, une idée est que les grands pas en avant n'étaient pas motivés par l'adaptation à un changement d'habitat spécifique, mais par une série de changements fréquents. En d'autres termes, les humains ont évolué pour vivre dans l'incertitude. Rick Potts du Human Origins Program de la Smithsonian Institution appelle cette idée «sélection de la variabilité», et il est possible qu'au moins deux événements évolutifs majeurs puissent être liés à des périodes d'instabilité climatique.
«Il y a environ 3 à 2, 5 millions d'années, la lignée de« Lucy »[ Australopithecus afarensis ] s'est éteinte et les premiers membres de notre propre genre, Homo, sont apparus. Les premiers outils en pierre simples sont également apparus avec ces fossiles, qui présentaient certains traits modernes, tels que des cerveaux plus gros », explique deMenocal. «Ensuite, il y a entre 2 et 1, 5 millions d'années, nous voyons l' Homo erectus. «Cet hominin au cerveau plus gros avait un squelette très semblable à notre propre outil plus sophistiqué, comme des haches à double lame et de nouveaux comportements qui ont conduit les premiers humains à quitter l'Afrique pour la première fois.
Ce crâne d'enfant d' Australopithecus afarensis découvert en Éthiopie remonte à environ 3, 3 millions d'années. (EUAN DENHOLM / X01999 / Reuters / Corbis) Ces deux événements se sont produits à des moments où le climat local connaissait des changements dramatiques. Nous savons, par exemple, qu’il ya 3 millions d’années environ - à l’époque où la première espèce d’ Homo est apparue - l’Afrique passait de zones boisées à des prairies ouvertes lorsque le climat se desséchait. Ce simple changement de paysage peut expliquer en partie pourquoi les premiers hommes ont évolué de la montée vers la marche droite. Cependant, des preuves récentes recueillies sur le fond marin donnent un aperçu encore plus détaillé du changement climatique au cours de cette période.
Pour son travail, deMenocal explore le fond de la mer le long des côtes africaines, où des sédiments qui auraient été dispersés depuis longtemps sur la terre restent en rangs ordonnés. Les sédiments soufflés au large d’Afrique et d’Arabie s’y sont accumulés à un taux d’environ 1, 5 pouce par 1 000 ans, créant un gâteau de couche climatique alternant bandes claires et sombres. Pendant les périodes plus sèches, les couches présentent la saleté sombre et granuleuse projetée en mer par les anciennes moussons. Pendant les périodes humides, les couches contiennent de légères amalgamations d'abondantes planctons fossilisés.
Les carottes révèlent des fluctuations entre les périodes très humides et très sèches tous les 20 000 ans environ. Cela suit un cycle régulier, régi par un vacillement dans l'orbite terrestre, qui augmente et diminue la quantité de lumière disponible frappant la planète. Ces périodes d'oscillation se sont produites très rapidement sur des échelles de temps géologiques. Curieusement, les fluctuations les plus prononcées se sont produites entre 3 et 2, 5 millions d’années, puis à nouveau un million d’années plus tard, au cours des deux grandes périodes du début de la promotion humaine.
On peut trouver d'autres preuves de ce monde antique instable dans l'Afrique moderne. La vallée du Grand Rift abrite nombre des fossiles les plus importants du début de l'évolution des hominiens. Mark Maslin, géographe à l'University College London, a donc étudié le paléoclimat de la vallée. Son équipe a découvert que les bassins lacustres étaient très sensibles aux mêmes changements climatiques rapides il y a environ 2, 5 millions d'années et à 1, 7 million d'années. «Ces lacs d'eau douce peuvent se remplir ou disparaître avec les changements de précipitations», dit-il. «Nous avons constaté que ces périodes particulières, ou« impulsions », lorsque les lacs vont et viennent, sont en corrélation directe avec les changements majeurs de l'évolution humaine. Les deux disques sont absolument compatibles.
L’analyse des dents fossiles, riche en données isotopiques en carbone, aide à préciser davantage ce que nos ancêtres mangeaient et buvaient au cours de ces périodes de volatilité et quels types d’environnements ils appelaient leur pays. Ces études montrent que Homo est en train de contrecarrer une tendance dans laquelle les peuples antérieurs se nourrissaient passivement des prairies en expansion, dit deMenocal. Cela indique que les premiers hommes plus prospères ont recherché diverses options alimentaires à des périodes variables, alors même que le paysage africain était, à long terme, orienté vers un environnement de prairies plus uniforme.
«Il y a environ 2 millions d'années, lorsque l'on regarde les dents de l' Homo, on constate un régime qui se divise presque à 50/50 entre les herbes et les autres aliments», explique deMenocal. «Il existe donc de plus en plus de preuves géochimiques de changements dans le régime alimentaire qui indiquent une grande flexibilité, notamment le traitement des carcasses, de grandes migrations et des changements de comportement qui semblent réellement indiquer un mode de vie différent.» Homo a conféré ces traits précieux aux lignées futures, régime limité s'est éteint.
Un morceau de mâchoire d'un ancien ancêtre humain, découvert sur un site en Espagne datant d'environ 1, 2 million d'années. (Sani Otero / epa / Corbis) Mais le simple fait d'identifier une relation possible entre le changement de climat et les sauts de l'évolution n'aide pas les scientifiques à comprendre exactement ce qui a déclenché une avancée particulière, explique Maslin.
«Je pense qu'il y a beaucoup de théories intrigantes sur l'évolution humaine, mais chacune d'elles pourrait avoir raison», dit-il. "Ainsi, vous pouvez choisir n'importe quelle période de ce paysage en mutation et cela peut avoir affecté un trait différent." Par exemple, il est plausible de penser que le cerveau de nos ancêtres aurait pu s'étendre lorsque les lacs étaient très variables, car les hominines devaient devenir plus intelligentes. déterminer la provenance de leurs prochains repas, dit Maslin.
«D'un autre côté, il se peut que pendant les périodes pluvieuses, quand il y a beaucoup de ressources, la sélection sexuelle entre en jeu et que les femmes les plus intelligentes disent: Quel que soit l'homme qui contrôle le groupe, je le prends pour partenaire . ”Des études sur des périodes ultérieures telles que le Moyen Âge de la pierre (il y a environ 80 000 à 40 000 ans) établissent un lien entre les changements climatiques rapides qui ont créé des conditions humides en Afrique du Sud et des innovations linguistiques et culturelles, notamment des gravures symboliques et des bijoux en coquillage.
Et l'essor de l'agriculture il y a environ 10 000 ans coïncide avec les changements climatiques après la fin de la dernière glaciation. Certains scientifiques ont émis l’hypothèse que le recul des glaces rendait plus facile, voire même nécessaire, le fait que les humains domestiquent des plantes au Proche-Orient. Mais il existe aussi des signaux mitigés. Les expansions ultérieures du cerveau humain précoce - des sauts plus petits mais toujours importants - semblent s'être produites pendant des périodes de climat relativement stable, dit Maslin.
D'autres chercheurs suggèrent que les anciens changements climatiques agissaient sur l'homme d'une manière plus proche des adaptations évolutives observées chez d'autres animaux et plantes. John Stewart de l'Université de Bournemouth pense que le climat changeant a probablement déplacé les gens dans le paysage actuel de l'Europe et de l'Asie, isolant certaines populations et créant des conditions pouvant conduire à des changements évolutifs et à la montée de nouvelles espèces.
Des études ont montré que des glaciations passées peuvent avoir forcé des espèces telles que le hérisson à pénétrer dans des zones plus petites, ou des refuges, où elles pourraient survivre. Ces espèces n'étaient pas génétiquement identiques quand elles sont apparues et se sont développées au retour de leur climat préféré. Si ces processus agissaient de la même manière sur les hominines, les Néandertaliens et les Denisovans pourraient être issus de groupes anciens tels que l’ Homo heidelbergensis, lorsqu’ils se sont isolés dans de petites poches vivables de l’hémisphère Nord glacial.
«Nous avons examiné d'autres organismes et leur adaptation au cours des derniers cycles interglaciaires», explique Stewart, faisant référence au travail réalisé avec Chris Stringer du Natural History Museum de Londres. «Certaines tendances semblent se produire lorsque vous examinez la répartition géographique et la génétique, et nous avons considéré les humains de la même manière. Si nous croyons en l'évolution organique, nous ne devrions pas inventer de nouveaux procédés pour l'homme ni les traiter comme un cas à part. Nous devrions les intégrer dans cette image plus grande. "
Le processus pourrait ne pas fonctionner de la même manière dans des endroits plus proches de l'équateur, où le changement climatique n'était peut-être pas aussi extrême, ajoute Stewart. Et il pense que sa théorie ne s’exclut pas mutuellement avec le type de sélection de variabilité auquel adhèrent Rick Potts, Peter deMenocal et d’autres.
«Mais je pense que pour moi, la sélection de la variabilité n'est pas un mécanisme permettant de créer une nouvelle espèce. Il s’agit plus d’un mécanisme permettant de créer une lignée fructueuse qui peut s’étendre et lui permet de faire face à de nombreux scénarios différents », déclare Stewart. «Pour créer deux espèces en une, je pense que vous avez besoin de ce type d’isolement géographique imputable au climat.» Il ajoute: «Cela ne fait aucun doute: les humains sont capables de faire face à beaucoup de choses différentes et dans l'évolution doit l'avoir fait ainsi. "
