Les singes ont peut-être commencé à marcher debout pour manger des feuilles et non des fruits

Une étude révolutionnaire de l’Université du Michigan remet en question les croyances de longue date concernant nos ancêtres singes et l’évolution de leur torse droit. Auparavant, on pensait que la posture verticale avait évolué pour cueillir les fruits des arbres dans les forêts denses.

Cependant, cette nouvelle recherche indique qu’une vie dans des forêts ouvertes, associée à une alimentation riche en feuilles, pourrait avoir été le principal moteur du développement de la stature verticale des singes.

Les découvertes fournissent non seulement des informations précieuses sur les origines des grands singes, mais repoussent également la chronologie des forêts herbeuses d’il y a 7 à 10 millions d’années à 21 millions d’années, au début du Miocène.

Afin d’atteindre les fruits poussant sur les bords extérieurs des arbres, les grands singes doivent équilibrer leur poids sur les branches les plus proches du tronc, étendant leurs membres vers la récompense. Cette tâche devient beaucoup plus facile lorsque le singe est debout, car il peut alors s’agripper à différentes branches en utilisant ses mains et ses pieds.

Lorsque le dos d’un singe est horizontal, ses mains et ses pieds sont généralement positionnés sous son corps, ce qui rend beaucoup plus difficile l’accès aux petites branches, en particulier pour les singes de plus grande taille.

C’est ainsi que les singes d’aujourd’hui recherchent des fruits, et les chercheurs Laura MacLatchy et John Kingston de l’Université du Michigan pensaient auparavant que c’était la raison pour laquelle les singes évoluaient pour être debout.

Cependant, de nouvelles recherches portant sur un singe fossile vieux de 21 millions d’années appelé Morotopithecus, dirigées par MacLatchy, suggèrent une histoire différente. L’équipe de chercheurs pense désormais que les premiers singes consommaient principalement des feuilles et habitaient des forêts saisonnières aux canopées brisées et aux zones herbeuses ouvertes. Ils suggèrent que cet environnement, contrairement aux fruits des forêts denses, a joué un rôle central en poussant les singes vers une posture verticale.

Ces découvertes révolutionnaires ont été publiées dans la revue Scienceaux côtés d’un article complémentaire qui se penche sur les habitats boisés paléo-herbeux, renforçant les conclusions de la recherche.

« L’attente était la suivante : nous avons ce singe avec le dos droit. Il doit vivre dans les forêts et manger des fruits. Mais à mesure que de plus en plus d’informations devenaient disponibles, la première chose surprenante que nous avons découverte était que le singe mangeait des feuilles. La deuxième surprise était qu’il vivait dans des forêts », a expliqué MacLatchy, paléoanthropologue et professeur au département d’anthropologie de l’UM.

Comment l’étude a été réalisée

Deux articles révolutionnaires sont issus d’une collaboration de paléontologues internationaux financée par la National Science Foundation des États-Unis, connue sous le nom de projet REACHE (Research on Eastern African Catarrhine and Hominoid Evolution).

Ces chercheurs, chacun spécialisé dans différents aspects des paléoenvironnements des premiers singes, ont fait des découvertes importantes qui pourraient remodeler notre compréhension de l’évolution des singes et des origines humaines.

La responsable de l’étude, Laura MacLatchy, s’est concentrée sur le site de Moroto, dans l’est de l’Ouganda, qui date de 21 millions d’années. Ici, l’équipe, comprenant les chercheurs William Sanders et Miranda Cosman de l’Université du Michigan, a examiné les fossiles trouvés dans une seule couche stratigraphique.

Ces fossiles comprennent ceux du plus ancien singe documenté, Morotopithecus, ainsi que d’autres mammifères, d’anciens sols appelés paléosols et de minuscules particules de silice provenant de plantes appelées phytolithes. En analysant ces preuves, les chercheurs ont pu recréer l’environnement ancien dans lequel vivait Morotopithecus.

MacLatchy et son collègue chercheur John Kingston ont découvert que les plantes de ce paysage souffraient de « stress hydrique », ce qui signifie qu’elles connaissaient des périodes saisonnières de pluie et d’aridité. En conséquence, pendant au moins une partie de l’année, les singes devaient compter sur autre chose que les fruits pour se nourrir.

Les résultats suggèrent que Morotopithecus habitait des forêts ouvertes entrecoupées de forêts à canopée brisée composée d’arbres et d’arbustes.

« Ces environnements ouverts ont été invoqués pour expliquer les origines humaines, et on pensait que ces environnements saisonniers plus ouverts avaient commencé à apparaître il y a entre 10 et 7 millions d’années », a déclaré MacLatchy. « On pense qu’un tel changement environnemental a été choisi pour la bipédie terrestre : nos ancêtres ont commencé à marcher sur le sol parce que les arbres étaient plus éloignés les uns des autres. »

« Maintenant que nous avons montré que de tels environnements étaient présents au moins 10 millions d’années avant l’évolution de la bipédie, nous devons également repenser réellement les origines humaines. »

Le premier indice selon lequel ces anciens singes étaient des mangeurs de feuilles provenait de leurs molaires. Les molaires des singes étaient très « cresty » : escarpées avec des pics et des vallées. Selon MacLatchy, de telles molaires sont utilisées pour déchirer les feuilles fibreuses, tandis que les molaires utilisées pour manger des fruits sont généralement plus arrondies.

Les chercheurs ont également étudié l’émail dentaire des singes et d’autres mammifères trouvés dans la même couche stratigraphique. Ils ont découvert que les rapports isotopiques dans l’émail montraient que les singes et autres mammifères consommaient des plantes C3 soumises à un stress hydrique, qui sont aujourd’hui plus répandues dans les environnements boisés ouverts ou herbeux. Les plantes C3 sont principalement des arbustes et des arbres ligneux, tandis que les plantes C4 sont des graminées adaptées aux zones arides.

« En combinant la locomotion, le régime alimentaire et l’environnement, nous avons découvert un nouveau modèle d’origine des singes », a déclaré MacLatchy. « En anthropologie, nous nous soucions beaucoup de l’évolution des singes, car les humains sont étroitement liés aux singes et des caractéristiques telles que la stabilité du bas du dos représentent une adaptation arboricole qui pourrait avoir finalement donné naissance à des humains bipèdes. »

Début du Miocène et forêts ouvertes

Contrairement aux croyances antérieures selon lesquelles l’Afrique équatoriale était densément couverte de forêts au début du Miocène, de nouvelles recherches ont révélé l’existence de forêts et de prairies saisonnières ouvertes bien plus tôt que ce que l’on supposait il y a 7 à 10 millions d’années.

Un deuxième article, faisant partie du projet Research on Eastern African Catarrhine and Hominoid Evolution (REACHE), a utilisé un ensemble de proxys environnementaux pour reconstruire la structure de la végétation de neuf sites de singes fossiles à travers l’Afrique, y compris le site de Moroto, au début du Miocène.

Ces proxys ont démontré que les graminées C4 étaient répandues au cours de cette période, selon John Kingston, anthropologue biologique et professeur agrégé au département d’anthropologie de l’Université du Michigan.

« Cet article examine tous ces sites, rassemble toutes ces données et dit : « Écoutez, quelle que soit la façon dont vous évaluez les données, vous ne pouvez pas échapper au fait que tous ces proxys convergent vers le même endroit, à savoir : que ces environnements sont ouverts, et qu’ils le sont avec des graminées C4 », a déclaré Kingston.

Cette recherche révolutionnaire montre que ces graminées étaient répandues et ont joué un rôle clé dans l’évolution de différentes lignées de mammifères, y compris le développement de diverses lignées de singes.

Les neuf sites, dispersés à travers l’est de l’Afrique équatoriale, fournissent une « image régionale » des paysages du Miocène inférieur, comme l’explique Kingston. À cette époque, le Rift Est-Africain se formait, provoquant d’importantes variations de la topographie et, par conséquent, du climat et de la végétation régionaux.

« Le paysage est tout simplement physiquement très variable, et cela est sans aucun doute lié à l’hétérogénéité de la végétation », a ajouté Kingston.

Reconstitution de l’environnement ancien

Pour reconstruire le paléoenvironnement de chaque site, les chercheurs ont utilisé des analyses isotopiques du carbone de la matière organique ancienne du sol, des biomarqueurs de cire végétale et des phytolithes trouvés sur chaque site. Les analyses des isotopes du carbone ont révélé une gamme diversifiée de plantes dans les prairies, allant de la canopée fermée aux prairies boisées.

Les biomarqueurs de cire (restes du matériau cireux qui protège les feuilles) indiquaient une variété d’arbustes, d’arbres et d’herbes. Les phytolithes – des structures microscopiques de biosilice qui fournissent aux plantes un soutien et une défense contre les herbivores – ont fourni des preuves supplémentaires de la prévalence des graminées C4.

En reconstruisant les paléoenvironnements de ces sites à l’aide de ces proxys, les chercheurs ont découvert que les graminées C4 étaient abondantes dans toute l’Afrique équatoriale orientale et jouaient un rôle crucial dans la formation des habitats hétérogènes. Les données repoussent également de plus de 10 millions d’années les premières preuves d’habitats dominés par les graminées C4 en Afrique et dans le monde.

« Les découvertes ont transformé ce que nous pensions savoir sur les premiers singes et sur l’origine de l’endroit, du moment et de la raison pour laquelle ils naviguent à travers les arbres et sur le sol de multiples manières différentes », a déclaré Robin Bernstein, directeur du programme d’anthropologie biologique au National Fondation scientifique.

« Pour la première fois, en combinant diverses sources de données, cette équipe de recherche collaborative a lié des aspects spécifiques de l’anatomie des premiers singes à des changements environnementaux nuancés dans leur habitat en Afrique de l’Est, désormais révélé comme étant plus ouvert et moins boisé qu’on ne le pensait auparavant. L’effort décrit un nouveau cadre pour les études futures concernant les origines évolutives des singes.

Ces découvertes remettent non seulement en question notre compréhension des premiers environnements des grands singes, mais offrent également une nouvelle perspective sur les facteurs qui ont influencé l’évolution des singes et les origines humaines.

Évolution des singes et origines humaines

L’histoire de l’évolution des singes et des origines humaines est un voyage complexe et fascinant qui s’étend sur des millions d’années. Cela commence par la divergence de la lignée des primates par rapport aux autres mammifères, conduisant à l’émergence des premiers singes et, finalement, des humains. Voici un bref aperçu de ce voyage :

1. Primates : Il y a environ 65 millions d’années, après l’extinction des dinosaures, les premiers primates sont apparus. Ces premiers primates étaient de petits mammifères arboricoles dotés de caractéristiques telles que des mains et des pieds agrippants, des yeux tournés vers l’avant et un cerveau relativement gros.
2. Prosimiens et anthropoïdes : Il y a environ 40 millions d’années, la lignée des primates s’est divisée en deux branches principales : les prosimiens (lémuriens, loris et tarsiers) et les anthropoïdes (singes, singes et humains). Les anthropoïdes ont ensuite développé un cerveau plus gros, des comportements sociaux plus complexes et des compétences de communication avancées.
3. Premiers singes : Les premiers singes, ou hominoïdes, sont apparus il y a environ 25 à 30 millions d’années en Afrique et en Asie. Ces premiers singes étaient adaptés à la vie dans les arbres, avec des articulations d’épaule flexibles et des épines plus courtes qui permettaient une plus grande mobilité.
4. Hominidés : Il y a environ 15 à 20 millions d’années, la lignée des hominoïdes s’est divisée en deux groupes : les petits singes (gibbons) et les grands singes (orangs-outans, gorilles, chimpanzés et humains). Les grands singes partagent plusieurs caractéristiques, comme un cerveau plus gros et une posture plus droite, qui les distinguent des autres primates.
5. Hominidés : La lignée humaine, ou hominidés, a divergé de l’ancêtre commun avec les chimpanzés il y a environ 6 à 7 millions d’années. Les premiers hominidés étaient bipèdes, marchaient sur deux jambes et avaient un petit cerveau par rapport aux humains modernes.
6. Australopithèques : Il y a environ 4 millions d’années, les australopithèques sont apparus en Afrique. Ils avaient un mélange de traits semblables à ceux des singes et des humains, notamment une locomotion bipède, un petit cerveau et un visage saillant.
7. Genre Homo : Le genre Homo est apparu il y a environ 2,5 millions d’années, avec l’apparition d’Homo habilis. Cette espèce avait un cerveau plus gros, des dents plus petites et fabriquait de simples outils en pierre. Parmi les autres premières espèces d’Homo figurent Homo erectus (il y a 1,9 million d’années) et Homo heidelbergensis (il y a 600 000 ans).
8. Néandertaliens et Dénisoviens : Il y a environ 300 000 ans, les Néandertaliens (Homo neanderthalensis) sont apparus en Europe et en Asie occidentale, tandis que les Dénisoviens sont apparus en Asie. Ces parents humains étaient adaptés aux environnements froids et avaient un cerveau plus gros que celui des humains modernes.
9. Homo sapiens : L’homme anatomiquement moderne, Homo sapiens, a évolué en Afrique il y a environ 300 000 ans. Ils avaient un cerveau plus gros, des outils plus avancés et une langue et une culture complexes. Il y a environ 70 000 ans, Homo sapiens a commencé à migrer hors d’Afrique, remplaçant finalement d’autres espèces d’hominidés et peuplant le monde entier.

L’histoire de l’évolution des singes et des origines humaines est un domaine de recherche permanent, avec de nouvelles découvertes qui remodèlent continuellement notre compréhension de nos lointains ancêtres et des facteurs qui ont conduit à leur développement.