Changements de précipitations en Afrique et évolution de certains hominidés
Publié par Adrien le 13/08/2018 à 00:00
Source: CNRS-INSU

Climatologie moderne en Afrique australe, emplacements de l'enregistrement sédimentaire utilisé (MD96-2048) et de celui du lac Malawi, et sites principaux d'hominidés pour Paranthropus robustus et Australopithecus sediba.
Une équipe internationale, comprenant des chercheurs issus de quatre laboratoires français, vient de mettre en évidence que des changements majeurs du cycle hydrologique ont eu lieu au sud-est (Le sud-est est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux sud et est. Le sud-est est opposé au nord-ouest.) de l'Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles, l’Afrique est un continent couvrant 6 % de la surface terrestre et 20,3 % de la surface des terres...) au cours des deux derniers millions d'années. Ces changements pourraient avoir joué un rôle dans l'extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque chose. Plus particulièrement on retrouve ce terme dans plusieurs...) de l'australopithèque (Un australopithèque est un hominidé disparu ayant vécu entre environ 4,4 millions et 1 million d'années avant notre ère. Le genre Australopithecus (du latin australis, « du sud », et...) robuste Paranthropus robustus.

Une région du sud-est de l'Afrique, surnommée le "Berceau de l'humanité", est extrêmement riche en sites à hominidés fossiles. Pour la période couvrant les deux derniers millions d'années, des fossiles appartenant au genre Homo (Homo est le genre qui réunit l'Homme moderne et les espèces apparentées. Le genre apparaît entre environ 2,5 et 2 Ma. Toutes les espèces sont éteintes sauf Homo sapiens ; les dernières espèces...) ont été découverts, mais aussi des fossiles d'espèces connues uniquement dans cette région, telles qu'Australopithecus sediba vers 2 millions d'années et l'australopithèque robuste Paranthropus robustus entre environ 2 et 0,9 millions d'années.

Le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots...) climatique et environnemental de cette région est très mal connu alors que des modifications majeures, notamment du cycle hydrologique, pourraient avoir joué un rôle important sur l'évolution des écosystèmes continentaux dont faisaient partie ces hominidés anciens. Les rares reconstructions du cycle hydrologique dans la moitié est de l'Afrique sur les derniers millions d'années proviennent soit de la moitié nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) de l'Afrique soit du lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il suffit que la profondeur, la superficie, ou le volume soit suffisant pour provoquer une stratification, une zonation, ou...) Malawi (10-14°S). Aucune étude n'avait documenté le cycle hydrologique sur les derniers millions d'années dans le sud-est de l'Afrique, dans la zone du bassin versant (Un bassin versant ou bassin hydrographique est une portion de territoire délimitée par des lignes de crête, dont les eaux alimentent un exutoire commun : cours d'eau ou lac. La ligne séparant deux bassins versants adjacents est...) du fleuve (En hydrographie francophone, un fleuve est un cours d'eau qui se jette dans la mer ou dans l'océan – ou, exceptionnellement, dans un désert, comme pour l'Okavango. Il se distingue d'une rivière, qui se jette...) Limpopo (20-25°S) où sont situés les nombreux sites à hominidés fossiles du "Berceau de l'humanité". D'autre part, les forçages climatiques à l'origine des changements du cycle hydrologique en Afrique du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) restaient très débattus.


Évolution temporelle du rapport ln Fe/Ca (indicateur des changements hydrologiques) pour l'enregistrement MD96-2048 du bassin versant du fleuve Limpopo et âge estimé pour les principaux sites contenant des restes de Paranthropus robustus et d'Australopithecus sediba. Les cadres gris / rouges indiquent des périodes relativement plus humides / plus arides. (Figure modifiée d'après Caley et al., 2018 Nature).
Des chercheurs de plusieurs laboratoires ont utilisé des indicateurs environnementaux sensibles aux conditions climatiques, notamment aux précipitations, contenus dans un enregistrement sédimentaire marin couvrant les 2,14 derniers millions d'années. Une simulation numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une information dite...) de climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de...) ainsi qu'une synthèse des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) déjà disponibles sur l'écologie et l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre une...) des hominidés Paranthropus robustus et Australopithecus sediba ont également été réalisées.

Les résultats indiquent que les précipitations du sud-est de l'Afrique, dans le bassin versant du fleuve Limpopo, sont contrôlées par l'effet des changements de l'insolation aux basses latitudes auquel se superpose un effet du changement du volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) des calottes de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) des hautes latitudes pour la période d'environ 1 à 0,6 million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un million un...) d'années. Les résultats indiquent notamment une aridification progressive dans le bassin versant du Limpopo pour cette même période alors que la région du lac Malawi plus au nord connaît à la même époque un climat plus humide, témoignant de conditions climatiques contrastées dans le sud-est de l'Afrique.

Paranthropus robustus était une espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un concept flou dont il...) qui avait une alimentation variée avec cependant une préférence pour des ressources alimentaires provenant de zones boisées ou humides au sein de milieux globalement secs et ouverts. Ceci semble également être le cas pour Australopithecus sediba.

Les modifications climatiques et environnementales pourraient-elles avoir joué un rôle dans l'évolution de ces espèces d'hominidés ?

L'étude a permis de mettre en évidence que la seule occurrence connue de fossiles d'Australopithecus sediba correspond à une période relativement humide. D'autre part, une aridification progressive combinée à des variations hydrologiques multimillénaires extrêmes (alternance de périodes sèches et humides tous les 21000 ans) pourrait avoir entraîné une raréfaction des environnements boisés et des environnements humides exploités préférentiellement par Paranthropus robustus, et pourrait ainsi avoir joué un rôle important dans l'extinction de cet australopithèque robuste après 1 million d'années.
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