Le cerveau de Homo naledi: comme le nôtre, mais plus petit

Homo NalediSon cerveau était peut-être petit, mais il ressemblait étonnamment au nôtre, selon une nouvelle étude suggérant que la structure aurait pu précéder la taille dans l'évolution des cerveaux hominiens.

Les mesures de fragments de crâne indiquent que Homo NalediSon cerveau avait à peu près la même taille que celui d'une Australopithèque, un genre de primates qui vivait en Afrique il y a 2 à 4 millions d'années et qui pourraient figurer parmi nos premiers ancêtres. Pourtant, le diminutif était présent en Afrique longtemps après leHomo la lignée est apparue et peut avoir chevauché avec l'homme moderne. Donc, comment cela s'inscrit dans notre arbre généalogique n'est pas clair.

Une nouvelle étude révèle que, malgré la taille, Homo Naledile cerveau était assez différent de Australopithèqueet beaucoup plus comme le nôtre, du moins dans certains domaines très importants.

À certains égards, la structure du cerveau de l’australopithèque ressemblait beaucoup à celle des grands singes modernes. Les cerveaux humains sont différents principalement à cause de structures qui ont à voir avec les compétences linguistiques et sociales. Le fait que Homo NalediIl ressemble beaucoup plus à nos allusions que ces changements ont eu lieu tôt dans l'histoire de notre lignée, plus près de la base de notre branche de l'arbre généalogique.

Lobes frontaux

Comment savons-nous à quoi ressemblait le cerveau des hominines? L'intérieur du crâne conserve parfois une impression de la surface externe du cerveau. Par conséquent, si vous réalisez un plâtre de la surface interne du crâne (les paléoanthropologues appellent cela un endocast), vous obtiendrez un regard décent sur la forme d'un cerveau de l'animal. Les paléoanthropologues ont étudié les endocasts de deux espèces d’australopithécine et d’une poignée de Homo espèces-et maintenant ils ont élargi cette liste pour inclureHomo Naledi.

En castes de Australopithecus sediba (Il y a 2 millions d'années) et Australopithecus africanus (Il y a 3,3 à 2,1 millions d'années) crânes, on peut voir une structure à l'avant du cerveau appelée le sulcus fronto-orbitaire. Mais chez l'homme moderne, les lobes frontaux du cerveau se sont étendus vers le dos et les côtés, créant des structures appelées opercules frontaux.

L'opercule frontal contient plusieurs structures jouant un rôle dans le langage, le comportement social et le type de planification motrice dont vous auriez besoin pour (par exemple) fabriquer des outils en pierre. Ces structures incluent la zone de Broca, une structure du côté gauche du cerveau fortement associée à la capacité de produire de la parole.

Des opercules frontaux apparaissent dans les endocasts de certains parents du Néandertal ancien de Sima de los Huesos en Espagne et même dans certains cas. l'homo erectus (Il y a 1,5 million d'années) endocasts. Et nous pouvons au moins dire qu’aucun sulcus fronto-orbital - la structure que l’on trouve dans les australopithèques - n’apparaît sur les endocasts des hominines antérieures comme Homo rudolfensis (Il y a 1,8 million d'années) et Homo Habilis (Il y a 2,5 à 1,5 millions d'années), même si les chercheurs se demandent toujours si ces moulages montrent des signes d'opercule frontal.

"Nous pensons qu'un autre regard sur ces spécimens serait vraiment utile, pour voir si l'évolution de cette région cérébrale s'est produite en une seule étape ou s'il y a eu différentes étapes que ces fossiles plus anciens pourraient représenter", a déclaré John Hawks, paléoanthropologue de l'Université du Wisconsin Ars.

Naledile cerveau

dans le Homo Naledi Endocasts, l’anthropologue Ralph Holloway de l’Université de Columbia et ses collègues ont relevé des signes évidents d’opercule frontal. Dans les moulages d'un crâne, la région de Brodmann 47 - une partie du lobe frontal associée au traitement de la syntaxe et à la reconnaissance des émotions sociales - est particulièrement visible.

Cela signifie t-il Homo Naledi avait une langue?

«Quelle serait exactement l'étendue des capacités de communication - il n'y a aucun moyen de savoir simplement regarder un endocast», a déclaré Holloway à Ars. Mais comme certaines parties de la région de Broca sont clairement visibles sur les moulages, «cela suggère vraiment que leurs capacités de communication comprenaient probablement un langage rudimentaire. C'est certainement là que mes spéculations iraient. "

En fait, sur la base d’endocasts appartenant à d’autres espèces d’hominins du groupe âgé de 1,8 million d’années Homo rudolfensis aux 400 000 à 600 000 ans Homo Heidelbergensis (ceci inclut l'homo erectus à environ 1,5 million d’années), la capacité d’un langage au moins rudimentaire pourrait remonter à environ 1,8 million d’années dans la lignée humaine.

Mais il est toujours difficile de dire exactement à quel point «intelligent» Homo Naledi a pu être.

Hawks nous a dit:

La meilleure façon de répondre à cette question est de construire une meilleure image qui tire de nombreux types de preuves. Nous avons débattu de l’intelligence des Néandertaliens pendant 150 ans. Et maintenant que les scientifiques rassemblent de plus en plus de preuves issues de l’archéologie, des pigments, du cerveau et de la génétique, il est clair qu’elles ne sont pas si différentes de nous. Nous n'avons pas encore cette quantité de preuves pour Homo Nalediet c’est notre défi, trouver ces autres sources de preuves sur le comportement.

Qu'y a-t-il à l'arrière de votre esprit

Les moulages montrent aussi que Homo NalediLes lobes occipitaux sont plus gros d'un côté que de l'autre, un autre trait humain. Chez l’homme, cette asymétrie est probablement associée au traitement du langage et au développement des centres de production de nos hémisphères gauches. (Cette asymétrie pourrait, en tant qu'effet secondaire, être la raison pour laquelle la plupart d'entre nous avons tendance à avoir une main droite dominante.)

le Homo Naledi les moulages suggèrent cette asymétrie mais ne sont pas concluants. Grâce à une plus grande capacité de langage, il peut s'agir d'un trait commun aux hominines mais probablement pas à notre dernier ancêtre commun avec les autres grands singes.

«Nous savons que les singes, les chimpanzés et les gorilles ont une certaine aptitude, mais ils ne montrent pas le même niveau ou un motif plus cohérent que celui que l'on trouve chez les hominins», a déclaré Holloway.

Deux des crânes avaient des lobes occipitaux gauches plus grands, mais cela ne signifie pas nécessairement que ceux-ci Homo Naledi les individus étaient droitiers. Généralement, chez l'humain, un lobe occipital gauche et un lobe frontal droit plus grands sont associés à la droiture, mais aucun des deux Homo Naledi Les crânes préservent les détails du côté droit des lobes frontaux, ce qui limite ce que l'on peut dire de la latence.

«Nous ne pouvons que spéculer sur la justesse dans Homo NalediMalheureusement, a déclaré Hawks. «Dans certains hominins, comme les Néandertaliens, les scientifiques ont la preuve qu'ils étaient plus souvent droitiers, du fait de l'orientation des marques de coupures qu'ils avaient accidentellement faites aux dents lorsqu'ils mâchaient et coupaient de la viande. Mais en Homo Naledi, nous n’avons encore trouvé aucune preuve de ce genre.

Les lobes occipitaux fournissent également un indice sur Homo Naledisystème visuel de. La clé est une structure appelée le sillon lunaire, qui fait partie du cortex visuel primaire. Chez les singes non humains, il est plus grand et plus avancé que chez l'homme. C'est parce que notre cortex visuel est organisé différemment des autres singes. Le cortex visuel humain est globalement plus grand, mais une grande partie de cette zone élargie est axée sur l'association, et le cortex visuel primaire finit par être un peu plus petit que chez les chimpanzés, notre plus proche parent vivant.

Cette différence affecte la taille et la position du sulcus lunaire. Et en Homo Naledi, il est plus petit et plus éloigné, plus semblable à un cerveau humain qu’un cerveau de chimpanzé. (Il n'y a pas encore de bon endocasts universellement acceptés d'un sulcus lunate provenant d'autres hominines éteintes à des fins de comparaison.)

Structure d'abord, puis taille

La présence de ces traits humains dans Homo NalediLa structure du cerveau de s signifie que ces traits étaient probablement présents dans notre dernier ancêtre partagé avec les australopithèques et pourraient, en fait, faire partie de ce que signifie être un hominin.

«La taille du cerveau était jadis considérée comme l’un des traits distinctifs les plus importants du genre. Homo, "Ont écrit Holloway et ses collègues dans leur document. Mais il s’avère que les mêmes structures cérébrales qui apparaissent chez l’homme et dans Homo Naledi les endocasts apparaissent dans plusieurs autres membres du genre Homo, même si la taille du cerveau varie considérablement entre 450 et 600 cm cubes Homo Naledi à 1 450 cm cubes chez l'homme moderne. Beaucoup de ces structures sont plus développées chez l'homme que chez nos hominines disparues, mais elles étaient présentes au début de notre lignée.

Cela signifie que le développement de ces structures n'était pas simplement une conséquence du développement de plus gros cerveaux - bien que l'augmentation de la taille du cerveau nous ait finalement permis de mieux développer ces capacités. La langue, le comportement social et la planification motrice peuvent avoir été des critères importants pour la sélection naturelle à l'époque Homo ramifié de Australopithèque, suggèrent les chercheurs.

Où est-ce que Homo Naledi en forme?

Alors Homo Naledi a un cerveau de la taille d'une australopithèque mais construit (plus ou moins) comme un humain. Où se situe-t-il dans l'arbre généalogique des hominins? C’est un casse-tête depuis sa découverte en 2015, lorsque des os de 14 personnes ont révélé un mélange de qualités modernes et archaïques. Le mystère est devenu encore plus intéressant en 2017 lorsque la série d'uranium datant Homo Naledi sur la scène à peu près au même moment que les premiers humains modernes. Pour tirer des conclusions plus précises sur notre relation avec notre cousin récemment découvert, les paléoanthropologues ont besoin de plus d'informations, ce qui signifie davantage de fossiles.

«Nous avons si peu de preuves. Cela semble bien quand vous dites que nous avons ce crâne et cette partie du crâne, etc., mais nous avons vraiment besoin de beaucoup plus. Notre image est très très brumeuse », a déclaré Holloway. Il est particulièrement intéressé par un aperçu un peu plus tôt de Homo Naledi'histoire de.

"Si nous obtenons plus de fossiles datant d'environ 400 000 à 600 000 ans, ce serait très utile", a déclaré Holloway. Ars. "Malheureusement, vous ne pouvez pas faire d'analyse de l'ADN à cet âge pour le moment, c'est ce que vous auriez vraiment besoin de clarifier [relations phylogénétiques], mais je pense que si d'autres fossiles sortent de la zone, il y a entre 600 000 et 400 000 ans, ce serait très utile. "

Et il en va de même pour les autres espèces d’hominins, dont nous connaissons même beaucoup moins que Homo Naledi, selon Hawks.

«Nous avons cruellement besoin de davantage de preuves provenant du squelette de nombreuses autres espèces d'hominins. Nous ne savons littéralement rien sur le corps de Homo rudolfensisPar exemple, Hawks a dit à Ars. «En ce moment, nous en savons plus sur Homo Naledi, Néandertaliens et humains modernes qu’à propos d’autres espèces d’hominins fossiles, et nous devons construire ces autres échantillons.

PNAS, 2018. DOI: 10.1073 / pnas.1720842115 (À propos des DOI).