Les plus anciens outils en pierre taillée témoignent de leur invention répétée



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ARTICLE DANS PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences)

Un nouveau site archéologique découvert par une équipe internationale de scientifiques en Ethiopie, dont Guillaume Dupont-Nivet (Géosciences Rennes), montre que la production d'outils en pierre remonte à plus de 2,58 millions d'années. Auparavant, les preuves les plus anciennes de production et d’utilisation systématiques d’outils de pierre remontaient à 2,58 à 2,55 millions d’années. L'analyse des sites de l'âge de pierre précoce, publiée dans PNAS en juin 2019, suggère que les outils en pierre ont peut-être été inventés à plusieurs reprises et de manières différentes avant de devenir un élément essentiel de la lignée humaine.


Le site de fouille, connu sous le nom de Bokol Dora 1 ou BD 1, est proche de la découverte en 2013 du plus ancien fossile attribué à notre genre Homo, découvert à Ledi-Geraru dans la région Afar du nord-est de l’Éthiopie. Le fossile, un os de mâchoire, date d'environ 2,78 millions d'années, soit environ 200 000 ans avant les plus vieux outils en pierre émiettés. L’équipe Ledi-Geraru s’efforce depuis cinq ans de déterminer s’il existe un lien entre les origines de notre genre et les origines de la fabrication systématique d’outils de pierre.

Un progrès important dans cette recherche a été découvert lorsque les géologue Christopher Campisano de l’Université d'Etat d'Arizona State (USA) et Guillaume Dupont-Nivet de l'Université de Rennes 1 ont vu des outils en pierre à arêtes vives sortir des sédiments sur une pente escarpée et érodée.

« Au début, nous avons trouvé plusieurs artefacts à la surface, mais nous ne savions pas de quels sédiments ils provenaient», expliquent-ils. «Mais en jetant un coup d'œil au dessus du bord d'une petite falaise, nous avons a vu des outils qui sortaient de l'affleurement. »

Il a fallu alors plusieurs années de fouille, deblayant plusieurs mètres de sédiments avant de mettre à jour une couche archéologique d’ossements d’animaux et de centaines de petits morceaux de pierre taillée représentant le plus ancien témoignage laissé par nos ancêtres directs indiquant qu'ils fabriquaient et utilisaient des couteaux en pierre. C'est très émouvant de tenir aujourd'hui ces objets dans la main. Le site enregistre une mine d'informations pour comprendre quand et comment les humains ont commencé à utiliser des outils en pierre. En effet, la bonne préservation des artefacts vient du fait qu’ils ont été enterrés à proximité d’une source d’eau.

« En regardant les sédiments au microscope, nous avons pu constater que le site n’était exposé que très peu de temps. Les premiers humains ont abandonné ces outils au bord d’une source d’eau, puis les ont enterrés rapidement. Le site est resté ainsi pendant des millions d'années », a déclaré la géoarchéologue Vera Aldeias du Centre interdisciplinaire pour l'archéologie et l'évolution comportementale de l'Université de l'Algarve (Portugal).

Kaye Reed, qui étudie l'écologie du site, dirige le projet de recherche Ledi-Geraru et est associée à l'institut de recherche sur les origines de l'homme de l'Université de l'Arizona State, note que les animaux découverts avec ces outils étaient similaires à ceux trouvés quelques années auparavant, quelques kilomètres plus loin avec les plus anciens fossiles Homo. « Les premiers humains qui ont fabriqué ces outils vivaient dans un habitat totalement différent de celui de Lucy », a déclaré Reed. "Lucy" est le surnom d'une ancienne espèce d'hominin connue sous le nom d'Australopithecus Afarensis, qui a été découverte sur le site de Hadar, en Éthiopie, à environ 45 km au sud-ouest du nouveau site BD 1. « L’habitat, qui comportait des arbres occasionnels et des forêts riveraines, a été transformé en une zone de prairies ouverte comportant peu d’arbres. Même les girafes fossiles mangeaient de l'herbe ! »,

En plus de la datation radiochronologique des couches volcaniques à plusieurs mètres sous le site, les géologues du projet ont analysé la signature magnétique des sédiments au laboratoire de paléomagnétisme de l'Université de Rennes 1 (Géosciences Rennes). Au cours de l’histoire de la Terre, la polarité magnétique s’est inversée à des âges connus. Or, les autres sites archéologiques proches de BD 1 qui ont aussi produit des outils très anciens ont été trouvés dans une période de polarité "inverse". Le site BD 1 s'est déposé quant à lui pendant une période de polarité "normale". Comme le renversement de «normal» à «inverse» s'est produit il y a environ 2,58 millions d'années, les géologues ont pu déterminer que BD 1 était plus vieux que tous les sites connus jusqu'à présent.

La récente découverte au Kenya d'outils percussifs plus anciens, datant d'il y a 3,3 millions d'années et qualifiée de "Lomekwian", associés à des fossiles d'ossements coupés en Éthiopie, témoigne de l'ancienneté de la fabrication et de l'utilisation d'outils par nos nos ancêtres. Cependant, les découvertes récentes d'outils fabriqués par les chimpanzés et les singes ont remis en question les idées de "singe technologique" d'origine humaine.

Les archéologues travaillant sur le site BD 1 se sont donc demandés comment leur nouvelle découverte d'outils de pierre s'inscrivait dans ce tableau de plus en plus complexe. Ils ont découvert que ces nouveaux outils constituaient non seulement les artefacts les plus anciens, mais encore attribués au "Oldowan", une technologie qui tire son nom des découvertes de la gorge d'Olduvai en Tanzanie, mais se distinguait néanmoins des outils fabriqués par les chimpanzés, les singes ou même par des ancêtres humains plus anciens.

« Nous nous attendions à voir une indication d'une évolution du Lomekwian à ces premiers outils d'Oldowan. Pourtant, lorsque nous avons examiné de près les modèles, il y avait très peu de liens avec ce que l'on sait de sites archéologiques plus anciens ou avec les outils fabriqués par les primates modernes », affirme Will Archer de l'Institut Max Planck d'anthropologie évolutionniste de Leipzig et de l'Université de Cape Town (Afrique du Sud).

Les principales différences semblent être la possibilité pour nos ancêtres de produire systématiquement les outils à arêtes vives plus petits, extraits de plus grands nodules de pierre. Les chimpanzés et les singes utilisent généralement des outils pour les activités de percussion, afin de marteler et de casser des aliments tels que les noix et les fruits de mer, ce qui semble avoir été le cas des outils Lomekwian vieux de 3,3 millions d'années.

Quelque chose a donc changé il y a 2,6 millions d'années et nos ancêtres sont devenus plus précis et plus habiles à frapper le bord des pierres pour fabriquer des outils. Les artefacts BD 1 enregistrent ce changement.

Il semble que cette évolution dans la fabrication des outils s’est produite à peu près au même moment où les dents de notre ancêtre ont commencé à changer. La mâchoire Homo de Ledi-Geraru en est le témoignage. Lorsque nos ancêtres ont commencé à transformer les aliments en utilisant des outils en pierre, nous constatons une réduction de la taille de leurs dents. Notre technologie et notre biologie étaient intimement liées, même il y a 2,6 millions d'années.

En outre, l'absence de liens clairs avec la technologie antérieure des outils en pierre suggère que l'utilisation des outils a été "ré-inventée" à plusieurs reprises dans le passé.

David Braun, un archéologue de la George Washington University et auteur principal de l'étude, précise : « Étant donné que les espèces de primates du monde entier utilisent régulièrement des marteaux de pierre pour chercher de nouvelles ressources, il semble très possible que de nombreux ancêtres humains aient découvert de nouvelles façons d'utiliser des artefacts en pierre pour extraire des ressources de leur environnement. Si notre hypothèse est correcte, alors nous nous attendons à trouver une continuité dans l'évolution de la forme des artefacts après 2,6 millions d'années, mais pas avant cette période. Nous devons donc trouver plus de sites. » La poursuite de fouilles sur le terrain dans la zone du projet Ledi-Geraru permet d'ores et déjà de mieux comprendre les modes de comportement de nos ancêtres les plus anciens. D'ailleurs, de nouveaux sites ont déjà été trouvés et l'équipe de Ledi-Geraru va commencer les fouilles dès cette année.


Cette recherche a été financée par la National Science Foundation et la John Templeton Foundation.


Référence
David R. Braun, Vera Aldeias, Will Archer, J Ramon Arrowsmith, Niguss Baraki, Christopher J. Campisano, Alan L. Deino, Erin N. DiMaggio, Guillaume Dupont-Nivet, Blade Engda, David A. Feary, Dominique I. Garello, Zenash Kerfelew, Shannon P. McPherron, David B. Patterson, Jonathan S. Reeves, Jessica C. Thompson, and Kaye E. Reed. PNAS June 11, 2019 116 (24) 11712-11717; first published June 3, 2019 https://doi.org/10.1073/pnas.1820177116





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Un grand artefact de couleur vert trouvé in situ sur le site de Bokol Dora. A droite : Photo du même artefact sous divers angles et modèle 3D du même artefact (crédit photo : © David R. Braun)



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Blade Engda de (Université de Poitiers) soulève un artefact d'un sédiment vieux de 2,6 millions d'années, mettant en évidence une empreinte dans la couche inférieure (crédit photo : © David R. Braun)



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Une image de la fouille de Bokol Dora lors de la fouille de 2015. Des pierres ont été placées sur la surface de contact pendant l'excavation pour préserver les couches stratigraphiques fragiles (crédit photo : © David Feary)



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Des archéologues de l'Institut Max Planck (Allemagne) et de l'Autorité Ethiopienne pour la Recherche et la Conservation du Patrimoine Culturel, ainsi que des géologues de l'Université d'Algarve (Portugal) étudient les sédiments du site de Bokol Dora. Des pierres ont été placées sur la surface de contact pendant l'excavation pour préserver les contacts stratigraphiques fragiles.(crédit photo : © Erin Dimaggio)



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