Paranthropus robustus est un hominin éteint à petit cerveau qui vivait il y a entre 2 millions et 1,2 million d’années dans ce qui est maintenant l’Afrique du Sud. Découverte en 1938, elle fut l’une des premières hominines décrites et la première australopithécine robuste découverte. On pensait que les mâles de Paranthropus robustus étaient sensiblement plus grands que les femelles — tout comme les différences de taille observées chez les primates modernes. Mais le crâne mâle adulte bien conservé de Paranthropus robustus du système de grottes de Drimolen au nord-ouest de Johannesburg en Afrique du Sud, daté d’il y a environ 2,04 à 1,95 million d’années, suggère plutôt que cet hominine a évolué rapidement pendant une période de changement climatique local il y a environ 2 millions d’années, entraînant des changements anatomiques qui étaient auparavant attribués au sexe.

Le crâne DNH 155 de Paranthropus robustus photographié en vue frontale (a), latérale gauche (b), supérieure (c) et oblique (d). Barre d’échelle – 10 mm. Crédit d’image: Martin et al., doi: 10.1038/ s41559-020-01319-6 .

Les paléoanthropologues savaient déjà que l’apparition de Paranthropus robustus en Afrique du Sud coïncidait à peu près avec la disparition de l’Australopithèque et l’émergence dans la région des premiers Homo.

Cette transition a eu lieu très rapidement, peut-être en quelques dizaines de milliers d’années seulement.

« L’hypothèse de travail a été que le changement climatique a créé un stress chez les populations d’Australopithèques conduisant finalement à leur disparition, mais que les conditions environnementales étaient plus favorables pour les Homo et les Paranthropes, qui se sont peut-être dispersés ailleurs dans la région”, a déclaré le professeur David Strait, chercheur à l’Université de Washington à Saint-Louis.

« Nous voyons maintenant que les conditions environnementales étaient probablement stressantes pour les Paranthropes et qu’ils devaient s’adapter pour survivre. »

Le spécimen récemment découvert sur le site de Drimolen, désigné DNH 155, est clairement un mâle Paranthropus robustus.

Il est plus grand qu’un membre bien étudié de l’espèce précédemment découvert sur le site — un individu connu sous le nom de DNH 7, et présumé être une femelle — mais il est mesurablement plus petit que les mâles présumés du site voisin de Swartkrans.

« Il semble maintenant que la différence entre les deux sites ne puisse pas simplement s’expliquer par des différences entre les hommes et les femmes, mais plutôt par des différences au niveau de la population entre les sites”, a déclaré le premier auteur Jesse Martin, doctorant à l’Université de La Trobe.

« Nos travaux récents ont montré que Drimolen est antérieur à Swartkrans d’environ 200 000 ans, nous pensons donc que Paranthropus robustus a évolué au fil du temps, avec Drimolen représentant une population précoce et Swartkrans représentant une population plus tardive, plus anatomiquement dérivée. »

 » Il est très important de pouvoir documenter le changement évolutif au sein d’une lignée. Cela nous permet de poser des questions très ciblées sur les processus évolutifs ”, a ajouté la co-auteure, la Dre Angeline Leece, également de l’Université La Trobe.

Paranthropus boisei. Crédit image : © Roman Yevseyev.

Les preuves d’un changement climatique rapide mais important au cours de cette période en Afrique du Sud proviennent de diverses sources.

De manière critique, les fossiles indiquent que certains mammifères associés à des environnements boisés ou buissonnants ont disparu ou sont devenus moins répandus — tandis que d’autres espèces associées à des environnements plus secs et plus ouverts sont apparues localement pour la première fois.

« Comme c’est le cas aujourd’hui, les changements climatiques modifient les environnements locaux, et l’apparition rapide d’un environnement plus ouvert, aride et plus frais en Afrique du Sud à cette époque a entraîné un changement de l’écologie locale et donc des aliments disponibles dans le paysage”, a déclaré le co-auteur, le Dr Gary Schwartz, chercheur à l’Arizona State University.

« Nous savions déjà que Paranthropus robustus avait développé une multitude de spécialisations anatomiques du crâne qui lui permettaient de consommer et de survivre avec des aliments durs, durs et difficiles à traiter. »

 » Mais comparé aux spécimens géologiquement plus jeunes du site voisin de Swartkrans, le crâne de Drimolen montre très clairement qu’il était moins bien adapté à la consommation de ces plats de menu difficiles. »

« Ce que nous avons est un instantané remarquable de la façon dont un climat sec a conduit à la sélection naturelle modifiant l’anatomie de cette espèce sur seulement 200 000 ans, de la forme moins efficace à Drimolen à l’évolution d’un appareil d’alimentation plus puissant présent chez Swartkrans Paranthropus robustus. »

« Il était remarquable que Paranthropus robustus soit apparu à peu près au même moment que notre ancêtre direct Homo erectus, tel que documenté par un crâne Homo erectus infantile que l’équipe a découvert sur le même site de Drimolen en 2015”, a déclaré Le Dr Leece.

« Ces deux espèces très différentes, Homo erectus avec leur cerveau relativement grand et leurs petites dents, et Paranthropus robustus avec leurs dents relativement grandes et leur petit cerveau, représentent des expériences évolutives divergentes. »

« Alors que nous étions la lignée qui a gagné à la fin, les archives fossiles suggèrent que Paranthropus robustus était beaucoup plus commun que l’Homo erectus sur le paysage il y a deux millions d’années. »

 » Ces deux genres vivaient aux côtés d’un troisième genre d’ancêtre humain primitif, Australopithecus, également présent sur des sites situés dans la même petite vallée ”, Dr. A dit Schwartz.

« La façon dont ces hominines ont divisé le paysage, en particulier pendant cette période d’environnements radicalement changeants, n’est pas encore claire et c’est un objectif majeur de nos futures recherches. »

« Drimolen est en train de devenir un point névralgique pour les premières découvertes d’hominines, ce qui témoigne du dévouement de l’équipe actuelle à l’excavation holistique et à l’analyse post-terrain”, a déclaré le co-auteur, le Dr Stephanie Baker, chercheuse à l’Université de Johannesburg.

« Le crâne DNH 155 est l’un des spécimens de Paranthropus robustus les mieux conservés connus de la science. »

 » Ceci est un exemple de ce que des recherches minutieuses et fines peuvent nous dire sur nos lointains ancêtres.”

La recherche est décrite dans un article publié en ligne cette semaine dans la revue Nature Ecology&Evolution.

J.M. Martin et coll. Drimolen cranium DNH 155 documente la microévolution chez une première espèce d’hominines. Nat Ecol Evol, publié en ligne le 9 novembre 2020; doi: 10.1038/s41559-020-01319-6