Notre passé en nous

Comment sommes-nous devenus les animaux pensants que nous sommes ? C'est la question au cœur de l'étude de la préhistoire humaine – et celle que se pose Colin Renfrew depuis l'été 1962, lorsqu'il s'est rendu à Milos, l'une des îles cycladiques de la mer Égée, source d'obsidienne noire. c'était la première marchandise échangée par les humains.

Homme mystérieux: Cro-Magnon est apparu il y a environ 40 000 ans et nous ressemblait beaucoup. Alors pourquoi a-t-il fallu des dizaines de milliers d'années pour que la civilisation s'installe ?

Renfrew – Lord Renfrew de Kaimsthorn depuis qu'il a été nommé pair britannique à vie en 1991 pour honorer ses nombreuses contributions à l'archéologie – était alors étudiant diplômé à Cambridge. En tant qu'étudiant de premier cycle, il avait d'abord étudié les sciences naturelles avant de passer à l'archéologie; ainsi, cherchant un moyen de déterminer la provenance de l'obsidienne que les peuples préhistoriques préféraient pour la fabrication d'outils, il a essayé la nouvelle tactique consistant à utiliser la spectroscopie d'émission optique pour analyser ses éléments traces.

Cette histoire faisait partie de notre numéro de janvier 2009

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Nous avons vraiment eu de la chance, m'a dit Renfrew récemment. L'obsidienne fabrique des lames beaucoup plus fines et plus tranchantes que le silex et était donc une substance préférée trouvée sur presque tous les premiers sites néolithiques en Grèce. En fait, nous avons appris qu'il était déjà commercialisé au Paléolithique supérieur. Pourtant, les principales carrières d'obsidienne en mer Égée se trouvaient sur Milos. Ainsi, le matériel documente la première navigation connue, dit Renfrew. Il fallait quand même savoir d'où ça venait. L'analyse des éléments traces nous permet de caractériser chaque source d'obsidienne différente, car elles sont créées par des volcans relativement récents et ont tendance à être systématiquement distinguables. Renfrew a découvert qu'il pouvait clairement tracer la distance parcourue par le matériau : l'obsidienne d'un site en Anatolie (Turquie moderne), dans un cas, avait été transportée à environ 500 miles jusqu'en Palestine. Dans l'ensemble, l'image qui a émergé suggérait un monde où la plupart des gens ne voyageaient jamais à plus de quelques kilomètres de leur lieu de naissance, mais quelques-uns allaient partout. C'est une image intéressante, dit Renfrew. Ce sont les marins qui parcouraient de longues distances, se déplaçant assez largement et clairement dans les îles de la mer Égée avant les origines de l'agriculture.

Ensuite, Renfrew a tourné son attention vers ce qui avait été une hypothèse chère à l'archéologie : que l'innovation culturelle préhistorique est originaire du Proche-Orient et s'est diffusée en Europe. Juste en termes archéologiques, je ne pensais pas que cet argument était très bon, dit-il. En Bulgarie et en Roumanie, j'avais été frappé par les débuts de la métallurgie sur certains sites. Ainsi, lorsque la datation au radiocarbone est arrivée, en particulier lors de l'étalonnage des cernes des arbres à la fin des années 1960, le sou a chuté. Les nouvelles méthodes technologiques ont prouvé qu'en effet, certains artefacts d'Europe centrale et occidentale étaient plus anciens que leurs prédécesseurs supposés du Proche-Orient. Renfrew a écrit un livre, Before Civilization: The Radiocarbon Revolution and Prehistoric Europe (1973), soulignant que la chronologie diffusionniste précédente s'était effondrée à plusieurs endroits.

Préhistoire : la fabrication de l'esprit humain
Par Colin Renfrew
Bibliothèque moderne, 2008, 23,00 $

Au fil des décennies, Renfrew est resté à la pointe de son domaine; il a été l'un des premiers défenseurs de technologies telles que la modélisation informatique et la tomographie par émission de positons (TEP), cette dernière visant à examiner les activités cérébrales des sujets contemporains alors qu'elles reproduisaient la fabrication d'outils des hominidés du Paléolithique inférieur. Dans son dernier livre, Prehistory: The Making of the Human Mind, Renfrew a non seulement produit un résumé de la partie de loin la plus vaste de l'histoire humaine, mais a également rendu compte des progrès de l'archéologie depuis que les chercheurs européens ont réalisé il y a quelque 150 ans que le passé humain étendu de nombreux millénaires plus loin que 4004 av. (l'estimation du théologien du XVIIe siècle, l'évêque Ussher, du moment où Dieu a créé le monde). Compte tenu de son vaste sujet et de ses restrictions de longueur, le seul véritable reproche que l'on puisse faire au livre est probablement que dans son index, sous la lettre R, l'auteur est absent. C'est une omission importante : Renfrew a éclairé la compréhension d'aujourd'hui de la préhistoire humaine tout comme il dit Gordon Childe, qui est responsable des concepts de la pensée néolithique et urbaine qui ont façonné la pensée au cours de la première moitié du 20e siècle. Comme Childe, il a été l'un des grands synthétiseurs archéologiques, travaillant à construire une théorie du développement humain global. Pour Renfrew, toute archéologie mène finalement à l'archéologie cognitive, la branche qui étudie le développement de la cognition humaine.

En particulier, Renfrew a été préoccupé par ce qu'il a appelé le paradoxe conscient : l'immense décalage entre l'émergence d'êtres humains anatomiquement modernes et l'avènement des comportements culturels que nous adoptons pour définir l'humanité.

La préhistoire est définie comme cette période de l'histoire humaine au cours de laquelle les gens n'avaient pas encore atteint l'alphabétisation - notre technologie de base de stockage de l'information - ou n'avaient laissé aucune trace écrite. Ainsi, en Égypte, la préhistoire s'est terminée vers 3000 av. en Papouasie-Nouvelle-Guinée, à l'inverse, elle s'est terminée aussi récemment qu'à la fin du siècle dernier. Les archéologues et les anthropologues acceptent cette définition région par région de la conclusion de la préhistoire, mais ils sont moins d'accord sur son début. Quelques-uns ont vu la préhistoire comme commençant aussi récemment qu'environ 40 000 av. J.-C., avec l'émergence de l'homme de Cro-Magnon, qui comme Homo sapiens sapiens était presque impossible à distinguer de nous (bien que Cro-Magnon, en moyenne, ait un cerveau plus gros et une physiologie plus robuste). Cependant, la plupart des experts diraient probablement que la préhistoire a commencé au Pléistocène moyen, il y a jusqu'à 200 000 ans - quand Homo neanderthalensis (parfois classé comme Homo sapiens de Néandertal ) et archaïque Homo sapiens a émergé. Quoi qu'il en soit, on suppose que l'apparition de Homo sapiens sapiens a déclenché un nouveau rythme de changement … qui a placé le développement culturel sur [une] … voie de développement accélérée, comme l'écrit Renfrew dans Préhistoire . Mais Renfrew pense que cette accélération doit être due à autre chose.

Les preuves que l'arrivée d'Homo sapiens équivaut à des capacités linguistiques complètes, à la révolution du comportement humain, etc. sont très limitées, m'a dit Renfrew, ajoutant qu'il ne voit rien séparer clairement les outils en silex des Néandertaliens de ceux associés à Homo sapiens. Quant aux peintures rupestres d'Altamira, de Lascaux et d'autres sites d'Europe du Sud, qui ont entre 15 000 et 17 000 ans : elles sont étonnantes, mais stylistiquement singulières et très limitées dans leur distribution. Ils pourraient ne pas être caractéristiques des premiers Homo sapiens. Dans l'ensemble, pense Renfrew, si les extraterrestres de l'espace avaient comparé les chasseurs-cueilleurs Homo sapiens à leurs homologues antérieurs, ils n'auraient probablement pas vu beaucoup de différence.

Il y a deux millions et demi d'années, les premiers protohumains, Homo habilis, ont façonné des pierres pour remplacer les griffes et les crocs qui leur manquaient, les utilisant pour tuer de petits animaux et récupérer les restes des plus gros. Le gain a été immense : alors que les besoins métaboliques comme la transformation des aliments limitent la taille du cerveau pour la plupart des mammifères, manger de la viande a permis à l'habilis de commencer à développer un intestin plus petit, libérant cette énergie métabolique pour l'utilisation du cerveau. Après quelques centaines de milliers d'années, les hominidés ultérieurs comme erectus et ergaster avaient développé des os des doigts redressés, des pouces plus forts et des jambes plus longues. L'expansion des cerveaux des hominidés - ils étaient deux fois plus importants en un million d'années, trois fois par le Paléolithique moyen - a permis la communication symbolique et la pensée abstraite. En 50 000 av. J.-C., nos ancêtres s'étaient propagés d'Afrique à travers l'Asie, l'Europe et l'Australie.

L'archéogénétique émerge
Le paradoxe, ou énigme, est le suivant : si l'homo sapiens archaïque est apparu il y a 200 000 ans, pourquoi notre espèce a-t-elle eu besoin de tant de millénaires avant sa transition, il y a 12 000 à 10 000 ans, du nomadisme chasseur-cueilleur qui caractérisait tous les hominidés précédents à un établissement permanent toute l'année, qui a ensuite permis l'élaboration des efforts culturels de l'humanité ? Pour répondre à cette question, Renfrew appelle à une grande synthèse de trois approches : l'archéologie scientifique, qui recueille des données concrètes grâce à la datation au radiocarbone et des technologies similaires ; étude linguistique visant à construire des histoires claires des langues du monde; et l'analyse génétique moléculaire.

Renfrew considère cette dernière approche, qu'il appelle archéogénétique, comme celle qui progresse le plus rapidement. Jusqu'à présent, l'archéogénétique s'est appuyée principalement sur l'analyse de l'ADN mitochondrial humain (ADNmt), qui ne se trouve pas dans les chromosomes appariés au sein des noyaux cellulaires, mais dans de minuscules boucles, appelées plasmides, à l'intérieur des mitochondries qui génèrent la majeure partie de l'énergie chimique de la cellule. Contrairement à l'ADN chromosomique, l'ADNmt dérive uniquement de l'ovule - il ne représente donc que la lignée maternelle - et ne se recombine pas de génération en génération. Ainsi, il est essentiellement statique. Pourtant, sur des milliers d'années, des polymorphismes mononucléotidiques – des mutations qui modifient une seule paire de bases d'ADN – se produisent dans les mitochondries à un rythme statistiquement prévisible. Compte tenu de ce taux de mutation, les chercheurs modernes peuvent analyser et comparer des échantillons d'ADNmt d'individus du monde entier, en utilisant les similitudes et les différences pour construire un grand arbre généalogique humain.

De plus, m'a dit Renfrew, les études sur les taux de mutation de l'ADNmt donnent une chronologie approximative qui correspond assez bien aux données de la datation au radiocarbone des restes fossiles. Comme la datation au radiocarbone elle-même, l'analyse de l'ADNmt a réfuté les mythes de longue date sur la race en montrant que l'humanité avait presque certainement une origine unique en Afrique, notre principale dispersion hors de ce continent s'étant produite il y a environ 60 000 ans et impliquant probablement un nombre relativement restreint d'humains. . Au cours de la diaspora mondiale de l'humanité, de nombreuses populations se sont isolées. Aujourd'hui, les haplogroupes mitochondriaux - des groupes qui partagent des ancêtres communs - sont identifiables comme originaires d'Afrique, d'Europe, d'Asie, des Amériques et des îles du Pacifique.

L'analyse de l'ADN mitochondrial n'est qu'un outil dans un arsenal génomique en expansion. Le tableau plus complet est peut-être encore plus dramatique que ne le suggère Renfrew. De plus en plus, nous ressemblons à une seule variante taxonomique dans le continuum du clade des hominidés : une variante du gène FOXP2 fortement impliquée dans nos capacités linguistiques, par exemple, est celle que nous avons partagée avec les Néandertaliens il y a 60 000 à 100 000 ans. Selon John Hawks, anthropologue et généticien des populations à l'Université du Wisconsin-Madison, les Néandertaliens et les Homo sapiens pourraient bien s'être croisés : aucune espèce de primate n'a établi de limites reproductives jusqu'à la stérilité en moins de quelques millions d'années. Les Néandertaliens et nous-mêmes ressemblons peut-être aux chimpanzés et aux bonobos, qui sont géographiquement séparés dans la nature mais s'hybrident librement s'ils sont placés ensemble dans un zoo. En bref, bien que nous ayons tendance à être centrés sur les espèces à propos du concept d'humanité, la réalité est que tous les organismes sont des réceptacles temporaires dans lesquels l'ADN se déverse, et les frontières interspécifiques sont plus fluides et ténues que nous ne le pensions. Dans un sens, l'idée d'Homo sapiens en tant qu'espèce distincte est un mythe racial de plus.

Les autres hypothèses ne tiennent pas mieux. Non seulement Cro-Magnon avait un cerveau plus gros que nous, par exemple, mais la différence était grande. Au cours des 10 000 dernières années, notre cerveau a rétréci d'environ 200 centimètres cubes, explique Hawks. Si nous réduisions encore 200, nous serions l'équivalent d'Homo erectus. Une possibilité est que cela représente une plus grande efficacité - nos cerveaux utilisent moins d'énergie, nécessitent moins de temps de développement et signalent plus rapidement. Alternativement, bien sûr, nous devenons plus stupides.

En méditant sur ces questions et d'autres similaires, Hawks et d'autres chercheurs se sont demandé si les données du projet international HapMap - un consortium créé pour cataloguer les modèles de variation génétique humaine dans différentes populations du monde - pourraient aider à clarifier les choses.

En génétique des populations, le déséquilibre de liaison signifie que certains allèles - les versions alternatives d'un gène donné responsables de variations telles que les yeux bruns ou bleus - se produisent ensemble plus fréquemment que ne peut l'expliquer le hasard. C'est un signe que la sélection évolutive a fonctionné : de nouvelles mutations avantageuses apparaissent. Hawks et ses collègues ont appliqué de nouvelles approches d'analyse du génome aux données HapMap pour suivre le déséquilibre de liaison, puis, en décembre 2007, ont publié un article controversé, Recent Acceleration of Human Adaptive Evolution, dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

Quand j'étais à l'université au milieu des années 90, le dogme était que la culture avait stoppé l'évolution, m'a dit Hawks. Mais lui et ses collègues ont trouvé des preuves génomiques que, au contraire, la culture a accéléré le rythme de l'évolution humaine au cours des 40 000 dernières années, et en particulier au cours des 10 000 dernières. Ce qui est à l'origine de cette accélération, ont-ils soutenu dans PNAS, est l'explosion de la population humaine mondiale qui a commencé il y a 10 000 ans, à la suite de la révolution agricole. L'humanité a inventé l'agriculture, a commencé à manger des aliments différents et a commencé à habiter dans les villes ; les populations se sont étendues, permettant un grand nombre de mutations. La sélection naturelle a favorisé la diffusion de variations bénéfiques.

Selon Hawks, les preuves indiquent une sélection récente sur plus de 1 800 gènes humains. Au-delà de l'identification d'un allèle sélectionné, ajoute-t-il, l'analyse peut souvent déterminer à partir de sa séquence quelque chose de ce que fait l'allèle. Hawks pense que certains des nouveaux allèles confèrent de nouvelles capacités digestives, comme la tolérance au glucose et au lactose ; résistance aux agents pathogènes, comme contre le paludisme; amélioration de la capacité de réparation de l'ADN, qui peut être associée à la longévité humaine ; et de nouvelles variations de neurotransmetteurs, comme la variante de dopamine DRD4-7R, qui a été fortement sélectionnée dans certaines populations il y a peut-être 40 000 ans et est impliquée dans des tendances accrues à l'impulsivité, au trouble déficitaire de l'attention et à l'alcoolisme. (Les généticiens des populations plus conservateurs soutiennent que si les humains évoluent probablement encore, il n'est pas clair que l'évolution s'accélère, et encore moins certains des allèles d'origine récente.)

Discuter des différences dans les populations n'est pas quelque chose que notre société égalitaire apprécie. Mais l'un des coauteurs de Hawks, Henry Harpending, généticien des populations et anthropologue à l'Université de l'Utah, pense que cela devrait être le cas : les citoyens devraient comprendre que l'évolution est en cours, que de nombreuses différences humaines réelles existent et que nous blessons de nombreuses personnes en les niant. Harpending note également que les industries des sciences de la vie ont suivi le document, recherchant des opportunités de développement de médicaments et de médecine personnalisée. Face au silence gêné des scientifiques du monde, ils ne sont pas inhibés, dit-il. Ils veulent gagner de l'argent et sont dessus comme des corbeaux sur la route. Si Harpending a raison, nous apprendrons de nouveaux faits sur le développement humain, que nous le voulions ou non.

Mark Williams est un éditeur collaborateur de Examen de la technologie .

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