Outils en pierre du LRJ à Ranis. 1) pointe de lame bifaciale partielle caractéristique du LRJ ; 2) à Ranis, le LRJ contient également des pointes de feuilles bifaciales finement réalisées. Crédit : Joséphine Schubert, Musée Burg Ranis
L’arrivée d’Homo sapiens dans les latitudes froides du nord a eu lieu plusieurs milliers d’années avant la disparition des Néandertaliens dans le sud-ouest de l’Europe.
Les trois études publiées décrivent Homo sapiens les fossiles d’Ilsenhöhle à Ranis et leur contexte associé (Mylopotamitaki et al.), le régime alimentaire et le mode de vie de ces premiers pionniers (Smith et al.) et les conditions environnementales auxquelles ils ont été confrontés en Europe centrale et du nord-ouest (Pederzani et al.).
« Le site de la grotte de Ranis fournit des preuves de la première dispersion de Homo sapiens dans les hautes latitudes de l’Europe. Il s’avère que les artefacts en pierre que l’on pensait avoir été produits par les Néandertaliens faisaient en fait partie des premiers H. sapiens trousse à outils. Cela change fondamentalement nos connaissances antérieures sur cette période : H. sapiens a atteint le nord-ouest de l’Europe bien avant la disparition de Néandertal dans le sud-ouest de l’Europe », explique Jean-Jacques Hublin, professeur au Collège de France à Paris et directeur émérite de l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutionniste à Leipzig, en Allemagne.
Le site de la grotte Ilsenhöhle sous le château de Ranis. Crédit : Tim Schüler, TLDA
Ranis : une séquence de 8 mètres re-fouillée pour la première fois depuis les années 1930
Une équipe de recherche internationale dirigée par Jean-Jacques Hublin (Institut Max Planck d’anthropologie évolutive et Collège de France, Paris), Shannon McPherron (Institut Max Planck d’anthropologie évolutive), Tim Schüler (Thüringisches Landesamt für Denkmalpflege und Archäologie) et Marcel Weiss ( Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg et l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutive) ont fouillé Ranis à nouveau entre 2016 et 2022.
Les objectifs étaient de localiser les gisements restants des fouilles des années 1930, de clarifier la stratigraphie et la chronologie du site et d’identifier les créateurs du LRJ. Au fond de la séquence de 8 mètres de profondeur, les chercheurs ont découvert des couches contenant le LRJ.
L’excavation des couches LRJ à 8 mètres de profondeur à Ranis représentait un défi logistique et nécessitait un échafaudage élaboré pour soutenir la tranchée. Crédit : Marcel Weiss
« Le défi était de creuser la séquence complète de 8 mètres de haut en bas, en espérant que certains dépôts subsistent des fouilles des années 1930. Nous avons eu la chance de trouver un rocher de 1,7 mètre d’épaisseur que les excavatrices précédentes n’avaient pas réussi à franchir. Après avoir retiré cette roche à la main, nous avons finalement découvert les couches LRJ et même trouvé des fossiles humains. Cela a été une énorme surprise, car aucun fossile humain n’était connu auparavant du LRJ et a été une récompense pour le travail acharné sur le site », déclare Marcel Weiss de l’Université Friedrich-Alexander d’Erlangen-Nürnberg et de l’Institut Max Planck pour Anthropologie évolutionniste.
Des milliers de fragments d’os ont révélé des modèles d’utilisation du site et de régime alimentaire humain
Des milliers de morceaux d’os très fragmentés ont été récupérés sur le site. « L’analyse zooarchéologique montre que la grotte de Ranis était utilisée par intermittence par des hyènes mettant bas, des ours des cavernes en hibernation et de petits groupes d’humains.,« , a expliqué le zooarchéologue Geoff Smith de l’Université du Kent et de l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutive.
« Bien que ces humains n’aient utilisé la grotte que pendant de courtes périodes, ils ont consommé de la viande provenant de divers animaux, notamment des rennes, des rhinocéros laineux et des chevaux », a déclaré Smith. « Bien que les os aient été brisés en morceaux plus petits, ils étaient exceptionnellement bien conservés et nous ont permis d’appliquer les dernières méthodes de pointe en matière de science archéologique, de protéomique et de génétique », a expliqué Smith.
L’analyse de plus de 1 000 ossements d’animaux de Ranis a montré que les premiers Homo sapiens traitaient les carcasses de cerfs mais aussi de carnivores, dont les loups. Crédit : Geoff M. Smith
Les premiers os humains de Ranis ont été identifiés grâce à la paléoprotéomique
Les chercheurs ont utilisé les protéines extraites des fragments osseux morphologiquement non identifiables pour identifier les restes animaux et humains trouvés dans les couches du LRJ.
« La paléoprotéomique est un outil relativement nouveau pour effectuer des identifications taxonomiques de restes squelettiques auparavant non identifiables récupérés sur des sites archéologiques. À Ranis, cela a permis d’identifier les premiers restes humains associés aux couches LRJ, qui ont ensuite été analysés plus en détail avec les dernières méthodes de l’Antiquité. ADNla datation au radiocarbone et l’analyse des isotopes stables », explique Dorothea Mylopotamitaki, ancienne boursière doctorale PUSHH-Marie Sklodowska-Curie Actions au Collège de France et à l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutionniste.
L’extraction protéomique des fragments osseux archéologiques est réalisée dans un environnement stérilisé pour éviter toute contamination moderne. Crédit : Dorothea Mylopotamitaki
Plus H. sapiens Des ossements découverts parmi des matériaux issus des fouilles des années 1930
En plus de ces nouvelles fouilles, l’équipe a également entrepris de nouvelles analyses des fragments d’os de l’ancienne collection Ranis (fouilles de 1932 à 1938), qui sont conservés et stockés à l’Office national de gestion du patrimoine et d’archéologie de Saxe-Anhalt en Allemagne. Cela comprenait une étude dans laquelle les os ont été examinés un par un pour potentiellement identifier des restes humains.
« Ce travail minutieux a été récompensé par la découverte de plusieurs nouveaux ossements humains », a déclaré Hélène Rougier, paléoanthropologue à la California State University Northridge. « Trouver des restes humains mélangés à des ossements d’animaux conservés depuis près d’un siècle a été une surprise inattendue et fantastique », a-t-elle ajouté.
D’autres travaux sur ces collections sont en cours par Hélène Rougier et des chercheurs de l’Office national de gestion du patrimoine et d’archéologie de Saxe-Anhalt et mettent en évidence l’énorme valeur des collections muséales.
Fragment d’os humain provenant des nouvelles fouilles de Ranis. Crédit : Tim Schüler, TLDA
Le séquençage de l’ADN a montré que les os étaient Homo sapiens
Une fois les 13 restes squelettiques humains issus des fouilles anciennes et nouvelles identifiés, l’ADN a été extrait de ces fossiles et analysé.
« Nous avons confirmé que les fragments squelettiques appartenaient à Homo sapiens. Il est intéressant de noter que plusieurs fragments partageaient les mêmes séquences d’ADN mitochondrial – même des fragments provenant de fouilles différentes. Cela indique que les fragments appartenaient au même individu ou étaient des parents maternels, reliant ces nouvelles découvertes à celles d’il y a des décennies », explique Elena Zavala, chercheuse postdoctorale Miller au Université de Californie, Berkeleyet l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutionniste.
Un autre objectif important était d’obtenir l’ADN des sédiments du site, notamment des couches LRJ. Par conséquent, en plus de leur recherche de fragments d’os humains, l’équipe a également extrait l’ADN ancien de mammifères à partir d’échantillons de sédiments pour compléter l’analyse zooarchéologique. De plus, des analyses d’ADN nucléaire sont en cours en collaboration avec Arev Sümer de l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutive.
Après préparation chimique et purification, de très petits échantillons de dents d’animaux sont chargés dans le chargeur d’un spectromètre de masse à rapport isotopique pour obtenir des rapports isotopiques stables de l’oxygène, qui fournissent des informations sur les climats passés dans lesquels vivaient les animaux. Crédit : Institut Max Planck d’anthropologie évolutive
Homo sapiens A atteint le nord-ouest de l’Europe il y a 47 500 ans
La datation au radiocarbone a été utilisée pour comprendre quand les humains ont occupé la grotte. Homo sapiens les os des fouilles des années 1930 et de 2016 à 2022 ont été directement datés en utilisant de très petites quantités d’os afin de préserver le matériel pour des analyses plus approfondies. Les dates montrent que ces individus étaient parmi les premiers Homo sapiens habiter l’Europe. L’équipe a également réalisé une datation au radiocarbone d’ossements d’animaux provenant de différentes couches du site afin de reconstituer la chronologie du site. Ils se sont concentrés sur les os présentant des traces de modifications humaines sur leurs surfaces, reliant les dates à la présence humaine dans la grotte. «Nous avons trouvé un très bon accord entre les dates au radiocarbone du Homo sapiens des ossements provenant des deux collections de fouilles et avec des ossements d’animaux modifiés provenant des couches LRJ de la nouvelle fouille, créant un lien très fort entre les restes humains et LRJ. Les preuves suggèrent que Homo sapiens occupaient sporadiquement le site il y a 47 500 ans », explique Helen Fewlass, boursière postdoctorale EMBO au Francis Crick Institute de Londres et anciennement de l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutionniste.
Homo sapiens Avait la capacité de s’adapter aux conditions climatiques difficiles et froides
Les analyses d’isotopes stables sur les dents et les os d’animaux permettent de mieux comprendre les conditions climatiques et les environnements dans lesquels les groupes pionniers de Homo sapiens rencontrés autour de Ranis. L’équipe a combiné des informations provenant d’un large éventail de rapports isotopiques stables et a pu montrer qu’un climat continental très froid et des paysages de steppes ouvertes, similaires à ceux que l’on trouve aujourd’hui en Sibérie ou dans le nord de la Scandinavie, prévalaient à l’époque du LRJ, et que les conditions climatiques Les conditions se sont encore refroidies tout au long des occupations du LRJ à Ranis.
« Cela montre que même ces premiers groupes de Homo sapiens dispersés à travers l’Eurasie avaient déjà une certaine capacité à s’adapter à des conditions climatiques aussi difficiles », explique Sarah Pederzani de l’Université de La Laguna et de l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutive, qui a dirigé l’étude paléoclimatique du site.
« Jusqu’à récemment, on pensait que la résilience aux conditions climatiques froides n’apparaissait que plusieurs milliers d’années plus tard. Il s’agit donc d’un résultat fascinant et surprenant. Peut-être que les steppes froides avec de plus grands troupeaux de proies constituaient des environnements plus attrayants pour ces groupes humains qu’on ne l’imaginait auparavant.
Étude marquante sur les premières incursions de Homo sapiens En Europe
Cette étude complète, intégrant des fouilles archéologiques, l’identification taxonomique morphologique et protéomique, l’analyse de l’ADN mitochondrial, la datation au radiocarbone du matériel archéologique récemment fouillé et des restes humains, la zooarchéologie et l’analyse isotopique marque une étape importante dans la compréhension des incursions initiales de Homo sapiens en Europe au nord des Alpes pendant la transition du Paléolithique moyen au Paléolithique supérieur.
En outre, l’équipe a constaté que Homo sapiens s’est aventuré en Europe dans des conditions climatiques extrêmement froides. Se déplaçant en petits groupes, ils partageaient leur environnement et leurs sites avec de grands carnivores, comme les hyènes, et fabriquaient des outils en pierre élaborés en forme de feuilles.
«Les résultats de l’Ilsenhöhle à Ranis changent fondamentalement nos idées sur la chronologie et l’histoire du peuplement de l’Europe au nord des Alpes. Il est particulièrement intéressant que nous ayons désormais le plus ancien H. sapiens ici en Thuringe, en Allemagne », déclare Tim Schüler du Thüringisches Landesamt für Denkmalpflege und Archäologie.
