Fragment d’os humain provenant des nouvelles fouilles de Ranis. Crédit : Tim Schüler, TLDA
Une étude génétique d’un site archéologique allemand révèle que les humains modernes vivaient en Europe du Nord il y a 45 000 ans, chevauchant les Néandertaliens et modifiant notre compréhension des débuts de l’histoire humaine dans la région.
Une analyse génétique de fragments d’os découverts sur un site archéologique du centre de l’Allemagne montre de manière concluante que l’homme moderne… Homo sapiens – avait déjà atteint l’Europe du Nord il y a 45 000 ans, chevauchant l’Homme de Néandertal pendant plusieurs milliers d’années avant que ce dernier ne disparaisse.
Les résultats établissent que le site près de Ranis, en Allemagne, connu pour ses lames d’outils en pierre finement écaillées en forme de feuilles, est l’un des sites confirmés les plus anciens de la culture humaine moderne de l’âge de pierre dans le centre-nord et le nord-ouest de l’Europe.
La preuve que Homo sapiens et Homo néanderthalensis vécu côte à côte est cohérent avec les preuves génomiques selon lesquelles les deux espèces parfois croisés. Cela alimente également la suspicion selon laquelle l’invasion de l’Europe et de l’Asie par l’homme moderne il y a environ 50 000 ans a contribué à l’extinction des Néandertaliens, qui occupaient la région depuis plus de 500 000 ans.
L’analyse génétique, ainsi qu’une analyse archéologique et isotopique et une datation au radiocarbone du site de Ranis, sont détaillées dans un trio d’articles publiés récemment dans les revues Nature et Écologie de la nature et évolution.
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
Les lames de pierre de Ranis, appelées pointes de feuilles, sont similaires aux outils en pierre trouvés sur plusieurs sites en Moravie, en Pologne, en Allemagne et au Royaume-Uni. On pense que ces outils ont été produits par la même culture, appelée culture ou technocomplexe lincombien-ranisien-jerzmanowicien (LRJ). En raison de datations antérieures, le site de Ranis était vieux de 40 000 ans ou plus, mais sans ossements reconnaissables indiquant qui avait fabriqué les outils, il n’était pas clair s’ils étaient le produit des Néandertaliens ou des hommes. Homo sapiens.
Les nouvelles découvertes démontrent que «Homo sapiens fait cette technologie, et cela Homo sapiens étaient si loin au nord à cette époque, il y a 45 000 ans », a déclaré Elena Zavala, l’une des quatre premières auteurs de l’étude. Nature article et chercheur Miller au Université de Californie, Berkeley. « Ce sont donc parmi les premiers Homo sapiens en Europe. »
Zavala était titulaire d’un doctorat. étudiante à l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutionniste (MPI-EVA) à Leipzig en 2018 lorsqu’elle a commencé à travailler sur le projet, un effort majeur dirigé par Jean-Jacque Hublin, ancien directeur de l’institut et professeur au Collège de France à Paris.
« 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 Homo sapiens boîte à outils », a déclaré Hublin. « Cela change fondamentalement nos connaissances antérieures sur la période : Homo sapiens a atteint le nord-ouest de l’Europe bien avant la disparition de Néandertal dans le sud-ouest de l’Europe.
Le site de la grotte Ilsenhöhle sous le château de Ranis. Crédit : Tim Schüler, TLDA
Des os de parents maternels ?
Zavala a mené l’analyse génétique de fragments d’os d’hominidés provenant des fouilles nouvelles et plus profondes de Ranis entre 2016 et 2022 et de fouilles antérieures dans les années 1930. Parce que le ADN Dans les os anciens étant très fragmentés, elle a utilisé des techniques spéciales pour isoler et séquencer l’ADN, entièrement constitué d’ADN mitochondrial (ADNmt) hérité uniquement de la mère.
« Nous avons confirmé que les fragments squelettiques appartenaient à Homo sapiens. Fait intéressant, plusieurs fragments partageaient les mêmes séquences d’ADN mitochondrial – même des fragments provenant de différentes fouilles », a-t-elle déclaré. « Cela indique que les fragments appartenaient au même individu ou à ses parents maternels, reliant ces nouvelles découvertes à celles d’il y a des décennies. »
Les fragments d’os ont été initialement identifiés comme étant humains grâce à l’analyse des protéines osseuses – un domaine appelé paléoprotéomique – par un autre premier auteur, Dorothea Mylopotamitaki, doctorante au Collège de France et anciennement du MPI-EVA.
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
En comparant les séquences d’ADN mitochondrial de Ranis avec les séquences d’ADNmt obtenues à partir de restes humains sur d’autres sites paléolithiques en Europe, Zavala a pu construire un arbre généalogique des premiers âges. Homo sapiens à travers l’Europe. Tous les fragments de Ranis, sauf un, étaient assez similaires les uns aux autres et, étonnamment, ressemblaient à l’ADNmt du crâne d’une femme vieux de 43 000 ans découvert dans une grotte à Zlatý kůň en République tchèque. Le seul hors concours regroupé avec un individu italien.
« Cela soulève quelques questions : s’agissait-il d’une seule population ? Quelle pourrait être la relation ici ? dit Zavala. « Mais avec l’ADN mitochondrial, ce n’est qu’un aspect de l’histoire. C’est seulement le côté maternel. Nous aurions besoin d’un ADN nucléaire pour pouvoir commencer à nous pencher sur cette question. »
Un site de transition entre le Paléolithique moyen et supérieur
Zavala se spécialise dans l’analyse de l’ADN trouvé dans les os enterrés depuis longtemps, sur les outils osseux et dans les sédiments. Ses recherches dans les sédiments de différents niveaux des fouilles de Ranis ont révélé l’ADN d’un large éventail de mammifères, mais aucun d’hominidés. L’analyse, combinée à l’analyse morphologique, isotopique et protéomique de fragments osseux, dresse un portrait de l’environnement de cette époque et de l’alimentation des humains et des animaux qui ont occupé la grotte au fil des millénaires.
La présence de rennes, d’ours des cavernes, de rhinocéros laineux et d’os de chevaux, par exemple, indique des conditions climatiques froides typiques de la toundra steppique et similaires à celles de la Sibérie et du nord de la Scandinavie aujourd’hui, ainsi qu’un régime alimentaire humain basé sur de grands animaux terrestres. Les chercheurs ont conclu que la grotte était principalement utilisée par des ours des cavernes et des hyènes en hibernation, avec seulement une présence humaine périodique.
« Cette signature archéologique de plus faible densité correspond à d’autres sites lincombiens-ranisiens-jerzmanowiciens et s’explique mieux par des visites opportunes de courte durée par de petits groupes mobiles de pionniers. H. sapiens« , selon l’un des articles publiés dans Écologie de la nature et évolution.
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 le loup. Crédit : Geoff M. Smith
« 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 », a déclaré Sarah Pederzani, chercheuse postdoctorale à l’Université de La Laguna en Espagne, 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. »
Le site de Ranis, appelé Ilsenhöhle et situé au pied d’un château, a été initialement fouillé principalement entre 1932 et 1938. Les pointes de feuilles qui y ont été trouvées ont finalement été attribuées aux dernières années du Paléolithique moyen, il y a environ 300 000 à 30 000 ans. ou le début du Paléolithique supérieur, qui commence il y a environ 50 000 ans.
En raison de l’importance du site de Ranis pour la compréhension du technocomplexe LRJ et de la transition du Paléolithique moyen associé à Néandertal au Paléolithique supérieur humain moderne en Europe centrale, Hublin et son équipe ont décidé de fouiller à nouveau le site en utilisant des outils archéologiques modernes.
Les nouvelles fouilles s’étendaient jusqu’au substrat rocheux, à environ 8 mètres sous la surface, et impliquaient le retrait d’une roche – probablement tombée du plafond de la grotte – qui avait interrompu les fouilles précédentes. Ici, l’équipe de Hublin a découvert des éclats d’outils en silex et un éclat de quartzite correspondant au technocomplexe LRJ. Une analyse protéomique ultérieure de milliers d’éclats d’os récupérés a confirmé que quatre provenaient d’hominidés. Parmi les fragments d’os découverts lors des fouilles des années 1930, neuf provenaient d’hominidés.
L’analyse ADN de Zavala a confirmé que les 13 fragments osseux provenaient de Homo sapiens.
Une histoire révisée de la colonisation de l’Europe du Nord
L’équipe a également réalisé une datation au radiocarbone d’ossements humains et animaux provenant de différentes couches du site pour reconstituer la chronologie du site, en se concentrant sur les os présentant des traces de modifications humaines sur leurs surfaces, ce qui relie leurs 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 », a déclaré un autre premier auteur, Helen Fewlass, une ancienne chercheuse de Max Planck qui est maintenant boursière postdoctorale de l’Organisation européenne de biologie moléculaire (EMBO) à l’Institut Francis Crick de Londres.
« Les résultats de l’Ilsenhöhle à Ranis ont fondamentalement changé nos idées sur la chronologie et l’histoire du peuplement de l’Europe au nord des Alpes », a ajouté Tim Schüler de l’Office d’État de Thuringe pour la préservation des monuments historiques et de l’archéologie à Weimar, en Allemagne.
Pour en savoir plus sur cette recherche, voir Unearthing Europe’s First Homo sapiens 45 000 ans plus tard.
Parmi les autres co-auteurs du Nature L’article est le co-premier auteur Marcel Weiss de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg et Shannon McPherron du MPI-EVA, qui a co-dirigé les fouilles de Ranis avec Hublin, Schüler et Weiss. Zavala, en plus d’être co-premier auteur du Nature article, co-auteur des deux articles dans Écologie de la nature et évolution.
Les fouilles et une grande partie des analyses ultérieures ont été financées par la Société Max Planck.
