Les crnes prhistoriques

1
Les crânes préhistoriques

2
Les boîtes crâniennes des mammifères augmentent
de volume tout au long du Tertiaire. Cette
tendance témoigne dun accroissement du
psychisme animal. Dans le cas de lHomme
préhistorique, un accroissement fulgurant de la
capacité crânienne est suivi dun léger
fléchissement actuel.
3
Accroissement du cerveau des Équidés au cours
du Tertiaire
3 Ma
15 Ma
30 Ma
50 Ma
4
Indice céphalique des mammifères
Janis C.M. Damuth J. 1990 p. 317 De tous les
vertébrés, les mammifères ont les plus grands
indices céphaliques. Le record sobserve chez
lHomme , suivi de celui de certains cétacés. Les
mammifères se caractériseraient ainsi par une
tendance vers plus dintelligence, cest-à-dire
une adaptation conférant plus daptitudes dans
tous les contextes écologiques. En fait, les
marsupiaux et beaucoup de placentaires (les
insectivores, certains rongeurs), ont un indice
céphalique semblable à celui des mammifères de la
fin du Crétacé et du début du Tertiaire.
Laugmentation de la taille relative du cerveau
ne caractérise que les primates, les carnivores,
les ongulés et les cétacés. Elle sest produite à
des moments différents et na pas suivi un modèle
unique. Les primates  laugmentation de la
taille du cerveau commence très tôt dans leur
histoire phylogénétique. La taille du cerveau des
prosimiens actuels est acquise dès lÉocène
supérieur. Dans le cas des singes anthropoïdes
(sauf pour les hominidés), on ne note aucun
accroissement du volume du cerveau depuis
lOligocène. La même remarque sapplique aux
ongulés et aux carnivores. La taille du cerveau
des hominidés ne débute quil y a 4 à 5 Ma. Pour
lensemble des mammifères, laccroissement de
lindice céphalique se fait par étapes dans
certaines lignées particulières tout au long du
Tertiaire. Il sagit dun cas typique dune
tendance évolutive liée à laugmentation de la
variance plutôt quune tendance anagénétique
(Gould 1988). Puisque la diminution du volume du
crâne ne présente aucun avantage adaptatif, la
tendance vers une diminution de lindice
céphalique devrait être rare ainsi,
statistiquement, les modifications du volume
crânien auront tendance à dériver vers
laccroissement moyen au cours du temps.
5
Laugmentation, au cours du Cénozoïque, de
lindice céphalique chez les Ongulés et les
Carnivores
Période Dates Paléogène 65 Ma à
23 Ma Néogène 23 Ma à 1,6 Ma Récent
Depuis 1,6 Ma
1 Lindice moyen saccroît du Paléogène au
Néogène, puis du Néogène au Récent. 2 Il ny a
pas de retour en arrière. Lévolution de la
taille des cerveaux se fait toujours dans le même
sens celui de laccroissement du volume. 3 À
lintérieur du même Ordre, la diversité des
volumes saccroît considérablement.
McKinney M.L. 1990 p. 39
6
Aromorphe hominidés

• Évolution aromorphe  acquisition dun caractère
  héréditaire qui augmente le  rendement
  énergétique  dun organisme.
• Dans le cas de lévolution humaine, deux
  caractères essentiels séparent lhomme du
  chimpanzé.
• le développement plus important du cerveau chez
  lhomme
• la marche bipède, libérant les bras pour la
  préhension dobjets.
• Les deux tendances évolutives sont présentes chez
  les singes, mais seulement à un état initial.
• Elles résultent de deux  inventions  en
  apparence indépendantes, mais en réalité,
  étroitement liées lune à lautre.
• La locomotion debout implique une modification de
  la colonne vertébrale  elle développe deux
  concavités, plaçant le centre de gravité
  au-dessus du pelvis et libérant complètement les
  bras de leur fonction primitive de locomotion.
• Pour compenser lérection du corps, le foramen
  occipital se situe dans la partie inférieure du
  crâne humain de sorte que la vision devient
  perpendiculaire à la colonne vertébrale. Lespace
  libéré permet laugmentation du volume du
  cerveau.
• Laccroissement de la capacité crânienne serait
  ainsi une conséquence de la locomotion sur deux
  jambes. Cette interprétation, développée
  initialement par Cunningham (1886), a été
  enrichie par Weidenreich (1924).

7
Capacité crânienne - tendances

•  L'enfant de Turkana  (H. erectus ou ergaster
  site de Nariokotome) vieux de 1,53 Ma aurait
  mesuré 1m82 à l'âge adulte et pesé 71 kg. Homo
  avait donc atteint la taille des hommes actuels
  dès cette époque. Mais sa capacité crânienne
  restait faible, ne représentant que les 2/3 de
  celle de lhommes moderne.
• Elle saccroîtra de manière spectaculaire, entre
  600 ka et 30 ka. Le phénomène coïncide avec
  l'occupation des régions froides nordiques, ce
  qui a pu renforcer la sélection en faveur des
  crânes plus volumineux, plus aptes à planifier
  l'utilisation des ressources naturelles.
• En valeur absolue, l'homme de Neandertal avait un
  cerveau plus gros que nous. Mais le rapport entre
  la capacité crânienne et la masse corporelle (il
  était de 30 plus musclé) est inférieur de 10 à
  celui dH. sapiens.
• Par la suite, le volume crânien (et la masse
  corporelle) diminuent jusqu'à l'époque actuelle,
  sans doute en relation avec le développement des
  outils et de comportements sociaux.

Gibbons A. 1997
8
Capacité crânienne et Indice céphalique
Le psychiatre Harry Jerison a proposé l'indice
céphalique (Encephalization Quotient ou EQ). Il
compare la taille du cerveau d'une espèce de
mammifère donnée à celle d'un mammifère théorique
"moyen" de même poids corporel celui-ci ayant un
EQ de 1. Les insectivores et les rongeurs ont un
indice inférieur à 1. Chez les ongulés (chevaux
etc.) EQ dépasse légèrement 1. Les singes
atteignent 5. Chez l'homme, EQ fait un saut à 8.
9
Capacité crânienne moyenne des Primates

• cm3 Indice
• Homo
• H. sapiens sapiens 1330 3,47
• H. erectus 950 2,48
• H. habilis 666 1,74
• Australopithèques
• A. boisei 515 1,34
• A. robustus 500 1,3
• A. afarensis 440 1,14

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Le cerveau et le corps
Lewin R. 1991
11
Capacité crânienne la baisse du volume chez
Homo sapiens sapiens
Gibbons A. 1997
12
Transformation morphologique du crâne des primates

• Tendance du gorille à lhomme
• - incurvation croissante du crâne sur lui-même
  due à
• - un exhaussement graduel du cerveau
• Cette même caractéristique distingue lhomme de
  Neandertal de lhomme moderne.

Néandertalien
Homme moderne
13
Un problème taxonomique La diversité des
formes chez  Homo erectus 
Que signifie cette diversité morphologique ? 1.
Une même espèce présentant des variations intra
spécifiques (comme dans le cas dHomo sapiens
sapiens) ? 2. Une multitude despèces
différentes, indépendantes, classées
artificiellement, au hasard des découvertes,
sous un même chapeau ? 3 Une structure en
écailles du groupe zoologique humain ?
Nelly Sinanthrope femelle Reconstituée par Lucie
Swan
14
Homo erectus un amalgame de plusieurs espèces
distinctes ?
Quest-ce que Homo erectus ? Devant la
diversité des types, on ne peut (selon Schwartz
2004) le définir que par la négative  il nest
pas H. habilis, ni H. Heidelbergensis, ni H.
neanderthalensis, ni H. sapiens sapiens. Les
Homo erectus dEurasie Le spécimen initial a été
baptisé Homo erectus par Eugène Dubois, à Trinil
(Java). Des spécimens dont la morphologie du
crâne sapproche de celle de Trinil, mais avec
une large gamme de variations, proviennent de
Sangiran (Java). Le spécimen de Dmanisi (Géorgie,
1,77 Ma) présente des analogies avec le type
Trinil/Sangiran et pourrait être relié à H.
erectus Mais les traits morphologiques du type
Trinil/Sangiran sont absents chez un grand nombre
de Homo erectus à Java même (Ngandong 1 Ma
300 ka Sambungmacan 1 Ma 200 ka) comme en
Chine (Choukoutchien, Dali, Hexian, Jiniushan,
Lantian, Maba, Yunxian). Les Homo erectus
dAfrique eux non plus, ne présentent pas les
traits distinctifs de type Trinil/Sangiran
Cest le cas de OH9, dOlduvai (1,5-1,4 Ma), le
premier H. erectus dAfrique et du spécimen de
Daka (Éthiopie) qui rappelle le crâne de Ceprano
(Italie), un H. erectus déclassé en H.
cepransensis. Les autres  erectus  dAfrique,
ceux du lac Turkana, dont Koobi Fora et
Nariakotome datés de 1,78 1,5 Ma, sont
suffisamment différents du type Trinil/Sangiran
pour que certains paléontologistes les aient
classés comme une espèce distincte  H. ergaster.
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Diversité intra-spécifique
 Datant du Pléistocène supérieur (fin de la
dernière époque glaciaire), ou dune période au
moins aussi reculée, nous devinons trois races
dhommes en Europe (Grimaldi, Cro-Magnon,
Chancelade), et, en dehors dEurope, nous
possédons trois séries de restes humain 
certains crânes des Pampas (Argentine), le crâne
de Talgai (Australie), et le crâne de Boskop
(Transvaal). Eh bien, lhomme de Grimaldi est un
négroïde lhomme de Cro-Magnon représente un
type qui paraît persister de nos jours en Europe
occidentale lhomme de Chancelade ressemble à un
Esquimau. Les crânes des Pampas, de Talgaï, de
Boskop, de leur côté, ont respectivement des
caractères dAmérindiens, dAustraliens,
dAfricains, cest-à-dire possèdent déjà le type
le type humain propre, aujourdhui, au continent
où on les a trouvés. Ceci montre nous que, dès
le Paléolithique (du vivant même, peut-être de
lhomme de Néandertal), il y avait des Blancs,
des Noirs, des Jaunes, ces diverses races
occupant déjà, en gros, la place où nous les
voyons aujourdhui . Teilhard de Chardin, P.
1921
16
Une seule espèce dHomo erectus ?
Ceci explique, peut-être les faux débats sur la
nature habilis ou erectus du crâne  1470  des
gisements de lEst du lac Turkana sur la nature
erectus ou sapiens du crâne de lHomme de Salé,
et tant dautres. Philip Tobias, gêné comme nous
le sommes depuis des années par cette incapacité
de trancher parfois entre une espèce et une
autre, avait proposé dutiliser des fractions ce
qui ferait Homo habilis pour le crâne
 1470  erectus et Homo
erectus pour celui de Salé. sapiens
Schwartz J.H. 2004. Getting to Know Homo erectus.
Science 305, 53-54
Coppens Y. 1983. Le singe, lAfrique et lhomme.
Pluriel, Fayard. 246 p., p. 143
17
600-500 ka Chine Calotte crânienne du
Sinanthrope
Teilhard de Chardin P. 1956

• Crâne de Sinanthrope
• 1. forme surbaissée
• 2. maximum de largeur à la base et non à la
  partie supérieure de la boite crânienne,
• 3. forte crête occipitale
• 4. bourrelet sus-orbitaire
• fortement développé
• En coupe transversale, un profil arqué comme chez
  le singe et non pas pentagonal comme chez les
  Néandertaliens et lHomme moderne.

3
4
2
2
1
4
Zhao al. (Geology 29, 27, 2001) situent entre
580 ka et 620 ka des restes dHomo erectus du
type de lHomme de Pékin (Sinanthrope) en datant,
par la méthode U/Th, la calcite au-dessus de la
couche préhistorique.
18
2 La morphologie du crâne lidentification des
espèces fossiles
Le crâne de lhomme de Neandertal ne peut être
confondu avec celui de lhomme moderne.
19
30 ka Remarquable diversité intra spécifique
chez Homo sapiens sapiens
Malgré leur diversité morphologique, ces crânes
de races différentes appartiennent à une seule et
même espèce la nôtre. Isolées, les quatre races
auraient évolué en autant despèces
nouvelles. Mais parce que Homo sapiens sapiens a
développé un réseau déchange planétaire au
moment ou ses différentes races sont encore
interfécondes, lémergence de nouvelles espèces
humaines, à partir des races actuelles, na
aucune chance de se produire.
Campbell
20
Dimorphisme sexuel
Passingham R.E. 1982. The human primate. Freeman.
390 p p. 120
21
Le volume crânien et le psychisme animal
 La grosseur (relative) du cerveau nest pas la
condition principale, mais elle est la condition
préalable dun psychisme développé. Les bons
cerveaux se trouvent parmi les gros cerveaux. On
peut donc, en première approximation,
paralléliser le progrès du psychisme animal avec
les accroissements qualitatifs des lobes
cérébraux .
Teilhard de Chardin 1923
22
Réseaux sanguins

• p. 246  Les crânes fossiles nous permettent de
  connaître les cerveaux quils ont contenu. Un
  encéphale fossile, cest une cavité, un trou. Un
  trou qui offre un volume, que lon peut mouler
  le moulage que lon obtient correspond à peu près
  à la forme du cerveau, avec même certaines de
  ses circonvolutions quil est possible de
  reconnaître.
• Plus extraordinaire encore, on distingue sur ces
  moulages du crâne les réseaux sanguins qui
  irriguaient lune des méninges la dure-mère.
  Les vaisseaux sanguins apportent loxygène, et
  loxygène est appelé en plus grande quantité
  quand le travail à fournir est plus important.
  Conclusion la densité des vaisseaux sanguins
  nous révèle à quel degré dactivité cérébrale
  était parvenu lêtre en question .
• p. 138 Lendocrâne dHomo habilis nous montre
  bien laccroissement de la capacité de
  lencéphale, un développement préférentiel des
  régions pariétale et temporale (où se situent ,
  actuellement, linformation sensorielle et la
  mémoire), et un développement corrélatif de
  lirrigation de la dure-mère de ces mêmes
  régions, ainsi, semble-t-il, de lémergence de
  laire de Broca que lon sait liée au langage .

Coppens Y. 1983. Le singe, lAfrique et lhomme.
Pluriel, Fayard, 246 p.
23
Vaisseaux sanguins évolution

•  Il y a un cerveau de gorille, cest un record,
  qui atteint, je crois, 752 cm3, cest à dire un
  volume comparable à celui de lHomo erectus,
  celui qui domestique les feu, taille des bifaces
  et invente les premiers rites.
• Le développement du cerveau humain qui passe de
  400 cm3 à près de 2000 en quelques millions
  dannées représente le plus extraordinaire
  accroissement dorgane de toute la famille des
  vertébrés.
• Mais ce qui compte surtout, plus que le volume,
  cest la structure du cerveau. Déjà le pré-homme,
  lAustralopithèque, a une organisation du cerveau
  très proche de celle de lhomme chez qui les
  zones pariétales et temporales vont se développer
  de façon tout à fait extraordinaire.
• Tout le réseau des vaisseaux méningés simprime
  en creux à lintérieur de la boîte crânienne.
  Roger Saban a très bien montré, de
  lAustralopithèque à lHomo sapiens, en passant
  par toutes les variétés successives dhominidés,
  cet accroissement de lirrigation sanguine des
  zones latérales du cerveau, qui sont les zones où
  semblent sopérer les associations. ces zones
  se développent et travaillent de plus en plus.
  (p. 184)

Coppens Y. 1983. Le singe, lAfrique et lhomme.
Pluriel, Fayard. 246 p.
24
La perte de neurogenèse adulte chez Homo sapiens

• Le cortex cérébral est le siège de lintelligence
  humaine, du langage et de la créativité.
• Chez lhumain, les neurones du néocortex ne se
  régénèrent pas, à lâge adulte, à la différence
  dautres cellules de son cerveau.
• La preuve en est fournie par la datation au
  radiocarbone des neurones individuels . On sait
  quun pic de 14C atmosphérique sest produit
  entre 1955 et 1963 suite aux expériences
  dexplosions de bombes atomiques.
• Dans les cellules cérébrales de tissus prélevé
  lors dautopsies de 7 Suédois nés entre 1933 et
  1973, cet enrichissement en 14C
• est présent dans plusieurs catégories de
  cellules celles-ci se sont donc formées après la
  naissance des individus
• mais aucune de ces cellules enrichies en 14C
  nest un neurone.
• Au cours de lévolution sest produit une baisse
  de la neurogenèse adulte indétectable chez
  lhomme, lajout au cerveau de nouveaux neurones
  à lâge adulte est bien présent chez les primates
  non-humains, mais infiniment moindre que chez les
  rongeurs, et encore moins que chez les poissons,
  les grenouilles, les reptiles et les oiseaux.
• On propose lexplication suivante  lajout de
  neurones nouveaux, naïfs, représente une perte
  dinformation acquise par un cerveau plus
  lespèce est consciente, plus cet ajout neuronal
  entrave ses capacités acquises la régression de
  la neurogénèse adulte est une étape importante
  dans lévolution des prouesses mentales de Homo
  sapiens.

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Fini de crâner ?

• Létude comparative
• 30 crânes (hommes et femmes) dun cimetière de
  Londres, victimes de la peste noire de 1348-49
• 54 hommes noyés dans à bord du vaisseau de guerre
  Mary Rose, sombré dans le port de Portsmouth en
  1545
• les radiographies X de 31 jeunes gens (hommes et
  femmes) modernes
• a montré que
• la voûte crânienne du groupe actuel est plus
  grande denviron 15 que celle des crânes du
  moyen âge et de la renaissance.
• les faces sont devenues moins proéminentes par
  rapport au front
• la région du crâne qui renferme les lobes
  fronteaux du cerveau (la région associée à
  lintelligence) est plus grande dans les crânes
  modernes.
• Faute dautres pièces du squelette, il na pas
  été possible détablir les indices céphaliques
  il nest donc pas possible, pour le moment, si
  les différences sont attribuables à une évolution
  ou simplement le résultat de laccroissement de
  la taille des êtres humains modernes, en raison
  de lamélioration de leur diète.