Les singes peuvent avoir développé une stature droite pour les feuilles, pas pour les fruits, dans les habitats boisés ouverts

La découverte met en lumière les origines des grands singes et repousse l’origine des forêts herbeuses d’il y a 7 à 10 millions d’années à 21 millions d’années, au début du Miocène.

Les fruits poussent à la périphérie grêle des arbres. Pour l’atteindre, les grands singes doivent répartir leur poids sur des branches issues du tronc, puis tendre les mains vers leur butin. C’est beaucoup plus facile si un singe est debout car il peut plus facilement saisir différentes branches avec ses mains et ses pieds. Si son dos est horizontal, ses mains et ses pieds sont généralement sous le corps, ce qui rend beaucoup plus difficile de se déplacer vers les petites branches d’un arbre, surtout si le singe est de grande taille.

C’est ainsi que les singes des temps modernes atteignent les fruits et, selon la théorie, c’est pourquoi les singes ont évolué pour devenir debout, selon les chercheurs de l’UM Laura MacLatchy et John Kingston.

Mais de nouvelles recherches centrées sur un singe fossile vieux de 21 millions d’années appelé Morotopithecus et dirigées par MacLatchy suggèrent que cela pourrait ne pas être le cas. Au lieu de cela, les chercheurs pensent que les premiers singes mangeaient des feuilles et vivaient dans une forêt saisonnière avec une canopée brisée et des zones herbeuses ouvertes. Les chercheurs suggèrent que ce paysage, au lieu de fruits dans des forêts à canopée fermée, a conduit à la stature droite des singes.

Leurs résultats sont publiés dans Science et sont renforcés par un article complémentaire examinant ces habitats boisés herbeux paléo, publié dans le même numéro de la revue.

“L’attente était la suivante : nous avons ce singe avec le dos droit. Il doit vivre dans les forêts et il doit manger des fruits. Mais au fur et à mesure que de plus en plus d’informations devenaient disponibles, la première chose surprenante que nous avons découverte était que le singe mangeait. feuilles. La deuxième surprise était qu’il vivait dans les bois », a déclaré MacLatchy, paléoanthropologue et professeur au Département d’anthropologie de l’UM.

Les deux articles sont nés d’une collaboration de paléontologues internationaux financée par la National Science Foundation des États-Unis, collectivement connue sous le nom de projet de recherche sur l’évolution des catarrhes et des hominoïdes d’Afrique de l’Est ou REACHE, chacun d’entre eux se concentrant sur différents aspects des paléoenvironnements des premiers singes. L’étude menée par MacLatchy se concentre sur un site vieux de 21 millions d’années appelé le site de Moroto dans l’est de l’Ouganda.

Là, le groupe, qui comprenait les chercheurs de l’UM William Sanders et Miranda Cosman, a examiné des fossiles trouvés dans une seule couche stratigraphique, y compris des fossiles du singe le plus ancien et clairement documenté, Morotopithecus. Dans cette couche se trouvaient également des fossiles d’autres mammifères, des sols anciens appelés paléosols et de minuscules particules de silice provenant de plantes appelées phytolithes. Les chercheurs ont utilisé ces éléments de preuve pour recréer l’ancien environnement de Morotopithecus.

MacLatchy et Kingston ont découvert que les plantes vivant dans ce paysage étaient ce qu’on appelle le “stress hydrique”, ce qui signifie qu’elles traversaient des périodes saisonnières de pluie et d’aridité. Cela signifie également qu’au moins une partie de l’année, les singes devaient compter sur autre chose que des fruits pour survivre. Ensemble, ces découvertes indiquent que Morotopithecus vivait dans une forêt ouverte ponctuée de forêts à canopée brisée composées d’arbres et d’arbustes.

“Ces environnements ouverts ont été invoqués pour expliquer les origines humaines, et on pensait que vous avez commencé à obtenir ces environnements saisonniers plus ouverts il y a 10 à 7 millions d’années”, a déclaré MacLatchy. “On pense qu’un tel changement environnemental a été sélectionné pour la bipédie terrestre – nos ancêtres ont commencé à marcher sur le sol parce que les arbres étaient plus éloignés.

“Maintenant que nous avons montré que de tels environnements étaient présents au moins 10 millions d’années avant l’évolution de la bipédie, nous devons aussi vraiment repenser les origines humaines.”

Le premier indice que ces anciens singes mangeaient des feuilles se trouvait dans les molaires des singes. Les molaires étaient très “cresty”: elles étaient escarpées, avec des pics et des vallées. Les molaires comme celle-ci sont utilisées pour déchirer les feuilles fibreuses, tandis que les molaires utilisées pour manger des fruits sont généralement plus arrondies, a déclaré MacLatchy.

Les chercheurs ont également examiné l’émail dentaire des singes, ainsi que l’émail dentaire d’autres mammifères trouvés dans la même couche stratigraphique. Ils ont découvert que les rapports isotopiques – l’abondance de deux isotopes du même élément – dans leur émail dentaire montraient que les singes et d’autres mammifères avaient mangé de l’eau stressée C₃ plantes qui sont plus courantes dans les milieux boisés ouverts ou herbeux aujourd’hui. C₃ les plantes sont principalement des arbustes ligneux et des arbres tandis que C₄ les plantes sont des graminées adaptées aux zones arides.

“En rassemblant la locomotion, le régime alimentaire et l’environnement, nous avons essentiellement découvert un nouveau modèle pour les origines des singes”, a déclaré MacLatchy. “En anthropologie, nous nous soucions beaucoup de l’évolution des singes car les humains sont étroitement liés aux singes et des caractéristiques telles que la stabilité du bas du dos représentent une adaptation arboricole qui a peut-être finalement donné naissance à des humains bipèdes.”

Miocène précoce C₄ herbes et bois clairs

Auparavant, les chercheurs pensaient que l’Afrique équatoriale au début du Miocène était recouverte d’une épaisse couche de forêts et que les forêts et les prairies saisonnières ouvertes n’avaient évolué qu’il y a 7 à 10 millions d’années.

Mais le deuxième article utilise un ensemble de proxys environnementaux pour reconstruire la structure de la végétation à partir de neuf sites fossiles de grands singes à travers l’Afrique, y compris le site de Moroto, au début du Miocène. Ces procurations ont révélé que C₄ les graminées étaient “partout” pendant cette période, a déclaré Kingston, anthropologue biologique et professeur agrégé au département d’anthropologie de l’UM.

“Cet article examine tous ces sites, rassemble toutes ces données et dit :” Écoutez, quelle que soit la façon dont vous évaluez les données, vous ne pouvez pas échapper au fait que tous ces proxys convergent vers le même endroit, à savoir , que ces environnements sont ouverts, et ils sont ouverts avec C₄ graminées », dit-il.

“Pour la première fois, nous montrons que ces graminées sont répandues, et c’est ce contexte général d’écosystèmes boisés saisonniers ouverts qui a fait partie intégrante de l’évolution des différentes lignées de mammifères, y compris et surtout dans notre cas, comment les différentes lignées de grands singes ont évolué. .”

Les neuf sites sont dispersés à travers l’Afrique équatoriale orientale, suffisamment pour développer une “image régionale” de ce à quoi ressemblaient les paysages des sites au début du Miocène, a déclaré Kingston. Pendant ce temps, le rift est-africain se formait. La Terre se séparait. En conséquence, toute la région a été soulevée, provoquant une énorme variation de la topographie, et donc du climat et de la végétation régionaux.

“Il y a des montagnes et des volcans, il y a des falaises, des escarpements et des vallées”, a déclaré Kingston. “Le paysage est juste physiquement très variable, et cela, sans aucun doute, est lié à l’hétérogénéité de la végétation.”

Pour reconstruire le paléoenvironnement à chaque emplacement, les chercheurs ont utilisé des analyses isotopiques du carbone de la matière organique du sol ancien, des biomarqueurs de cire végétale et des phytolithes trouvés sur chaque site. Les analyses des isotopes du carbone ont révélé qu’un large éventail de plantes vivaient dans les prairies, allant de celles qui comprennent une canopée fermée aux prairies boisées.

Les biomarqueurs de cire – laissés par le matériau cireux qui protège les feuilles – indiquent également une grande variété d’arbustes et d’arbres ainsi que des graminées. Les phytolithes – corps microscopiques de biosilice qui donnent aux plantes leur structure ainsi qu’une défense contre la consommation – peuvent indiquer aux chercheurs la proportion de C₄ graminées sur un site donné et fournir une preuve supplémentaire de l’abondance de C₄ graminées.

Après avoir utilisé ces proxies pour reconstruire les paléoenvironnements sur ces neuf sites, les chercheurs ont découvert que C₄ les herbes étaient abondantes dans toute l’Afrique équatoriale orientale et constituaient un élément clé des habitats hétérogènes du paysage. Leurs données repoussent également la plus ancienne preuve de C₄ habitats dominés par l’herbe en Afrique et dans le monde depuis plus de 10 millions d’années.

“Les découvertes ont transformé ce que nous pensions savoir sur les premiers singes et l’origine de l’endroit, du moment et de la raison pour lesquels ils naviguent à travers les arbres et sur le sol de différentes manières”, a déclaré Robin Bernstein, directeur du programme d’anthropologie biologique au National Fondation des sciences.

“Pour la première fois, en combinant diverses sources de données, cette équipe de recherche collaborative a lié des aspects spécifiques de l’anatomie précoce des grands singes à des changements environnementaux nuancés dans leur habitat en Afrique de l’Est, désormais révélés comme plus ouverts et moins boisés qu’on ne le pensait auparavant. L’effort décrit un nouveau cadre pour les études futures concernant les origines évolutives des grands singes.”