Enseignement 2023-2024 : Chimie des fossiles
Cours du 30 novembre 2023 : Régime alimentaire et environnement
Chaire Paléoanthropologie
Professeur : Jean-Jacques Hublin
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[Musique] [Applaudissements] bonjour à tous lors de notre dernière rencontre je vous ai expliqué comment depuis le milieu du du 20e siècle on a énormément progressé sur la question des datations une question sur lequelle on avait pratiquement aucune prise jusqu’à alors et et cela essentiellement grâce à la chimie isotopique alors on a beaucoup
Parlé du carbone 14 mais d’autres isotopes radioactif sont utilisés en particulier la série de désintégration de l’uranium on va encore parler beaucoup d’isotopes aujourd’hui et vous verrez queil y a un autre grand domaine dans lequel ces études se sont énormément développé et sont des études qui essayent de reconstituer alors pour
Le coup les comportements euh des populations du passé et puis aussi le leur environnement euh notamment le climat mais ça on a on a déjà un petit peu parlé alors il y a toute une une variété de d’éléments chimiques qui qui ont été étudiés et euh je prétends pas vous parler de tout
Parce que comme comme je l’ai déjà dit la dernière fois la la la créativité des des chercheurs est est infini et donc on essaye tout un tas de choses il en il en sort tous les jours je dire et je vais vous parler des des choses les plus les plus
Utilisées alors pour ceux qui sont familiers avec le le tableau la classification des éléments dans le tableau de mandéief je vais vous montrer rapidement de quoi il va être question aujourd’hui alors d’abord il va être question de d’éléments qui sont des éléments légers on appelle des
Euh des non métaux et c’est il s’agit essentiellement d’éléments qui sont euh constitutifs des molécules du vivant et en particulier le carbone l’azote comme vous le savez qui sont des des briques essentielles du des molécules organiques et puis bon l’oxygène ça il y en a un petit peu partout on parlera
Aussi un petit peu du souffre euh à la fin mais disons pour la première partie de mon exposé aujourd’hui je vais surtout vous parler du carbone et de l’azote euh ensuite je vous parlais quand même un petit peu aussi de métaux et en particulier du zing mais sachez
Que il y a d’autres métaux qui qui sont parfois étudié en particulier le cuivre par exemple et puis des éléments euh qu’on appelle des des alcalinotéreux euh et notamment le calcium le stroncium et le barrium enfin disons que la grande affaire aujourd’hui ça va surtout être le carbone et
L’azote donc ce carbone et cet azote ils sont comme je vous l’ai dit impliqués dans des dans la la production de molécules qui sont les éléments les molécules constitutives des des organismes vivants et ce qui se passe c’est que comme il y a une une variation isotopique de ces éléments et que cette
Variation isotopique se traduit par des des changements de masse quand on parle quand on passe d’un élément à un autre et bien les molécules protéines par exemple mais pas que qui sont produites fabriqué avec ces éléments et ben suivant qu’ell contiennent un isotope ou l’autre vont se comporter de façon un petit peu
Différente et au cours des des processus biologiques et notamment les processus d’assimilation il va y avoir ce qu’on appelle un fractionnement isotopique c’est-à-dire qu’en fait ces molécules vont progresser dans des chaînes de transformation au sein de l’organisme à des vitesses différentes en fonction euh de leur masse et en fonction de des
Isotopes qu’ell qu’elles contiennent et singulièrement donc c’est la question de l’alimentation qui a été étudié grâce à ce à ce phénomène on va on va en parler un peu plus longuement dans un instant j’attire votre attention sur le fait quand même que euh lorsqu’on extrait des molécules organiques par exemple du collagène d’un
Os et si on arrive à authentifier ce ce collagène comme étant le collagène du vrai collagène et du collagène de l’organisme enfin de de l’ mal qui auquel cet OS appartenait euh et bien on obtient quelque chose qui qui dans le fond nous nous nous donne un nous délivre une information sur le
Le comportement et la biologie de cette cet organisme mais le problème de de ça c’est que bah les molécules organiques ne ne se conservent pas éternellement euh et donc il y a une limite dans le temps et notamment le collagène disons que en ça dépend des des conditions de
Température des conditions de milieu euh mais il disons quand on remonte au-delà de allez 100 200000 ans bah du collagène il y en a plus beaucoup et vous allez voir que on a été euh tenté et on on l’a fait d’utiliser par exemple des isotopes du carbone non
Pas tirer du collagène mais tirer de la partie minéral de l’os et et ça ça pose ça pose d’autres problèmes alors on va on va regarder tout ça euh je vous ai expliqué la semaine dernière qu’on utilisait les isotopes du carbone pour faire de la de la la datation enfin
Disons pour les périodes récentes de la de la préhistoire et donc on on mesure le ratio de carbone 14 qui est un un carbone radioactif par rapport au carbone normal le plus courant qui est le carbone 12 et je vous rappelle que ce carbone 14 il est extrêmement peu peu
Abondant hein vous vous souvenez c’était une proportion vraiment infime et on en a pas beaucoup parlé mais il y a un autre carbone encore qui est le carbone 13 qui qui est entre le carbone 14 et le carbone 12 et ce carbone 13 et bien lui aussi il est très
Rare mais il est pas radioactif hein donc il a il est relativement stable et donc quand on fait des mesures avec un spectromètre de masse comme ce micadas pour extraire du enfin pour mesurer la quantité de carbone 14 dans un échantillon et bien du coup on a
Aussi une mesure de ce carbone 13 donc on a le le 12 le le 13 et le 14 et puis puisqu’on va en parler je vous présente tout de suite donc l’atome de d’azote al cet atome d’azote on en a parlé puisque c’est lui qui donne naissance au carbone
14 dans la haute atmosphère terrestre sous l’effet des radiations cosmique et bien pareil pour l’azote on a aussi un un isotope rare qui est le l’azote 15 qui est un petit peu plus lourd mais vous voyez aussi que il est très très rare puisque l’azote 14 c’est
99,64 % du de l’azote qu’il y a autour de nous alors commençons par le le carbone donc ce carbone 13 je vous l’ai dit il va se trouver dans les tissus vivant dans des proportions variables en fonction de de la vitesse à laquelle les molécules constitutives se se se se
Déplace dans le métabolisme de de ces organismes et au départ de toutes ces chaînes de transformation il y a des végétaux ces végétaux qui vont être consommés par des herbivores des herbivores qui vont être consommés par des carnivores est ce qu’on étudie donc c’est la transformation les changements
De proportion de ces isotopes à travers ces chaînes qu’on appelle des chaînes trophiques hein c’est-à-dire des empilements de euh comment dire de de consommateur primairire secondairire et cetera et donc tout ça s’en racine dans le monde des plantes et dans le monde des plantes on a distingué deux grandes
FAM ce qu’on appelle des plantes en C3 et des plantes qu’on appelle en C4 alors je sais que tout ça peut paraître un peu confus mais ce C3 et ce C4 ça rien à voir avec le C12 13 14 et cetera on parle pas de numérro atomique et tout
Ça on par on parle de de plantes qui appartiennent à deux catégories qu’on appelle C3 et C4 alors qu’est-ce que c’est que cette histoire de plante en C3 et en C4 et bien c’est essentiellement lié à la façon dont les plantes fixent le gaz carbonique qui qui les qui les
Entourent pour produire des des tissus vivants et donc il y a je dirais une façon simple de d’entrer dans le cycle du carbone des plantes et c’est ce qui se passe chez les plantes en en C3 vous avez ici un petit schéma qui vous montre ce qui se passe avec le le
Gaz carbonique et donc ces plantes en C3 bien ça recouvre disons une grande majorité des plantes qui nous our euh al les arbres en particulier mais aussi beaucoup d’herbassé les conifères les fougères les mousses les algues enfin beaucoup beaucoup de choses et c’est ces plantes en C3 elles sont singulièrement présentes dans les
Moyennes latitudes c’est ce que vous avez dans votre environnement alors il y a une autre donc un autre groupe de plantes qu’on appelle les plantes en en C4 et dans les plantes en C4 voyez que le la la la chaîne de de traitement du du gaz carbonique et du carbone à
L’intérieur de la plante est un petit peu plus compliqué et donc il se trouve donc que ces plantes en C4 sont enrichi en en isotope 13 du carbone alors ces plantes en en C4 c’est quoi c’est essentiellement les plantes qu’on trouve dans des milieux relativement euh euh
Sec voir aride donc sont des herbes des herbes de de savane de STEP et puis aussi des plantes euh qui peuvent être relativement communes dans notre environnement aujourd’hui mais qui ont leurs origines dans ces milieux tropicaux et je pense en particulier au à des plantes domestiquées euh comme le
Maïs le sorgot ou le mille donc le maïs même si aujourd’hui le maïs pousse voilà en région parisienne et même si on arrose beaucoup le maïs et ben à l’origine le maïs c’est une plante qui vient de ses milieux de plantes en en C4 et donc on va quand on on dose le
Comment dire le C13 dans des restes végétaux on va assez facilement reconnaître si on a affaire à des plantes en C3 ou des plantes en C4 alors ensuite ces plantes elles sont elles sont consommées par des herbivores et suivant qu’on part d’un d’une fure en
C3 ou d’une plante ou d’une flore en C4 et bien au cours de cette chaîne de de cette chaîne trophique de consommation des plantes par les herbivores et puis ensuite des herbivores par des carnivores et bien il va y avoir un changement du la proportion d’isotope 13 du carbon bonne et ce
Changement de proportion alors il varie d’abord en fonction du fait qu’on a affaire à des plantes en C3 ou en C4 au départ donc c’est pas le même changement qui se produit là et là et puis ensuite on a aussi des changements qui varient en fonction des tissus que
L’on considère alors encore une fois comme ce ce fractionnement isotopique il est lié à des processus biologiques c’est c’est assez normal et vous voyez que il peut y avoir des des des variations assez importantes par exemple de la de la baisse de la quantité de ces 13 quand
On passe des plantes à un herbivore suivant qu’on regarde le collagène de cet animal ou la patite c’est la partie minérale si vous voulez de ce de son squelette donc des changement assez assez significatif vous voyez que là déjà je vous indique que euh en fait on ne regarde pas toujours
Uniquement que les molécules organiques puisque là on commence à parler de de comment dire de de de tissu minéralisé alors malheureusement pour les périodes ancienne quand on veut enfin quand on essaie de de de placer des des êtres dans ces ces chaînes trophiques bien euh enfin jusqu’à une
Période assez récente on on a essentiellement utilisé justement le carbone de la partie minérale des des des fossiles et ça c’est c’est un petit peu problématique parfois heinons les les les les gens qui travaillent sur ces isotope souvent il préfèrent quand même très nettement la partie organique parce
Que là on sait ce que c’est parce que la partie minérale le problème de la partie minérale c’est que bah il y a dans la la fossilisation quelque chose qu’on appelle la diagénèse c’est-à-dire des transformations chimiques et structurelles des tissus minéralisés enfin des de la partie minéralisée
Plutôt des des des organismes euh dans le sol sous l’effet de différents processus et donc on n’est pas toujours très sûr en fait que quand on fait une mesure euh par exemple de la proportion de ces 13 on mesure quelque chose qui était euh la proportion originelle dans
Ce tissu et que ça n’a pas été altéré par les processus de de fossilisation enfin toujours est-il que donc pour les pour les parties enfin pour les groupes les plus les plus anciens comme par exemple les australopythèques les premiers représentants du genre Homo les formes encore plus anciennes dominines bah c’est
Essentiellement cette question de la proportion euh de de C13 qu’on est allé regarder et là je vous montre un diagramme qui est tiré d’un article d’un collègue s’appelle sponheimer qui a beaucoup écrit là-dessus et c’est un article un petit peu de synthèse et qui montre que au sein des australopithèques des premiers
Représentants du genomo et puis aussi de ce que l’on appelle les les parentrthropes hein c’est-à-dire ces formes qu’on appelit autrefois austropythèc robuste en Afrique donc là on parle de choses qui s’étalent entre on va dire plusieurs millions anné hein puisque on a des on a des des choses assez anciennes comme
Ardipithecus ramidus et puis disons un million d’années pour les formes les plus récentes vous voyez qu’il y a des variations considérables de ce ces ces proportions de de C 13 alors non seulement il y a des variations d’une espace à l’autre mais vous voyez aussi
Que au sein d’un groupe il peut y avoir une grande variabilité des mesures ou au contraire quelque chose qui est beaucoup plus euh ramassé comme ce qu’on observe chez australopythecus anamensis ou chez Paranthropus boisei alors qu’est-ce que ça nous dit ces ces résultats bah au début l’ambition c’était quand même d’essayer
De reconstituer le régime alimentaire de ces ces formes mais euh en réalité euh ce que ça nous dit c’est surtout euh quelque chose à propos de l’environnement dans lequel il vivent euh puisque dans le fond euh même si euh c’est cette fixation du du du C13 elle est le résultat d’un de
Processus d’assimilation le long d’une chaîne trophique bien dans le fond avec le carbone on sait pas trop où on est dans la chaîne trophique vous verrez que c’est pas du tout pareil avec l’azote justement le l’intérêt de d’étudier l’azote et donc en fait ça nous dit plutôt quelque chose à propos du genre
De paysage dans lequel vivent ces toutes ces espèces donc on on part de de paysag pour des formes surtout pour les formes anciennes comme hardipithéecus ou ou des australopythèques anciens des formes enfin des paysages où les plantes en C3 sont très abondantes donc en gros des des paysages de
Forêt-galerie de choses comme ça donc il y a quand même des arbres hein c’est et puis à l’autre extrémité de la variation on a des espèces qui vivent dans des milieux qui sont des milieux où les plantes en C4 sont prévalentes c’est-à-dire des savanes voir des des
Steps mais j’insiste sur ce point euh si vous vivez dans un environnement comme ça que vous mangiez euh de l’herbe ou que vous mangiez l’animal qui mange l’herbe et quand je dis l’animal qui mange l’herbe ça peut être une une fourmie hein ou un zèbre tout ça ça va
Donner quand même des valeurs en cé tresses qui sont un peu les mêmes donc encore une fois c’est un indicateur plus d’environnement que de de régime alimentaire alors on a quand même des des résultats qui sont tout à fait intéressants en particulier toujours dans ses travaux de sponheimer il montre très bien comment
Quand on prend toutes les espèces animales qui vivent dans ce ces environnements africains pliopistocè vous voyez qu’il y a une grande variabilité euh de la la présence du du de l’isotope C13 euh avec quelque chose d’un peu plus ramassé pour les les hinines quiappelle hinidé mais voyez que les paranthropes en particulier se
Distinguent vraiment de façon très net des autres hinines en étant tiré très très fort du côté du euh du des plantes en C4 alors bon il a y a énormément de littérature sur en a déjà parlé je crois sur ce que pouvaient manger les les parenthropes on va pas
Rentrer là-dedans mais euh jepheimer lui il pense que il mange carrément sinon de l’herbe du moins des graminés des choses comme ça qui vivent dans cet environnement mais on a imaginé tout un tas d’autres choses des tubercules des même des plantes aquatiques alors on peut affiner ça et
En particulier euh quand on compare l’Afrique du Sud et l’Afrique de l’Est et ben on voit bien que euh au cours du temps en Afrique de l’Est on a une succession d’espèces qui évolue vers enfin une adaptation à un milieu de plus en plus ouvert et de plus en plus
Sec alors qu’en Afrique du Sud c’est pas le cas et notamment justement ces fameux parentrthropes qui sont enfin qu’on appelle qu’on attribu au même genre he en Afrique du Sud et en Afrique de l’Est bien manifestement en Afrique du Sud et en Afrique de l’Est vivent pas du tout dans le même genre
D’environnement et probablement il consomment pas vraiment le le même genre de de nourriture donc ça c’est pour j’allais dire l’enracidement des chaînes trophiques dans le monde des plantes ce monde des plantes en C3 en C4 alors ensuite par là-dessus se rajoute si je peux dire un autre isotope enfin un autre élément qui
Est très important dans la constitution des molécules organiques et notamment du collagène donc qui est la molécule organique la plus jeis dire la plus solide et qui est susceptible de se conserver assez longtemps dans les ossems et donc avec le l’azote et bien là on a possibilité d’avoir accès à
Justement le niveau auquel on se trouve dans la chaîne trophique c’est la différence entre celui qui mange l’herbe les fourmis et puis celui qui mange des zèbres ENF le zèbre et celui qui mange le zèbre alors vous voyez que on a pareil une variation du du comment dire la proportion du delta
De d’azote 15 le long de la chaîne trophique et cette variation elle elle est différente suivant qu’on s’enracine dans un environnement avec des plantes en C3 ou des plantes en C 4 donc on a des des choses un petit peu un petit peu variables et donc quand on combine ces deux
Éléments le carbone et l’azote qu’on regarde donc le la proportion de la variation du du l’azote 15 et la variation du carbone 13 donc dans un un espace à deux dimensions on peut placer des espèces al vous voyez qui s’enracinent différemment dans le le delta en C13 et puis qui vont
S’organiser dans une sorte de de colonne de pyramide en fonction de leur niveau trophique donc les prédateurs étant au sommet de la chaîne et puis les consommateurs primaires en bas alors j’insiste quand même sur le fait que ces isotopes d’abord ils sont très peu abondants et puis ensuite les
Variations qu’on observe c’est quand même des des variations qui se chiffrent en en en pour 1000 hein donc c’est on parle de quelque chose qui est qui est très peu abondant et qui en fait varie quand même très peu hein et donc en particulier ça implique qu’on ait des
Des standards si si je peux dire des des des sortes d’échantillon de référence pour étalonner toutes ces toutes ces études alors vous voyez que suivant les environnements on va avoir une élévation plus ou moins grande euh dans la dans le la la la chaîne trophique illustré par la variation de l’azote 15
Et notamment le milieu marin c’est un milieu dans lequel il y a beaucoup plus si je peux dire d’intermédiaire dans la chaîne trophique hein il y a il y a toute une chaîne de de prédateurs qui se mangeent les uns les autres donc on monte beaucoup plus loin si je peux dire
Que dans les environnements terrestres et les hommes et bien on peut euh bah mesurer comme chez les autres organismes le dans leur collagène les proportions de ces de C 13 de d’azote 15 et puis on les place dans cette chaî TR alors là sur ce schéma euh ce qui a été présenté c’est
Quelque chose quand même un peu particulier parce que vous voyez que c’est un un homme qui est en position assez basse dans la chaîne trophique et qui en plus est très décalé euh du côté euh euh plante en C4 hein et et ça pourquoi parce qu’en gros c’est c’est c’est
Quelqu’un qui mange du maïs hein et il mange pratiquement que ça et donc il va il va se retrouver par là vous allez voir que quand il s’agit de de fossil quand il s’agit de de chasseur cueilleur Paléolitique et bien là on a des des des individus qui
Vont se se s’insérer dans la chaîne trophique continentale qui est là euh dans des environnements alors dans nos régions hein dans les moyennes latitude de l’Europe on parle on pas on parle de de plantes en C3 essentiellement hein et euh très souvent en tout cas pour ces chasseurscilleurs paléolitiques et ben
Ils onont se trouver là dans le haut de la chaîne trophique avec les carnivores parce que sont peut-être des cueilleurs mais sont aussi pas mal des des chasseurs et des consommateurs de de viande euh alors c’est ce qui est quand même important aussi à comprendre c’est que ces variations qu’on observe
Elles sont soumises à d’autres paramètres et donc c’est très important quand on essaie de placer par exemple des des individus humains dans cette ces chaînes trophiques de pouvoir faire une étude de ces paramètres là dans l’environnement local c’est-à-dire que idéalement on a un site où on va trouver
Des restes dominines et on va dans ce sititel mesurer cette variation de l’azote 15 et du carbone 13 et ben dans les animaux qui se trouvent dans ce site donc voilà des rennes des lapins des bisons des yenes des lions s’il y a des lions et cetera
Et donc c’est façon comparative qu’on va placer cet individu dans ces dans cette chaîne là parce que les valeurs je dirais absolues sont plus difficiles à interpréter parce que il y a des variations au cours du temps et puis d’ d’un site à l’autre de ces de
Ces valeurs alors je vais vous donner deux trois exemples de ce qu’on a pu faire dans le passé avec ce genre d’étude al en particulier c’est quelque chose qui a été utilisé pour déterminer pour comparer le régime alimentaire de chasseur cuueilleur néandertalien et de chasseur cuueilleur dit moderne au début du
Politique supérieur donc d’Homo sapiens ancien et et vous allez voir je vais vous montrer d’autres données du même genre en général ces chasseurs cuilleurs quand on les quand on les compare à la faune qu’on trouve dans les sites où ils ont vécu et bien ils se ils se rangent
Enfin leur valeur en particulier en terme de d’azote 15 les rang parmi les carnivores et même souvent parmi les super carnivores hein ils sont même parfois au-dessus des des carnivores al il y a eu tout un débat à propos de changement éventuel de comportement au moment du remplacement des
Néandertaliens par des sapiens en Europe avec l’idée peut-être que les sapiens avaient une une comment dire une une diète plus variée qu’ils exploitent de façon plus large par exemple le monde le monde végétal mais vous voyez que en fait donc les Rong gris sont des des sapiens anciens du poétique supérieur
Les les carrés blancs sont des Néandertaliens en fait il y a pas une différence très flagrante et même on pourrait dire les les sapiens ancien sont même peut-être encore un petit peu plus haut dans ses valeurs en comment dire en azote 15 et ça ça a été alors il
Y a eu pas mal de discussions là-dessus certains ont dit bah c’est parce que il y a des changements de la présence de ces isotopes au cours du temps dans l’envir environnement et c’est ça qui le qui explique cette différence mais on a aussi mis en avant le fait que peut-être la
Consommation de nourriture d’origine aquatique était beaucoup plus importante chez ces chez ces sapiens ancien que chez les nandertaliens et que peut-être c’est ce qui expliquerait cette différence alors un autre genre d’étude qu’on a pu mener sur ce avec ce genre de méthode là on regarde toujours donc et et
Azote la consommation de viande chez les chimpanzés on a déjà parlé dans des cours précédent les les chimpanzés chassent alors ils chassent pas autant que que des hommes de Néandertal hein mais ils chassent il chasse des petits animaux il il chasse des petits singes et alors une une des questions qui qui
Longtemps s’est posée c’est de savoir dans le fond euh comment ça impacte le régime alimentaire moyen des chimpanzés c’est-à-dire est-ce que tous les chimpanzés consomment un peu de viande ou est-ce que c’est certains chimpanzés qui qui consomment de la viande est-ce que sont les chimpanzés qui chassent qui
Qui qui mangent la viande et les autres en mangent pas beaucoup et bah la réponse la réponse c’est que bah oui c’est c’est essentiellement ceux qui attrapent des animaux qui les mangent et c’est singulièrement des mâles hein les les les femelles sont moins impliquées dans ce genre de de FA phénomène alors
Les femelles elles récupèrent quand même un petit peu de viande alors là ça a ouvert aussi tout un tas de de débats plus ou moins comment dire orienté parfois c’està-dire on a envisagé tout un tas de raisons pour lesquelles les mâles donnerit de la nourriture au femel mais enfin bon elle consomme elle
Consomme de la viande mais elles en consomment moins donc il y a une une petite redistribution en dehors de ceux qui chassent mais euh pas très grande et puis pu alors un autre sujet qui est un sujet qui intéresse beaucoup alors aussi bien les paléontologues que les primatologue c’est la question du sevrage
Et pourquoi bah parce que vous savez que la la l’adaptation humaine les sociétés humaines ell fonctionnent de façon très particulière en ce qui concerne la reproduction nous sommes des reproducteurs coopératifs c’est-à-dire que les les les petits sont pas juste produits par une femelle qui toute seule dans son coin élève son
Petit jusqu’à ce qu’il soit indépendant c’est le produit d’un d’un comment dire d’une coopération entre les adultes des deux sexes et ça c’est en partie lié enfin c’est en partie lié disons ça implique en fait un sevrage assez précoce euh chez les êtres humains comparé à ce qu’on a chez les grands
Singes pour pourquoi bah parce que d’abord le le le coût énergétique des des des bébés humain est très élevé à cause de la taille du cerveau et donc c’est assez important pour la M de pouvoir le plus vite possible partager le fardeau énergétique de nourrir ce cerveau qui consomme énormément
D’énergie avec quelqu’un d’autre enfin même si possible plusieurs autres et donc ça ça se traduit par le fait que on a euh chez les êtres humains enfin dans toutes les sociétés pr préindustrielles c’est encore plus vrai dans les sociétés modernes un âge du sevrage qui est beaucoup plus précoce
Que ce qu’on observe chez les primates en général euh disons que la vous voyez les valeurs habituelles euh de de fin de sevrage euh chez des des des hinines à grand cerveau comme nous d’ailleurs probablement comme les Néandertaliens c’est autour de 2 ans et demi alors que
On va en parler dans un instant et ben chez les chimpanzés c’est pas comme ça que ça se passe euh et donc on a toujours pareil en étudiant les rapports carbone 13 isotop hydrogène 15 excusez-moi azote 15 et bien on a étudié ces variations du régime alimentaire au cours du
Développement comment on fait et bien on va faire des prélèvements dans des tissus dentaires dont on sait qui se développe à un certain rythme au cours de la croissance depuis la naissance jusqu’à un certain âge donc là on on se promène d’une dent à l’autre et puis on regarde comment en
Particulier varie le l’azote 15 au cours du développement et donc ça ça c’est vraiment quelque chose qui a été vraiment très intéressant c’est alors j’ai c’est un travail auquel j’ai j’ai participé enfin un peu de loin mais euh qui a été mené sur des chimpanzé de la
La forêt de taille en Côte d’Ivoire donc c’était des chimpanzés si je peux dire qu’on connaissait parce qu’ils étaient euh comment dire étudiés observés par mes collègues primatologues à Leipsig et donc nous nous récupérerion les il mourrait quand même de temps en temps donc on récupérait les les squelettes
Les dents et donc on il y a eu une thèse qui a été faite par une une jeune chercheuse sur cette questionl et donc ce que ça a montré ça a montré des choses vraiment remarquables d’abord euh que effectivement l’âge du sevrage ben ça on le voyait déjà par pure
Observation euh que l’âge du sevrage était était beaucoup plus tardif que les chimpanzés couramment continuent à alléter des petits jusque vers 4 ans hein enfin ça se termine vers 4 ans mais ça peut durer un peu plus longtemps alors comme on les comme je vous disais
On les on les connaissait ces champ ché donc en particulier on connaissait leur sexe et donc on voit aussi comment les mèes chimpanzé euh si je peux dire favorisent les mal hein elle les allait plus longtemps que les que les femelles euh donc c’est c’est vraiment euh des
Études qui ont été tout à fait euh remarqua alors ce phénomène de euh de sevrage euh de de donc de euh de changement de la valeur du de l’azote 15 est lié à quoi B c’est lié au fait que et ça c’est vrai aussi bien pour les hommes que pour les chimpanzés
Que pour tout le monde c’est que pendant tout le temps où un petit enfin un bébé est allaité par sa mère et bien en fait il littéralement il mange sa mère d’accord enfin il mange des tissus qui viennent de sa mère et donc du point de vue is que il va se
Trouver dans une situation de prédateur de sa mère si je peux dire donc dans un niveau trophique plus élevé que celui des adultes normaux qui eux mènent leur vie habituel et donc ce qu’on voit en fait au cours de du développement de ces ces petits chimpanzés mais c’est pareil
Pour des des des enfants humains et bien donc des niveaux très élevés en azote pendant toute la période de l’allaitement et puis paf à un moment donné ça tombe et on on a à la fin du du sevrage des valeurs qui sont des valeurs qui correspondent à ce qu’on trouve chez les
Adultes voyez cette ligne cette ligne horizontale alors c’est très important et ça c’est un on pourrait revenir souvent sur cette réflexion c’est très important aussi de dans toutes ces histoires de de régime alimentaire de garder en tête le fait que avec ces mesures isotopiques on a quand même un un élément chiffré hein
Parce que c’est bien d’observver dans dans la nature les chimpanzés dire voilà ils mangent ci il mangent ça et cetera euh pareil pour les pour les ominines hein on va on va on va avoir des discussions à propos du du régime alimentaire parce que dans un site on
Trouve je sais pas quoi des os de reenes où on va trouver euh dans le tartre dans TER des restes végétaux donc on dire ah ben il mangit des végétaux mais évidemment ce qu’on veut savoir c’est tous ces éléments qui représente en quantité dans le régime alimentaire et pas juste comme ça une
Observation un peu anecdotique en fait alors voilà je vous parlais tout à l’heure de de valeur isotopique très élevé pour l’AZ 15 chez des d’hertalien ou chez des fossiles de de sapens ancien donc voilà ici un comment dire une présentation de différents Hominines qui viennent de différents
Sites alors la plupart d’entre eux ce sont des des nandertalien ces carrés blancs et puis vous avez ces crois ce sont des des sapiens anciens et donc vous voyez que non seulement ils ont des valeurs élevées mais ils ont des valeurs élevées qui se trouvent au-dessus des valeurs des
Carnivores qu’on trouve dans les sites où ils ont vécu alors so en passant je j’insiste sur le fait que encore une fois ces valeurs elles varient d’un site à l’autre donc c’est c’est important d’avoir une étude comparative à l’intérieur d’un site pour voir où est-ce que ces individus se trouvent
Alors il y en a par exemple ici j’attire votre attention sur cet exemple cet enfant là qui vient de la j’ai déjà un peu manger le morceau en vous disant que c’est un enfant hein mais voyez cet individu néandertalien qui vient de la grotte du reen donc de niveau Châtel péronien donc
C’est c’est vraiment les derniers nendertalien alors lui il est vraiment très très au-dessus des valeurs qu’on observe chez les carnivores du du du même du même site et il se trouve que on a pu déterminer que c’était un enfant probablement autour d’un an et donc donc c’est complètement normal parce que là
Ça s’explique par le fait que à un régime alimentaire qui est probablement un régime avec beaucoup de consommation de protéines animal qu’on trouve chez les adultes s’ajoute cet effet de si je peux dire de prédation de la mer puisque on a un individu qui est probablement encore
Allaité al voyez qu’il y a des croix vertes aussi dans ce cette étude là al les croix vertes c’est c’est c’est c’est du mammouth alors le mammouth c’est pas un carnivore mais vous voyez que le mammouth il il a des valeurs pour le l’azote 15 qui souvent se range plutôt
Avec les carnivores qu’avec les herbivores bon c’est lié c’est lié à ce que mangent les mamouths ils mangent pas de la viande mais disons ils ont un régime particulier et parfois on a essayé on a tenté d’expliquer les valeurs très élevé en azote 15 trouvé chez des n
D’ertalien en particulier en disant bah oui c’est c’est pas qu’ils sont hyper carnivores mais quand ils mange de la viande peut-être qu’il mange plutôt du mamouth que qu’autre chose bon vous verrez que ça tient pas tout à fait la route finalement alors tout ça c’est c’est formidable mais évidemment je vous
Présente ça de façon extrêmement simple et positive mais vous imaginez bien que les chercheurs aiment bien contre dire ce que font leurs collègues et il y a des tas de critiques qui ont été euh comment dire élevé notamment sur cette notion que avec les hommes de Néandertal ou avec
Des des sapiens du politique supérieur on a affaire à des des sortes de de super prédateurs hyper Carnivor alors d’abord il faut bien comprendre que ces valeurs qu’on observe en ces valeurs de de présence de d’isotope 15 de l’azote elles sont liées à la consommation de
Protéines et donc le le problème avec ça c’est que euh le le comme on mesure le le l’azote 15 on on sous-estime dans le fond la part de l’alimentation euh qui est où il y a pas beaucoup de protéines hein et not notoirement il y a beaucoup moins de
Protéines dans les plantes qu’il y en a dans la viande hein donc déjà c’est c’est un un premier euh biais et puis ensuite euh comment dire on sait aussi que il y a d’autres paramètres qui peuvent influencer euh cette teneur en en azote 15 et donc on a
En particulier euh alors on a imaginé des tas de choses hein euh le fait de consommer des jeunes animaux alors toujours pour la même raison c’est si on consomme des jeunes animaux qui eux-mêmes sont pas sevrés donc eux ils sont déjà sur un niveau assez élevé donc
Comme on les consomme on va se retrouver encore plus haut ENF c’est quand même difficile d’imaginer enfin je pense que les nertaliens ou les sapiens il chassaient que des petits animaux non srais mais on sait qu’il y a d’autres d’autres comment dire aliments qui peuvent bien biser un
Petit peu ça je vous ai déjà parlé de du mamouth euh la nourriture aquatique je vous en ai aussi parlé à propos de ces ces sapiens du début du potique supérieur vous vous souvenez que dans le milieu aquatique soit marin ou ou d’eau douce il y a des chaînes trophiques qui sont
Beaucoup plus longues donc si on commence à manger des poissons qui eux-mêmes sont déjà des des pré enfin des prédateurs je sais pas quoi du brochet du saumon des trucs comme ça on on tout de suite on se branche sur un niveau très élevé et donc sein des chaînes trophiques continentales on va
Se trouver un petit peu décalé vers le haut et puis aussi des d’autres comment dire processus notamment de de de de préparation de l’alimentation peuvent influer la teneur en en n15 euh alors le fait de de de cuire la viande le fait de la de la faire fermenter euh j’ai un collègue qui
S’appelle John spet qui qui est un grand adepte de la viande pourrie il est venu ici au Collège de France je sais pas si vous vous souvenez de ça il y a quelques années nous parler de ça c’est-à-dire le fait qu’il y a des groupes qui de façon
Intentionnelle mange de la viande pourri il il a il la font pourrir bon c’est une façon de la de la préparer hein et donc tout ça ça une influence et puis je signale aussi en passant la le fait d’être soumis à des famines périodique ça a aussi un effet et
Euh les les gens enfin les gens qui sont ça a été étudi chez des gens anorexiques des gens qui qui qui Mang pas euh enfin très très peu et bien ils consomment en partie leur propre tissu et donc on va on voit euh on voit un changement de
Leur de leur composition isotopique en en azot 15 et puis al l’autre problème que j’ai que j’ai déjà évoqué c’est le fait que tout ça enfin tout ce que je vous raconte sur le sur l’azote mais ça dépend de la présence de de de protéines enfin de collagène qu’on peut doser et
Le collagène se conserve pas éternellement alors comment on s’est sorti de ces affaires là B on a essayé de trouver d’autres approches souvenez la dernière fois je vous ai parlé de ça je vous ai dit quand on extrait du du carbone 14 de de matière organique qu’on sort d’un os dans le
Fond on n’est pas toujours très très sûr de ce que c’est que cette matière organique d’abord il y a de la matière organique qui peut être la pollution qui peut être je sais pas le fait qu’il y a des micro-organismes qui vivent dans l’os par exemple et et donc bon on a des
Processus de prétraitement d’ultrafiltration et cetera bon pour se débarrasser de ça euh mais dans le fond pour être sûr sûr sûr que on est bien en train de dater le moment où viveit je sais pas un cheval ou un ou un être humain et bien au lieu de prendre
L’ensemble des matières organiques ou l’ensemble du collagène alors le collagène on sait qu’il y a un certain ratio carbone aote qu’on vérifie on va prendre un acide aminé euh et cet acide aminé c’est un acide aminé euh qui est comment dire fabriqué par l’organisme lui-même et donc grâce à ça
On va être sûr que on date l’organisme on a parlé dehydroxyproline pour les datations alors on a fait à peu près la même chose pour ces études sur le régime alimentaire c’est-à-dire qu’on est allé regarder ce qui se passait en terme de de de taux d’azote
15 non pas eng général dans le collagène mais dans certains acides aminés en particulier et là quand on fait ça donc là voyez que on compare en fait deux acides aminés un qui est essentiel et l’autre qui est pas essentiel hein c’est-à-dire on parle de choses qui peuvent
Être enfin qui doivent être extraits de l’environnement et d’autres qui peuvent être fabriqués par l’organisme et vous voyez que on observe une donc là on parle pas de carbone et d’azote hein on parle d’azote et d’azote hein on parle de de la variation de cet azote 15 dans
Le fond d’un acide aminé à l’autre et vous voyez que il se passe pas la même chose dans tous les acides aminés et donc ça ça a permis de définir de façon beaucoup plus fine des niveaux trophiques et dans ce genre d’étude euh mené sur des acides aminés séparé et ben là on
Retrouve alors voilà à nouveau mon mon bébé néandertalien de la grotte du Ren euh vous voyez que il est il est clairement au-dessus des carnivores hein donc on a affaire à un un enfant non sevré d’une femme qui elle-même a déjà un régime alimentaire euh probablement euh très riche en en
Protéines et on a on est aussi aller regarder si on pouvait pas trouver d’autres éléments euh qui traduisent euh ce niveau dans la chaîne trop et en particulier il y a une une jeune chercheuse qui travaillait dans mon équipe à Leipsig qui maintenant est à Toulouse qui s’appelle clervvia
Jaouen qui a beaucoup travaillé là-dessus alors il y avait d’autres gens qui avaient travaillé sur le zing avant elle mais elle a vraiment fait avancer ça de façon tout à fait spectaculaire au début quand elle est venue nous rejoind à Leipsig on essayait de déterminer le sexe des
Des fossiles en utilisant le cuivre ça a pas marché enfin je vous raconterai ça peut-être une autre fois mais donc du coup on est allé voir le zing et le zing ça appr prenait rien sur le sexe mais ça apprenait beaucoup sur l’alimentation et donc on a
Euh des variations des isotopes du zing et en particulier l’isotope 66 du zing donc on est là sur des éléments plus lourds he c’est un métal et vous voyez que quand on passe de de comment dire des herbivores à au carnivore on a alors c’est l’inverse de ce qui se produit pour
L’azote 15 on a une baisse de la valeur de ce cet isotope 66 du zing et il y a une très très bonne discrimination entre les différentes les différents éléments de chaîne trophique avec quand même des choses qui sont particulières au zing qu’on nserve pas chez les comment
Dire enfin on observe des choses qui sont assez différentes de ce qu’on a che avec l’azote en particulier il y a des des groupes comme les yenes par exemple euh qui s’éloignent des autres carnivores et qui se rangent au sein des herbivores et ça c’est lié au fait on
S’en est rendu compte que sont des des des animaux qui consomment des eau et le fait de consommer de l’os euh change cette cette proportion isotopique du du zing enfin bref donc ça c’est une étude qui a été faite non pas sur des faux fossil mais sur des des animaux actuels
Des animaux vivants donc on a une référence qui est assez solide et qui a été appliqué à d’autres à des contextes qui sont des contextes paléontologiques alors le grand intérêt de cette cette étude du zing c’est que ce zing on va le reg on va le alors il est pas abondant dans le
Dans l’organisme et on va aller le le l’étudier dans des tissus dentaires alors ces tissus dentaires euh pourquoi on s’intéresse aux tissus dentaires bah parce que les tissus dentaires on a déjà souvent parlé surtout les mail dentaire sont des milieux fermés dans lequel dans le fond
Euh une fois une fois la dent fouie dans le sol généralement il se passe pas grand-chose c’est un milieu qui est relativement protégé de ces effets de diagénèse que que j’évoquais tout à l’heure et surtout ce qui est intéressant c’est que on a pas à faire à
Une molécule organique on a à faire un isotope d’un métal qui se trouve j’allais dire un petit peu par accident à l’intérieur de tissus minéralisés qui sont des tissus dentaires et ce zing il est là pour toujours il y a il y a c’est pas du tout le même problème avec le
Collagène donc on peut aller regarder des choses très anciennes on va avoir une mesure qui nous dit quelque chose si on est sûr queil y a pas d’effet de diagénèse et puis aussi on peut aller dans des milieux où les protéines enfin les matières organiques se conserve vraiment
Pas bien et en particulier les milieux tropicaux vous verrez on va en parler à N à propos la prochaine fois à propos de l’ADN plus il fait chaud moins c’est bon pour la conservation des des des des molécules organiques et donc on peut utiliser cette méthode là premièrement
Pour croiser avec les résultats qu’on a avec l’azote 15 quand il y a des protéines et quand il y a des du collagène bien conservé et puis aussi on peut aller voir des milieux tropicaux ou des milieux tropicaux anciens où là bah il il y a pas du tout de de moléculle
Organique alors un autre grand bénéfice de la euh du zing c’est que c’est quelque chose qui est assez comment dire efficace aussi pour détecter ce qui se passe dans les milieux aquatiques et donc on a voyez un enrichissement très très fort en azote 15 mais alors au contraire en quand on
Regarde le zing on est dans des valeurs très très basses pour ce zing 66 donc on on a d’ailleurs clervia jawen a actuellement un projet financé par le RC sur le comment dire l’étude de la de l’alimentation aqua que dans les temps paléolitiques et puis on a aussi
Essayé de de regarder dans les tissus dentaires si on pouvait ben détecter les le le ce fameux sevrage dont on parlait tout à l’heure alors on peut soit aller mesurer le zingue dans des dents dans une série dentaire d’un individu et puis ensuite il y a une
Autre possibilité qui est sur sur sur des dents alors vraiment d’aller au plus fin pour voir au cours du développement de la dent du germe dentaire s’il y a une variation ça je vous dirait que pour l’instant c’est un petit peu expérimental notamment parce que pour échantillonner il faut utiliser un laser
Femto laser qui bon ça court pas les rues c’est c’est assez difficile à à mettre en œuvre mais c’est quelque chose qui existe alors quand même j’attire votre attention sur le fait que le zing 66 ça nous donne une indication aussi sur le sevrage mais ça varie de façon complètement
Opposée à ce qu’on trouve avec l’azote c’est-à-dire que les comment dire les les les les les individus qui sont allaités ils sont décalé complètement dans dans l’autre sens que de de ce qu’on trouve dans le avec le la Z 15 et et c’est très intéressant parce que justement ça
Permet parfois de de répondre à des à des problèmes particuliers comme celui-là donc là il s’agit d’une dent de néandertalien qui vient d’un site espagnol qui est le site de gabaza et euh voyez que quand on compare les valeurs du zing 66 chez ce néandertalien de ce gisement de gavaza
Et bien par rapport au carnivore trouvé dans le site et puis aux herbivor et ben il est décalé complètement alors soyez en passant euh ça ça confirme complètement le fait que les néanderaliens sont vraiment probablement des super prédateurs euh parce que là un certain nombre d’arguments qui ont été utilisés dans le
Fond pour critiquer cette idée fonctionne pas c’est-à-dire que les histoires de viande pourri de viande fermentée et cetera AC le zingue ça ça change rien du tout donc c’est c’est pas ça alors c’est une dent isolée c’est un petit peu difficile de de discuter de ça
Mais c’est pas non plus un cas de de bon ça ressemble pas vraiment une dent de de bébé mais c’est pas un individu qui qui qui au moment où cette d s’est développée n’était pas encore sevré parce que si il était il avait une comment dire s’il était allaité il
Serait décalé dans l’autre sens hein donc tout ça pour dire que dans le fond euh C ces données qu’on a sur les aminoacides séparés et sur le zingue en fait répondent en grande partie aux critiques qui ont été faites sur les études classiques azote 15 carbone 13 sur l’alimentation des des
Nandertaliens alors euh quand même toujours sur le sur l’alimentation et je vous ai parlé tout à l’heure des alcalin threux donc on a a aussi des des variations du CAL enfin du rapport stroncium calcium et barrium calcium qui sont liés à l’alimentation et ou au sevrage des individus mais vous voyez
Que c’est un petit peu plus compliqué euh c’est-à-dire que sur le le rapport barium calcium on a une une une différence assez nette entre les comment dire les les herb les carnivores c’est moins le cas avec le rapport stroncium calcium bon surtout avec ces éléments là
On se pose toujours un peu la question quand même de savoir si justement la diagénèse a pas un effet sur sur la présence de ces éléments mais on a un collègue à Lyon balter qui qui qui qui travaille pas mal sur ces sur ces sujets là et alors pour finir je voudrais quand
Même vous signaler une chose c’est que je vous explique depuis une heure que on ne trouve pas de molécules organiques dans les choses qui sont très anciennes dans les milieux tropicaux et cetera et que donc ben on peut pas on est obligé d’aller vers autre chose comme le zinc
Par exemple et ben c’est pas tout à fait vrai et en particulier il y a une équipe qui est une équipe qui se trouve à l’Institut Max plan de chimie de maance qui a alors ils ont des des moyens d’analyse absolument impressionnant et cette équipe qui est
Menée par Tina Lud de que qui qui était ici au Collège de France pour le colog copins et qui a évoqué ça mais c’est pas tout à fait publié ça c’est vraiment des choses en train de se faire et en fait cette équipe ce qu’elle fait c’est qu’elle va dans les mail dentaire
Trouver des des des tout petit des tout petits restes mais absolument presque impossible à trouver deux protéines qui sont dans les mailles dentairire et qui utilise les méthodes je dirais classiques de azote 15 carbone 13 pour regarder le régime alimentaire et donc voilà c’est des gens qui obtiennent des résultats sur des des
Fossiles qui sont des fossiles africains pliopléistocè et donc je pense qu’on est à la veille de voir sortir des résultats avec ces méthodes là qui vont nous apprendre des choses plus précises que ce que je vous ai montré tout à l’heure en vous disant voilà les paranthropes ils
Vivent dans des milieux secs les autres des milieux où il y a des arbres là on va on va on va avoir des choses peut-être plus précises sur leur niveau trophique et savoir ce qui mange la viande ou pas notamment alors le deuxème sujet que je voudrais aborder aujourd’hui avement
C’est la question de l’environnement et du climat euh à travers les analyses isotopiques donc je vais vous montrer deux diapositives que je vous ai déjà montré la dernière fois juste pour vous rafraîchir un peu la mémoire je vous ai montré ces carottes de glace qui sont produites au Groenland qui sont produites en
Antarctique mais on en produit aussi dans des des glaciers de de montagne et donc c’est ces carottes de glace et ben ell nous montrre un empilement de feuillet qui sont des feuillets annuells c’estàdire que voilà il y a l’hiver l’été on peut compter des années et on a des enregistrements comme
Ça qui sont assez précis en tout cas ils sont précis jusque vers environ 400000 à peu près ce déjà pas mal donc on a un comptage des années et puis ensuite on peut aller regarder la composition isotopique de ces de ces éléments euh je vous ai expliqué et je vais vous
Montrer ça encore à nouveau que il y a des variation de de l’oxygène enfin de l’isotope 18 de l’oxygène vous souvenez cette histoire de d’oxygène enfin plutôt d’eau qui s’évapore des océans qui contient plus de comment dire de forme légère de d’oxygène et donc en gros l’eau qui
S’évapore elle a moins d’oxygène 18 que celle qui reste dans les océans et si cette eau elle finit par être congelée au pôle et ben il va y avoir un enrichissement progressif des eaues surface des océans en oxygène 18 et puis ça va aussi affecter la composition isotopique dans
La glace au pôle donc on a à la fois des informations dans le milieu marin et puis des informations dans ces ces ces calottes glaciaires et puis on peut aussi aller regarder en plus des isotopes je vous l’ai dit on peut aller regarder des petites bulles de gaz qui
Sont conservées à l’intérieur de cette glace et dans cette dans ces bulles on a on peut mesurer la quantité de méthane la quantité de de de dioxyde de carbone et tout ça varie en fonction de cy qui sont des cyes climatiques parce qu’évidemment quand je dirais le climat global de la
Terre surtout dans les moyennes latitudes et froid bah il y a plus de glace et puis quand il fait chaud il y a moins de glace dans les dans les calotes polaire donc on a ces informations sur la glace euh au pôle et puis on a aussi cet enregistrement euh dans les fonds
Marins des variations de l’oxygène 18 fixé dans des coquilles de petits foraminifèr qui tombent au fond de la mer alors pareil c’est comme dans la glace on fait des des des carottes des sondages et puis ensuite on va aller alors c’est un peu plus compliqué parce que là on peut pas compter des
Feuillets il faut trouver des moyens de dater ces ces différentes ces différents niveaux dans une une carotte sous-marine mais on peut dans les coquilles de foraminifèr mesurer les variations de l’oxygène 18 et c’est comme ça qu’on a établi ce cadre chronologique est très largement utilisé avec des stades isotopiques marins numéroté à
Partir du présent 1 2 3 4 et cetera des numéros paires pour les stades froids des numéros impaires pour les stades plus chauds donc voilà donc ça c’est à la fois de la chronologie c’est pour ça qu’on a parlé la dernière fois mais évidemment c’est aussi une indication sur
L’environnement on a quand même un petit problème avec cette comment dire cette approche de l’environnement et c’est un problème qui est à la fois un problème de de localisation et puis un problème de résolution alors un problème de localisation bah c’est assez facile à comprendre mes hommes de Néandertal dont
Je parlais tout à l’heure qui ont des enfin dont on peut reconstituer le régime alimentaire savoir s’ils étaient sevraé pas sevra et cetera bah il vivait pas en Antarctique ça c’est sûr et il vivait pas non plus au fond de l’Atlantique il vivait là dans nos régions dans Lyonne par exemple pour le
Pour arc surcur et donc c’est bien de savoir que à l’échelle planétaire il y a ces refroidissements ces réchauffements mais ce qu’on voudrait savoir c’est ce qui se passe sur les continents là où vivent ces ominines qui nous intéressent et alors je je je vous évoque même pas le cas des
Des des zones tropicales parce que là au milieu du Sahara ou en Afrique de l’Est on est très très loin du Groenland donc le climat c’est pas une espèce de baisse générale de la température ou de montée de la température il y a des des des tas de phénomènes qui se qui
S’interpénètrent avec des variations régionales très très importantes donc il y a ce problème de localisation et puis ensuite il y a un problème de résolution et le problème de résolution c’est quoi bah c’est que quand vous avez des fluctuations comme ça chaudes ou froide voyez que là on est sur des cycles qui
Qui se chiffre en dizaines de milliers d’années voire en centaines de milliers d’années en gros un cycle glaciaire complet glaciaire interglaciaire au cours du dernier demi-million d’années c’est 100000 ans d’accord alors le problème c’est que pendant ces 100000 ans même si c’est plutôt froid ou plutôt chaud il y a des
Variations beaucoup plus F et que ces variations beaucoup plus fines alors on peut les voir dans la dans la glace de l’Antarctique mais par exemple sur les fonds océanique on la on la voit pas donc on a une courbe qui est une courbe qui est en quelque sorte lissée et je
Vais vous montrer tout à l’heure une courbe beaucoup plus détaillée en tout cas pour les derniers 10000 ans vous allez voir que il se passe des tas de petites fluctuations à l’intérieur par exemple de l’olocè c’est-à-dire la dernière enfin le l’interglaciaire dans lequel nous vivons alors pour ce qui est de la la
Localisation évidemment on a cherché des des enregistrements qui seraient des enregistrements continentaux et qui nous donneraient une idée des variations du climat de l’environnement en milieu continental alors les deux choses qui il y en a d’autres hein mais les deux choses qui ont été les plus étudiées les plus utilisées c’est les dépôts
Lacustres et puis les spéléoème alors les dépôts lacustres bah là des lacs il y en a en milieu continental alors malheureusement ils sont pas toujours là où on aimerait qu’ils soi on aimerait bien avoir je sais pas moi en Dordogne par exemple un beau lac qui aurait
Existé depuis 500000 ans et qui aurait enregistré toutes les variations du climat mais il y en a pas et donc voilà on fait avec les lacs qu’on Ain bon alors on peut dans ces laces faire des des carottes tout un système c’est pas c’est pas un truc qui tourne hein
C’est on envoie une espèce de avec un poids très important quelque chose qui pénètre dans le fond du lac qu’ on remonte enfin il y a toute une une technique je vous montre un exemple parce que c’est un exemple très connu qui est un lac qui se trouve au Japon
Qui est le lac Suigetsu pourquoi je vous le montre parce que bon il y en a qu’un comme ça pratiquement mais parce que là aussi un peu comme dans la la glace du Grenland ou de l’Antarctique on a des feuillets qui sont des feuillets annuels c’est ce qu’on appelle en géologie des
Varves et donc là on peut compter des années alors c’est c’est complètement exceptionnel soy est en passant ces varves lacus c’est une des méthodes qui a été utilisé pour calibrer la courbe du radiocarbone souvenez cette histoire de comment on compare les dates radiocarbone à des vraies dates donc là
Comme on a des des feuilles fossiles euh dans ces feuillets on peut extraire une feuille la daté au radiocarbone et comme on compte les années euh on peut remonter plusieurs dizaines de milliers d’années en arrière et calibrer la courbe de radiocarbone mais on a aussi un moyen de mesurer les variations
Climatiqu alors dans les laces qu’on qu’on a beaucoup utilisé sont les pollèes alors évidemment les pollen c’est pas euh c’est pas une mesure de température mais on on a des modèles alors c’est toujours pareil c’est des modèles régionaux où on peut comparer une certaine proportion de différentes espèces de pollen
Pour reconstituer l’environnement la la palinologie c’est une science assez compliquée parce que il faut être sûr qu’on a un échantillonnage représentatif de la flore en particulier on s’est rendu compte que utiliser les pollenes des sites qui sont des sites archéologiques hein où les gens ont vécu c’est c’est
Pas toujours très probant he c’estàd que si vous avez une grotte et que devant la grotte il y a un arbre qui produit je sais pas des pollenes de pain bah vous allez trouver des pollenes de pain dans la grotte en pagaille et et pour une
Certaine période et ça veut pas dire que partout autour il y a des pains mais s’il y en a un qui est juste là c’est embêtant alors normalement avec les lacs on on évite ce problème parce que les là que il récolte un petit peu tout ce qui
Se trouve dans dans l’atmosphère et donc on a une une reconstitution d’une courbe de température sur assez précise disons en tout cas pour l’olocène et le le plistocène récent alors l’autre moyen de reconstituer des variations de température et des variations climatiques dans l’environnement continental euh ce sont les spééoèmes
Alors qu’est-ce que c’est les spééoèmes ben voilà c’est les stalagmites qui monent et les stalactites qui tomb et puis tous les planchers de concrétion qu’on peut trouver dans les grottes alors ces ces ces carbonates comment ils se produisent et ben c’est les eaux de pluie qui pénètrent dans le sol euh qui dissolv
Des des sels minéraux et qui vont ensuite voilà arriver dans des cavit éité il y a une libération de de gaz carbonique et cetera une précipitation et donc toute cette production de calcite et donc on peut euh alors en plus de ça là pour le coup les hommes souvent vivaient pas
Très loin des grottes hein on a des grottes où on a des sites archéologiques et des spéléotèmes donc on peut aller regarder les spéotè et on peut couper comme ça une grande Stal stalagmite c’est ce qu’on préfère en général et euh mesurer deux choses d’abord des
Dates et je vous ai expliqué la dernière fois que les séries de désintégration de l’uranium c’était une méthode très précise de datation et donc on a vraiment en général une chronologie assez bonne et puis ensuite on peut aller regarder ben par exemple les isotopes de l’oxygène mais d’autres aux
Isotopes aussi ce du carbone ou autre chose et on a on a des courbes comme celle-là euh alors ça ce sont des courbes qui viennent de grottes qui sont en Amérique du Nord et au Caraïb enfin j’ai juste pris ça comme exemple alors évidemment ces exemples sont des exemples tout à fait
Euh spectaculaires c’est-à-dire que la plupart des grottes ne donnent pas des résultats comme ça là c’est vraiment des grottes exceptionnelles euh et vous voyez tout de suite que il y a quand même une différence alors donc tout ça c’est des des spéothèmes qui viennent de
Ces grottes et ce qu’il y a tout en haut là-haut euh c’est euh c’est notre nos variations isotopiques observé dans la glace du Groenland il y a quand même une grosse différence c’est que la glace du Groenland bah c’est continu on a un enregistrement continu et dès que on est
Dans ces milieux carstiques bah typiquement même dans des cas qui sont très favorables on va avoir en fait des boues d’enregistrement pourquoi et bien parce que comme je vous l’ai dit la production de spéléotème elle est liée à sa circulation d’eau et par exemple si le climat devient relativement sec et ben
La production de de de de ces spéothè s’arrêtte et donc typiquement dans une grande salagmite comme ça ce qu’on voit c’est que on a un accroissement qui peut être assez rapide pendant une période puis ensuite ça se ralenti puis ensuite ça s’arrête complètement et puis ça peut
Reprendre 10000 ans 20000 ans 30000 ans plus tard ou même ne pas reprendre du tout et donc on a des comment dire des des enregistrements qui sont un peu discontinus et puis à cela s’ajoute un autre problème c’est que vous ai parlé de l’oxygène 18 donc je pense que vous
Avez bien compris la le ce phénomène d’enrichissement d’oxygène 18 dans les EAU océaniques en fonction de la températ l’évaporation et surtout du stockage de cette eau évaporée sous forme de glace dans l’épaule ça c’est assez facile à comprendre alors maintenant sur les continents l’oxygène 18 qu’il y a dans
L’eau c’est de l’eau de pluie est soumis à pas mal de comment dire de de d’autres paramètres qui influe sur la proportion d’oxygène 18 et en particulier on sait que cette proportion elle varie en fonction de de différents paramètres à commencer par la distance de l’océan vous voyez par
Exemple ici une carte de l’Europe avec les proportions qu’on observe là c’est aujourd’hui hein dans les eau de pluie en terme de d’oxygène 18 et vous voyez qu’il a une variation très très forte quand vous allez de de Russie au Portugal il y a une variation qui est
Qui est très importante et même en France euh suivant que vous êtes dans l’Est de la France ou vous êtes dans le morbillan il va y avoir une variation qui est tout à fait notable soye est en passant je fais juste une petite parenthèse anecdotique
Euh on a utilisé ce genre de de mesures isotopique pour détecter des fraudes je sais pas si vous vous souvenez des histoires de stock de beurre de l’Union européenne donc il y avait des primes à la production au stockage à la revente à l’exportation et cetera donc il y avait
Des petits malins qui qui faisait passer du beurre de certains pays européens à des pays extrauropéens les réimporter les réexporter et cetera et donc on a pu montrer que du beurre euh qui était censé venir des républiques baltes en fait venait de beaucoup plus bas en latitude donc grâce aux isotopes donc
Vous voyez que les les is mè mène à tout hein mais c ces isotopes de l’oxygène il varient aussi en fonction de d’autres paramètres que la distance à l’océan et en particulier le degré de plusuviométrie donc vous voyez de ce côté-là la Bretagne ass bien servie la
La latitude l’altitude donc il y a des tas de choses qu’ donc c’est pas toujours évident d’interpréter ces résultats en termees climatique donc ça c’est pour la localisation donc les lacs les spééotèmes maintenant on a un autre problème et je vous ai dit c’est un problème de résolution donc c’est bien
De savoir qu’on a une période plutôt chaude ou une période plutôt froide mais la période plutôt chaude c’est pas une belle courbe bien lisse c’est une courbe comme ça donc ça c’est une courbe qui est établie à partir des données de la glace du Groenland pour l’olocè c’est
Les derniers 12000 ans et vous voyez que on a des sacrées variations quand même he et et soyez temps passant l’olocène c’est probablement un des interglaciaires les plus stables qu’on a connu parce que le l’interglaciaire d’avant le 5 lui il a connu des variations encore plus importantes donc vous voyez qu’il y a
Des des des sauts à l’intérieur de ce de cette courbe qui sont des sauts euh de 2 TR voire 4°gr de température moyenne au Groenland euh gardz en tête aussi que bon ce qui se passe au Groenland c’est pas forcément non plus une image précise toujours pareil de ce
Qui se passe sur les continents parce que il y a d’autres paramètres qui interagissent euh et notamment pour les régions disons qui entourent l’Atlantique Nord il y a des des modifications de ce qu’on appelle la circulation thermoaline c’est-à-dire c’est la circulation de des courants marins qui remontent du Golfe du Mexique
Qui qui qui sont de l’eau chaude qui se refroidit qui descend en profondeur et cetera et ça ça affecte énormément le climat en particulier en Europe occidentale là c’est une courbe avec une résolution de 20 ans donc on a on a pris une température tous les 20
Ans et 20 ans bah pour un homme c’est c’est ce qui va connaître au cours de de sa vie hein c’est 20 ans c’est à peu près une génération alors vous pouvez me dire bon 2 3 degrés dans le fond est-ce que c’est vraiment grave bah c’est ça
Peut être assez grave d’ailleurs on vous l’explique assez régulièrement dans les médias euh et même au cours de la période historique enfin disons les derniers 1000 ans ou 2000 ans on sait que il y a eu des variations climatiques qui sont quand même assez importante donc on a ce qu’on appelait
Un ce qu’on appelle un optimum climatique au Moyen-Âge autour de l’an 1000 et qui a été suivi disons à partir du du du 15e 16e siècle par le début de ce qu’on appelé le petitâge glaciaire et tout ça ça a affecté terriblement les populations humaines alors évidemment là on parle de population
Humaine qui pratique l’agricultur peut-être que pour des chasseurs cuilleurs c’est un peu moins important mais enfin toujours est-il que s’il y avait pas eu l’optimum climatique médiéval autour de l’an 1000 bah il y aurait peut-être pas eu des Vikings au Grenland hein et et s’il y avait pas eu
Un petit âge glaciaire bah peut-être que les Vikings ils y seraient toujours au Groenland mais là ils y sont plus hein et et même bon voilà on peut spéculer est-ce que la Révolution française aurait eu lieu s’il y avait pas eu le petitageâge glaciire parce qu’il y a eu
Des périodes quand même très très désastreuses pour l’agriculture en Europe au 17e siècle en particulier donc tout ça ça a quand même une importance et donc la question c’est c’est bien d’avoir des références générales pour le climat à partir des données isotopiques dans la glace dans les car Bonade des
Fonds marins mais ce qu’on veut c’est savoir ce qui se passe dans les sites où les hommes ont habité et donc je voudrais vous montrer très rapidement le travail d’une d’une jeune chercheuse qui était aussi avec nous à laipsig qui s’appelle SAR pederzani et qui a utilisé quelque chose de tout à fait
Remarquable c’est les variations des isotopes de l’oxygène alors avec toutes les précautions qu’il faut prendre je vous explique que ces isotopes il varient avec pas mal de paramètres mais elle les a mesuré le long dans les mailles dentaires le long d’une molaire soit de grand beauauidé soit de
Cheval donc dans des espèces où on a une croissance continue des dents d’accord et ces dents elles viennent alors d’abord ces dents on les a étudié sur des animaux actuels et donc donc en les étudiant sur des animaux actuels dans des environnements connus on a pu construire un modèle pour savoir comment
On pouvait connectter les valeurs des isotopes 18 de l’oxygène avec des données de température d’accord et quand on fait ça et bien on voit que le long d’une dent comme ça on a un enregistrement des températures au départ c’est un enregistrement des isotopes de l’oxygène 18 évidemment mais on a un modèle pour
Transf former ça en température et on a à peu près 1 an et demi qui est couvert par cette la croissance de cette dents et ce qu’on voit et bien c’est la température d’été la température d’hiver et on peut aussi mesurer une température moyenne annuelle alors pourquoi c’est c’est
Vraiment important de faire ça ben parce que quand vous êtes dans un site archéologique une grotte quelque part et que vous trouvez un cheval mais le cheval il est pas venu tout seul d’accord et donc très généralement ces accumulations de faunes sont les hommes qui les ont produites
Parce qu’ils ont chasser ces chevaux et donc si on arrive à construire des courbes comme ça on a une indication de température d’été d’hiver et une une température moyenne pour le moment où les hommes ont vécu dans cet endroit-là et et ça c’est vraiment formidable parce que jusqu’à présent c’est quelque chose
Chose qu’onait jamais c’estàd qu’on avait des des idées générales sur ce qui se passait mais à l’échelle de 20000 ans 10000 ans mais là on sait à l’échelle d’une année ce qui s’est passé au moment où ce cheval vivait et où il a été chassé et en particulier ce qu’elle a montré
Sarapedzani c’est que dans un site qui est très connu qui s’appelle le site de la cherass en Dordogne on a des des Néandertaliens bien on a des niveaux que les géologues connectent à ces phases climatiques que je vous ai déjà évoqué et en particulier il y a
Un niveau qui qui est le niveau 2 que l’on connecte à une phase froide du stade isotopique 4 donc on est dans une phase glaciaire et dans cette phase isotopique on a des restes archéologique des outils des ossements d’animaux et donc la première conclusion de cette observation c’est que nos hommes
Donéandertal ils vivaient à la fercie durant une pH glaciaire il vivait au moment où s’est déposé le le le niveau 2 et ben en fait pas du tout parce que quand on va regarder les dents de chevaux et les dents de beauvidé on se rend compte que en fait à l’intérieur de
Ce niveau-là il y a des variations rapides et fines de la température et qu’en fait cette faune accumulé par les hommes elle a été accumulée uniquement pendant les périodes les plus chaudes court qui se sont manifesté pendant cette phase glaciaire donc vous voyez que c’est très important d’avoir ces
Données là parce que et en particulier à la ferass ce qu’elle a très bien montré c’est que dans les phases froides du stade isotopique 4 les hommes ils sont là que et sont des Néandertaliens que quand il fait meilleur entre guillemets et par contre quand on va monter dans la stratigraphie
Dans le paotique supérieur bah les Homo sapiens eu ils sont là tout le temps c’est-à-dire que même quand on est dans une phase froide ils se maintiennent euh et donc ça évidemment très important euh du point de vue du comportement alors cette technique elle l’a utilisé euh dans d’autres sites en particulier c’est
Ce qui a permis de montrer que les premiers sapiens qui arrivent euh en Europe de l’Est à bachokiro il y a euh un peu plus de 40 euh 3 4 4000 ans et bien ils arrivent dans un environnement qui est un environnement froid qui correspond au climat actuel de
La de la Scandinavie en faitin donc il VI il v dans un environnement très froid donc ça c’est c’est vraiment quelque chose de de précieux alors pour finir je voudrais vous dire deux trois choses sur l’environnement et aussi sur la façon dont les les les hommes et les animaux se déplacent dans le
Paysage je vous ai expliqué tout à l’heure que la comment dire la la distance par rapport à l’océan faisait varier les isotopes de l’oxygène enfin l’isotope 18 en tout cas euh de même que l’altitude la latitude et cetera on a d’autres indicateurs environ maux j’ai pas le temps de développer mais en
Particulier le soufre pour lequel on a un isotope 34 qui nous renseigne aussi qui nous donne des données environnementales et donc ça c’est très intéressant parce que ça permet de de confirmer le genre d’ambiance par exemple avec le souffre on arrive à assez bien identifier la proximité de de
Cours d’eau de choses comme ça la proximité de de la mer euh donc on on on reconstitu de façon assez fine l’environnement en croisant tous ces indicateurs et surtout vous allez voir ça nous donne des indications aussi sur les mouvements des individus que ce soit des fossiles ou que ce soit
Des euh enfin des des hommes fossiles ou des des animaux chassés par les hommes en particulier on utilise on en a déjà parler du stroncium tout à l’heure à propos du régime alimentaire on utilise euh la présence de certains enfin le rapport entre certains isotopes du stroncium dans les les dents euh
Dominine ou de de mammifère dans des sites alors ce stroncium c’est un un élément dont les les proportions isotopiques vont varier avec la géologie c’estàd quand on passe par exemple ici voyz une carte du du centre sud-ouest de la France quand quand on passe de de milieux qui sont
Des milieux cristallins ou volcaniques du point de vue géologique à des bassins sédimentaires on va avoir une variation de ces de ces rapports et donc ces éléments ils se retrouvent dans l’eau de boisson et donc ils sont fixés dans les tissus des des des des mammifères des
Des êtres humains en particulier et donc on peut dans le fond quand quand on a un fossile comparer ce que l’on trouve comme rapport isotopique du stroncium dans ses dents et ce qu’on a dans l’environnement géologique du lieu et s’il y a une discordance et bien c’est
Que cet individu bah il vient d’ailleurs d’accord alors la dent que je vous ai montré tout à l’heure de néandertalien espagnol qui était hyper carnivore et ben par exemple dans ce cas-là on a un individu pour lequel le rapport 87 86 c’est celui de la géologie locale et puis ensuite on est allé
Regarder l’oxygène le souffre et cetera et en gros non seulement on reconstitue l’environnement mais on peut dire c’est un individu bah qui a vécu et qui est mort dans cet endroit-là et qui est pas allé se promener ailleurs alors on peut aussi dans certains cas et ça a été fait
Alors surtout pour des périodes récentes des périodes protohistories néolithique mais on essaie de l’appliquer au Paléolithique ce qu’on peut faire ensuite c’est regarder chez un individu est-ce qu’il y a des variations dans la série dentaire de ces rapports isotopiques et comparer ça à la géologie locale et voir par exemple que un
Individu qui est trouvé dans un site particulier et bien quand il était enfant ou quand il était adolescent et bien il vivait dans une région éloignée avec des rapports isotopiques du stroncium différents alors je veux pour finir juste vous présenter cette cet exemple cette étude que moi je trouve
Vraiment très très intéressante et remarquable c’est une étude qui a été faite par une jeune chercheuse s’appelle Kate Britton enfin à force de dire des jeunes chercheuses ell vont finir par plus être jeunes mais sont toujours jeunes par rapport à moi c’est ce compte et donc donc Kate Britton elle a travaillé
Sur un site qui est en charant qui s’appelle le site de Jonzac où on a une accumulation de de faunes chassé par les hommes de Néandertal et donc elle a regardé particulièrement cette histoire de rapport du des isotopes du stroncium et ce qu’elle montre c’est que dans ce site
On voit des différences assez fortes d’une espace à l’autre et notamment entre les bisons et puis les reennes et donc pour faire court les bisons ils ont un rapport isotopique du stroncium et bien qui est celui de la région donc c’est des bisons du coin si je peux dire
Que les Néandertal chassent par contre les rennes B les rennes ils viennent d’ailleurs et et donc on a pour les rennes on a en Alaska au Canada dans différentes régions on a étudié ça c’est-à-dire on sait que euh grâce aux isotopes on peut tracer le le chemin
Migratoire de de troupes de reennes de troupeaux de reennes sauvages euh sur des distances considérables et là ce que ce que Kate Britton a montré c’est que à Jonzac les Néandertal chassait les bisons locaux quand il y avait pas de Rennes mais les rennes migraient venait d’ailleurs alors probablement plus au
Nord et il traversaent une rivière qui est devant le site et euh c’est là que les Néandertaliens les chassai au moment de la migration et probablement au moment de la traversée de cette rivière et et et elle a pu même montrer que les rennes de jeonzaces avaient des valeurs
Euh isotopiques tellement proches que probablement c’étaient des individus qui faisaient partie du même troupeau de rennes et donc on a là probablement une espèce de d’instantané euh de la capture de ces renes par ces Néandertal ces reenes qui migraent et qui passaient dans le coin de façon saisonnière et moi
Je trouve ça absolument euh fascinant de pouvoir saisir cet instant de vie de ces de ces hommes paléoliiques je vous remercie [Musique]