« Sima de los Huesos » : différence entre les versions

Localisation
Coordonnées	42° 21′ N, 3° 30′ O
Pays	Espagne
Province de Burgos	Province de Burgos
Massif	Sierra de Atapuerca
Localité voisine	Atapuerca
Voie d'accès	Camino del Pajarillo
Type	Calcaire
Altitude de l'entrée	1 080 m
Période de formation	Crétacé
Occupation humaine	Vers 430 000 ans avant le présent - Période de l'Acheuléen du Paléolithique inférieur
Patrimonialité	Patrimoine mondial (2000)

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Article principal : Sites archéologiques d'Atapuerca.

Le gisement de la Sima de los Huesos ou Aven aux Ossements est une cavité située au fond d'un puits de 14 mètres, creusés par une ancienne rivière souterraine à l'intérieur du complexe de la Cueva Mayor de la Sierra d'Atapuerca en Espagne. La Sima de los Huesos a été à l'origine des fouilles dans la Sierra d'Atapuerca. Depuis la découverte d'une mandibule humaine en 1976 elle a livré une grande quantité de fossiles appartenant à au moins 28 individus, soit plus de 80% des fossiles humains retrouvés sur Terre pour la seconde moitié du Pléistocène moyen^[2]. Ils sont identifiés à Homo heidelbergensis^[3]. Ces fossiles présentent un état de conservation si exceptionnel qu'il a permis d'en faire les plus anciens ADN humains analysés^[4]^,^[5] malgré leur âge d'au moins 430 000 ans^[6]. Le caractère non accidentel de ce rassemblement d'os en ferait la plus ancienne manifestation documentée d'un acte rituel^[2]^,^[7], bien avant les sites attestés de Es Skhul et Qafzeh datés d'environ 100 000 ans. Enfin deux impacts frontaux sur un crâne montrent qu'un des individus a été assassiné^[7]. Les fouilles s'y poursuivent chaque été depuis 1984^[1], au rythme de quelques centimètres par an.

Description du site

Description de l'aven

Pour accéder à la Sima il faut aujourd'hui parcourir un demi kilomètre depuis l'entrée de la Cueva Mayor. L'entrée de la Sima de los Huesos est située dans la Sala de los Ciclopes ou Salle des Cyclopes. La Salle des Cyclopes communiquait avec la Cueva del Silo par un conduit étroit découvert en 1965 lors d'une exploration par le groupe spéléologique Edelweiss de Burgos et qui fut ensuite obturé par sécurité et pour restreindre l'accès à la Sima.

L'étude des parois de la Salle des Cyclopes montre que sa moitié sud a un temps été remplie par des sédiments qui ont ensuite été charriés dans une phase érosive de l'histoire du karst. Il reste encore aujourd'hui des sédiments attachés aux parois et au plafond^[8]. Ces sédiments ont pu venir d'une ou plusieurs entrées disparues aujourd'hui. En bas du mur sud de la salle des Cyclopes un court passage communique vers une petite salle, où la gravimétrie indique qu'il y a eu une autre entrée et où on y trouve des griffades d'ours. On en déduit qu'après la disparition des sédiments, des ours ont utilisé la grotte, mais on n'y trouve pas d'outils de pierre ou de fossiles. La hauteur des griffades sur les parois montrent que la topographie des lieux n'a plus beaucoup changé depuis le dernier ours qui y est venu.

Dans le coin sud-est de Salle des Cyclopes, une pente de sédiments raide de 5 m mène à une terrasse, où se trouve l'entrée du puits qui donne dans la Sima de los Huesos. L'accès à la Sima de los Huesos est un gouffre de 13 m de profondeur. Ce puits aboutit dans l'aven, au-dessus d'une pente d'une douzaine de mètres qui descend vers l'ouest. Cette rampe donne enfin sur une chambre basse de 27 m², plafonnée par un conduit vertical qui se rétrécit sur plusieurs mètres avant que le grès ne l'obstrue^[1].

Découverte

C'est dans le cadre de sa thèse que le doctorant Trinidad de Torres, cherchant des fossiles d'ours dans la Sierra d'Atapuerca, organisa une équipe d'exploration avec des membres du groupe de spéléologie Edelweiss de Burgos, en 1976. À cette occasion, le premier fossile humain découvert à Atapuerca fut une mandibule humaine, baptisée AT-1. Trouvée par des membres du groupe, elle était située sous des os d'ours de Deninger, ancêtre des ours des cavernes, révélant l'ancienneté du site. Torres en est depuis considéré comme le découvreur. Son directeur de thèse Emiliano Aguirre organisa ensuite un groupe d'étude pour Atapuerca et dirigea les recherches jusqu'en 1990, tandis que Torres cessa d'appartenir à l'équipe de recherche^[9]. Les fouilles ont ensuite été prises en main par Juan Luis Arsuaga, Eudald Carbonell et José Maria Bermúdez de Castro, jusqu'à aujourd'hui.

Les fouilles régulières des sédiments débutèrent dans la saison 1984. En 1987, un échafaudage a été accroché au mur pour ne pas marcher sur le sol. Pendant la même saison, un puits a été creusé entre le toit de la Salle des Cyclopes et le sol extérieur sus-jacent pour réduire l'équipement à emporter et évacuer les découvertes facilement. Ce puits sert aussi à aérer l'air ambiant pour les équipes de fouilles dans l'aven.

Lors des premières recherches, des blocs de grès avaient été fragmentés pour y trouver des fossiles. Les débris avaient ensuite été laissés dans un trou, dans la Salle des Cyclopes. Pendant les saisons 90 et 91 ces débris ont été étudiés et ont permis la découverte de 161 nouveaux fossiles, dont des dents appartenant à la mandibule AT-1^[1].

Stratigraphie

L'étude des différents niveaux de planchers stalagmitiques permet d'établir la lithostratigraphie de la grotte, numérotées par unité lithostratigraphique (UL ou LU en anglais) de bas en haut. Au-dessus d'un sol de marnes blanches, les couches les plus intéressantes sont surtout la LU6, qui a livré les restes humains ainsi que des os d'ours de Deninger et d'autres carnivores, puis la LU7 dans laquelle les ours s'accumulent encore plus largement.

La répartition horizontale des os laisse entendre que les ours pris au piège et des écoulements ont brisé et dispersé les fossiles du haut vers le bas de l'aven notamment, créant aussi quelques remaniements entre les os des carnivores et les restes humains plus anciens. Cette hypothèse est d'autant plus probable que des griffades sont encore visibles à la base du puits, comme dans d'autres exemples d'avens où des ours survivent à la chute puis tentent de sortir^[1]^,^[6]^,^[2]^,^[10].

Le gisement

Datations

Les os ne sont pas datables eux-mêmes, autrement que depuis très récemment par leur éventuel ADN, dans certaines conditions et avec une large incertitude. En conséquence les méthodes de datations sont le plus souvent indirectes et consistent à dater non pas les fossiles, mais les couches qui les contiennent.

En 1997 un prélèvement sur un des planchers stalagmitiques recouvrant les restes humains a été daté par la méthode Uranium/Thorium et évalué à environ l'équilibre isotopique, soit au moins 350 000 ans^[11].
En 2007 d'autres prélèvements de spéléothème recouvrant les restes humains ont été datés par spectrométrie de masse à ionisation thermique (TIMS) et par la méthode Uranium/Thorium entre 530 000 ans et 350 000 ans^[12].
En 2013 l'analyse d'ADN mitochondrial d'un des os d'ours de Deninger a permis une estimation à environ 409 000 ans mais avec une incertitude de plus de 200 000 ans^[13].
La même année l'analyse d'ADN mitochondrial d'un fémur humain révèle un âge proche, d'environ 400 000 ans, d'après son taux de mutation supposé^[14]. L'incertitude est plus importante que celle de l'ours de Deninger mais les deux dates sont convergentes^[4].
En juin 2014 la couche de sédiments contenant les restes humains est datée par plusieurs méthodes à environ 430 000 ans, avec une incertitude bien inférieure cette fois^[6].

On utilise désormais la dernière estimation qui indique un âge minimum de 430 000 ans^[5].

Les ossements

Les 7 000 fragments osseux humains retrouvés représentent toutes les parties du squelette. Ils sont mélangés aux restes d'environ 200 ours de Deninger, anciens habitants naturels de ces grottes, mais aussi à 23 renards, 4 mustélidés, 3 félidés et un loup. En revanche aucun herbivore n'a été retrouvé^[2]^,^[15]. Les restes présentent de nombreuses fractures qui ont pu être analysées : les os ne cassent pas de la même façon si le corps est déjà décomposé et qu'ils sont secs, ou si les tissus les protègent encore. L'étude a conclu que les cassures visibles ont été pour certaines produites post-mortem par la chute dans l'aven et pour la plupart par la pression des couches sédimentaires supérieures^[15]. Les os ne présentent presque aucune trace de morsure telles qu'en laissent les carnivores, celles retrouvées semblant provenir de renard^[16]. Les ossements ont été placés sur une courte période de temps puisqu'ils ne sont pas séparés de sédiments stériles. Les restes animaux et humains ne présentent pas de stries de décarnation contrairement à ceux de Tautavel à la même période.

Ainsi aucun cannibalisme n'est avéré dans la Sima de los Huesos et le site n'était pas dédié au dépeçage des animaux non plus, ce que confirme encore l'absence d'outils manufacturés à l'exception du biface.

Identification des squelettes

28 individus au moins ont été retrouvés dans la Sima de los Huesos. Il est difficile de regrouper les os par squelette, un décompte supérieur est donc possible.

Répartition des fossiles humains de la Sima de los Huesos par tranche d'âge et par sexe^[17]^,^[18]
	5 à 9 ans	10 à 14 ans	15 à 19 ans	20 à 24 ans	25 à 29 ans	30 à 34 ans	plus de 35 ans
Individus masculins	0	2	1	4	1	1	0
Individus féminins	0	1	5	1	2	0	0
Sexe indéterminé	2	4	4	1	0	2	1

En complément de la conclusion précédente qui indique que la chute dans l'aven a eu lieu post-mortem, ce tableau montre que les individus de la Sima ne s'y sont pas retrouvés après y avoir été piégés : tous les âges et genres y figurent. À part l'absence notoire de jeunes individus on constate un profil de mort naturel, avec un pic à l'adolescence pour les femmes lors de l'accouchement, et une diminution rapide pour les hommes après 20 ans^[18]. Il est possible qu'un des individus ait atteint 45 ans^[19]. La classification équivalente pour les ours montre d'ailleurs le contraire : eux ont bien été pris au piège^[2].

Le crâne 5

Devenu un symbole d'Atapuerca, le crâne 5 a été découvert pendant la campagne de fouille de l'été 1992, durant laquelle le cycliste espagnol Miguel Indurain a remporté le Tour d'Italie et le Tour de France ; il a donc été surnommé Miguelón en son honneur et bien que son sexe ne soit pas identifiable^[3]. On y note une cassure importante du bas du maxillaire droit : son propriétaire a du recevoir un coup violent dans la mâchoire, entraînant une septicémie potentiellement mortelle^{[réf. nécessaire]}. Il est aujourd'hui exposé au Musée de l'Évolution Humaine de Burgos.

Un homicide il y a 430 000 ans

En 2015, la reconstitution du crâne 17 a permis d'identifier deux impacts sur l'os frontal. Les marques de violences léthales sont bien documentées dans le Néolithique mais sont plus rares avant. Elles renseignent sur la compétition pour l'accès aux ressources et sur les relations sociales des différentes civilisations de chasseurs-cueilleurs. De nombreuses traces de cannibalisme ont déjà été trouvées mais leurs significations peuvent être nombreuses.

Les blessures crâniennes ne sont pas rares dans le Pléistocène mais montrent la plupart du temps des signes de reconstruction, indiquant que l'individu n'en meurt pas dans les jours suivants. Ici les fractures ne présentent pas de trace de reformation, renseignant sur leur caractère peri-mortem.
Tandis que les fractures droites présentes sur le reste du crâne et sur les autres crânes sont typiques de cassures post-mortem sur os secs, dus à la pression sédimentaire notamment, les deux trous dus aux impacts sont bien localisés et ont des contours adoucis avec peu de fractures radiales, autres marqueurs d'un trauma peri-mortem où l'os a encore les propriétés physiques normales.
Ils ont aussi une forme identifiable par une entaille similaire et ont été effectués sous deux angles différents, suggérant deux coups répétés avec le même objet et excluant que la chute du corps dans l'aven en soit l'origine. Les facteurs taphonomiques à l'intérieur de la cavité n'ayant causé aucun autre impacts semblables sur les autres crânes sont aussi à exclure^[6]^,^[7].
Par ailleurs les statistiques montre que les impacts de face sont plus souvent associés à des violences interpersonnelles^[20].

On constate accessoirement que ces impacts se trouvent sur le côté gauche, révélant que l'auteur était droitier^[7], ce qui concorde avec des études précédentes sur les autres crânes indiquant que les individus étaient droitiers à 93%^[21]^,^[22], comme chez les hommes modernes. Ce crâne semble être la plus lointaine trace d'un meurtre entre deux humains, indiquant l'ancienneté de ce comportement^[7].

Biface

Un seul objet manufacturé a été découvert : il s'agit d'un biface, retrouvé en 1998. Le biface est l'outil emblématique de la culture de mode 2, l'Acheuléen, qui a débuté un Afrique il y a environ 1,7 Ma. Cette culture du biface est arrivée en Europe il y a 500 000 ans, ils sont donc encore rares dans l'Acheuléen de la Sierra d'Atapuerca.

Comparé aux autres outils retrouvé dans la Sierra, il a un aspect esthétique notable^[16]. Tandis que les occupations contemporaines du site à la Gran Dolina et à Galeria montrent qu'on préférait tailler les bifaces dans du silex, il a été taillé dans un bloc de quartzite rouge et jaune, en plusieurs étapes, avec deux phases de configuration au percuteur tendre^[2]. D'une taille de 15 cm, supérieure à la moyenne, il est d'une symétrie assez soignée. Il semble n'avoir jamais servi puisque certains éclats de fabrication sur les bords qui viennent d'être frappés ne sont pas encore détachés^[16]. Des traces d'abrasion formées par des sédiments sableux sur la totalité de la surface et particulièrement sur les arêtes et les bords pourraient cependant avoir effacé des marques d'utilisation éventuelles^[2]^,^[16].

L'absence d'autres outils ainsi que le matériau et l'aspect général de ce biface interrogent sur son éventuel rôle dans la Sima, bien qu'il ait aussi pu y tomber par accident.

Il a été surnommé Excalibur par les anthropologues.

Origine du gisement : le premier rituel funéraire ?

Deux hypothèses peuvent expliquer ce gisement : un déplacement des ossements de l'extérieur vers l'intérieur, par des facteurs taphonomiques (eau, carnivores) pourrait avoir rassemblé accidentellement ces restes au fond du gouffre. Cette première hypothèse suppose qu'un accident soit arrivé à un groupe entier et que tous les corps aient été amenés uniquement dans cet aven et sans être abîmés. D'abord discutée, cette hypothèse reste difficile à concevoir^[1]^,^[2]^,^[10]^,^[15]^,^[23] avant de devenir encore moins probable étant donnée la reconstitution du crâne 17^[7].

La seconde explication est donc que les défunts aient été volontairement jetés dans le puits, dans un acte qui a été reproduit sur une courte période de temps géologique et qu'on peut imaginer à une génération vraisemblablement, et qui nécessitait qu'on revienne précipiter les corps au même endroit. Le biface tiendrait alors lieu d'offrande funéraire. La Sima de los Huesos offrirait ainsi le plus ancien témoignage d'un acte rituel humain jamais documenté, 300 000 ans avant les traces ultérieures de cette pratique en Europe attestée à Es Skhul et Qafzeh, et précédant l'existence des néandertaliens et des hommes modernes^[2]^,^[10]^,^[16]^,^[15]^,^[7]^,^[1].

Classification des hominidés de la Sima de los Huesos

Depuis 1997 les fossiles sont identifiés à Homo heidelbergensis^[3]. Tandis que la thèse de néandertaliens a été avancée en 2009^[24], une étude plus fine de leur morphologie a révélé des traits intermédiaires en 2014^[6] et la génétique a confirmé en 2016 que leur lignée est déjà séparée de celle des denisoviens^[4]^,^[5], ouvrant effectivement la voie à une qualification de prénéandertaliens^[6]^,^[25].

Etudes morphologiques

En 2014 l'analyse des crânes et des dentitions des mâchoires montre quelques nets traits dérivés propres aux néandertaliens. Or ces traits ne sont pas retrouvés dans les autres spécimens d'Homo heidelbergensis à Tautavel ni dans le spécimen-type d'heidelbergensis, la mandibule de Mauer. Cette seule analyse morphologique laissait au moins entendre que plusieurs lignées d'Homo heidelbergensis ont pu coexister dans le Pléistocène moyen, voire que cette lignée appartient à des prénéandertaliens^[6].

Corpulence

Reconstitution de Homo heidelbergensis.

Reconstitution d'un Homo heidelbergensis au Musée de l'Évolution Humaine de Burgos, à partir des données de la Sima de los Huesos.

L'ossature est solide : en 1999, parmi les ossements retrouvés, un pelvis complet a pu être reconstitué. Il appartenait à un homme de plus de 35 ans, dont on a pu déduire la taille entre 1,73 m et 1,79 m et son poids à environ 95 kg^[19]. Ce pelvis est couramment surnommé Elvis en référence à Elvis Presley.

Crânes

La morphologie des crânes reconstitués préfigure les néandertaliens. Le bourrelet sus-orbitaire, le prognathisme et l'os occipital en possèdent notamment quelques traits, mais le crâne n'a pas encore la forme de celui d'un homme de Néandertal : on n'y retrouve pas l'aspect dolichocéphale ni le chignon occipital caractéristiques des néandertaliens^[6].

Le volume moyen des crânes retrouvés dans la Sima est de 1 232 cm³, ce qui est clairement au-dessus de la moyenne chez l'Homo erectus asiatique^[6]. Le volume du crâne 4 est de 1 390 cm³, légèrement inférieur à celui des Néandertal, alors qu'ils sont d'allure plus forte. Celui du crâne 5 est de 1 125 cm³.

Crânes 4 et 5 de la Sima de los Huesos exposés au Musée de l'Évolution Humaine à Burgos
Crâne 4 de trois quarts
Crâne 4 de trois quarts, en contre-plongée
Crâne 5, dit Miguelón, de face
Crâne 5 de trois quarts
Crâne 5 de droite

Coefficient d'encéphalisation

Les observations de volumes encéphaliques seules ne suffisent pas à rendre compte des capacités intellectuelles d'un individu ni de celles d'une espèce. C'est pourquoi on utilise une relation entre la masse corporelle et le volume encéphalique pour calculer le coefficient d'encéphalisation. Ce coefficient d'encéphalisation n'a pas davantage valeur de loi mathématique dans l'évolution intellectuelle humaine, étant donné sa propre variation au sein d'une même population, mais il donne une information supplémentaire appréciable.

Ainsi, avec le poids déduit du pelvis et les volumes crâniens précédent, on calcule un coefficient d'encéphalisation de 3,7 à 3,8 pour les hommes de la Sima de los Huesos. En utilisant le crâne 5, d'un volume plus faible, il est de 3. À titre de comparaison, les néandertaliens ont un crâne plus gros sur un corps moins massif, leur coefficient d'encéphalisation est d'environ 5, tandis que les hommes modernes, aux volumes crâniens intermédiaires mais aux corps encore plus graciles, ont un coefficient d'encéphalisation d'environ 5,3^[19].

Os hyoïde et capacité à parler

L'étude de l'os hyoïde, centrale pour savoir si ces hommes avaient les capacités morphologiques nécessaires à l'usage de la parole, montre qu'il est similaire à celui de Néandertal et de l'homme moderne. Ce trait devait donc déjà exister bien plus tôt chez leur ancêtre commun^[26].expliciter que ce n'est pas suffisant pour en déduire un usage effectif de la parole, voir les références de la présentation d'auletta à via humanitatis

Etudes génétiques

L'extraordinaire état de conservation des ossements a entraîné la réalisation d'études génétiques qui n'avaient pas de précédent à un âge aussi reculé pour l'Homme. La génétique avait déjà révélé que lorsque les hommes modernes sont sortis d'Afrique entre 75 000 et 50 000 ans, au moins deux populations d'hommes archaïques, Néandertal et denisoviens, occupaient l'Eurasie^{[réf. nécessaire]}. La comparaison d'un ADN de Néandertal et d'un autre de Denisova a également montré en 2014 qu'ils ont partagé ensemble un ancêtre commun avant de diverger entre 381 000 ans et 473 000 ans^[14]. Les datations des restes humains de la Sima de los Huesos à au moins 430 000 ans la même année^[6] encourageait à poursuivre ces études génétiques pour en apprendre davantage sur les liens de parenté entre ces hommes archaïques et avec l'homme moderne.

Parenté avec les hommes archaïques

En 2013 un premier séquençage d'ADN mitochondrial d'un fémur de la Sima de los Huesos a d'abord pu être effectué^[4]. Puis en 2016 une nouvelle analyse sur 4 échantillons a permis d'autres séquençages d'ADN mitochondrial et même d'ADN nucléaire, ce qui en fait les plus anciens ADN humains analysés à ce jour^[27]. L'étude conclue que l'ADN nucléaire montre une proche parenté avec les néandertaliens, ce qui est compatible avec une séparation déjà effectuée avec les dénisoviens. En revanche l'ADN mitochondrial est plus proche des denisoviens. Une explication serait que les néandertaliens aient ensuite reçu un flux de gènes mitochondriaux extérieur^[4]^,^[27]. Cette hypothèse peut notamment être reliée à l'introduction de la culture de mode 2 (Acheuléen) d'Afrique en Europe il y a environ 500 000 ans et au développement de la culture de mode 3 (Moustérien) il y a 250 000 ans^[27]^,^[28]. Un flux de gènes d'Afrique pourrait aussi peut-être expliquer l'absence de caractères morphologiques néandertaliens dans des fossiles européens du Pléistocène moyen comme ceux de Ceprano et de Mala Banica^[29]^,^[30].

Parenté avec les hommes modernes

En comparant ces ADN avec le génome d'un homme moderne cette étude suggère enfin que la séparation entre les hommes modernes et les humains archaïques, les denisoviens et néandertaliens, a eu lieu entre 550 000 et 760 000 ans. Cette confirmation rend plus difficile d'attribuer des squelettes plus jeunes de Tautavel et de Petralona à leurs ancêtres communs^[25]^,^[5].

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Annexes

Liens externes

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« Page du site archéologique de la Sierra d'Atapuerca sur le site web de l'UNESCO »
« Site web du Musée de l'Evolution Humaine de Burgos »
« Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana »
(es) « Site de la fondation Atapuerca »
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(es) « Atapuerca sur le site web du groupe spéléologique Edelweiss de Burgos »

Voir aussi

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