Tendances environnementales en Afrique de l’Est au Plio-Pléistocène : étude des isotopes stables de carbone et d’oxygène de l’émail des herbivores

Abstract

La vallée de l’Awash, le bassin Turkana et la basse vallée de l’Omo sont trois régions de l’Afrique de l’Est étant importantes en paléoanthropologie, car elles sont riches en hominines et documentent notre histoire évolutive. Cette étude a pour but de mieux comprendre le contexte environnemental dans lequel les hominines ont vécu en comparant ces trois régions de 7.4 Ma à 10 Ka à l’aide d’isotopes stables de carbone et d’oxygène provenant de l’émail dentaire des herbivores. Cette méthode permet de comparer les tendances en termes d’aridité aux changements de proportions de plantes ligneuses (C3) et d’herbes tropicales (C4). Vers 4.4 Ma, les données signalent un environnement ouvert à Aramis, avec de la végétation C3 dans des conditions mésiques. Il est donc possible qu’Ardipithecus ramidus ait préféré occuper un biome boisé dans un environnement généralement plus ouvert comme le signalent les valeurs de carbone de l’écosystème présenté dans ce travail. Vers 4 Ma, les résultats signalent un pic d’alimentation de plantes C3 dans la vallée de l’Awash et le bassin Turkana qui coïncide avec une aridité accrue vers 4 Ma, suggérant l’augmentation de plantes C3 adaptées aux conditions xériques. Ce signal coïncide avec l’apparition des premiers australopithèques et concilie les interprétations précédentes d’une alimentation C3 mais abrasive pour Australopithecus anamensis. Les résultats démontrent également que la basse vallée de l’Omo se distingue des deux autres bassins en étant particulièrement humide et évoquent la présence d’herbes tropicales dans des conditions environnementales mésiques après 3 Ma. Ainsi, les données suggèrent que les précipitations n’ont pas nécessairement les effets attendus en termes de proportions de plantes C3/C4.

The Awash Valley, the Turkana Basin and the lower Omo Valley of East Africa, rich in hominins, are three regions that have been particularly important in paleoanthropology for documenting our evolutionary history. The aim of this study is to better document the environmental context of hominins by analyzing herbivores’ enamel stable carbon and oxygen isotopic values of the fossil fauna of the lower Omo Valley, the Turkana Basins and the Awash Valley from 7.4 Ma to 10 Ka. Based on a compilation of published isotopic data, this approach allows us to compare aridity as well as changes in the proportion of woody plants (C3) and tropical grasses (C4). At 4.4 Ma, results show open settings at Aramis with presence of C3 vegetation in relatively mesic conditions. Thus, it is possible that Ardipithecus ramidus preferred a wooded biome in a somewhat open environment according to the carbon value of the ecosystem presented in this study. Also, results indicate a peak of a C3 diet toward 4 Ma in the Awash Valley and the Turkana Bassin that is coincident with a peak of aridity in both regions, suggesting the expansion of xeric C3 bushes. This signal of an increase of C3 biomass in xeric conditions, that coincide with the appearance of the firsts australopiths, reconciliate previous interpretations of a diet dominated by C3 plants while showing signs of an abrasive diet in Australopithecus anamensis. Moreover, data show that the lower Omo Valley is different from the other two regions in being particularly humid and indicate the presence of mesic C4 grasses after 3 Ma. In conclusion, results of this study suggest that precipitations do not always have the expected effect on changes in C3/C4 plants proportions.