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Les Néandertaliens étaient autrefois considérés comme des brutes sous-humaines avec une faible intelligence et capables de communiquer à travers un peu plus d'une série de grognements. Cependant, des recherches alimentées par une fascination pour le sort des Néandertaliens qui se sont mystérieusement éteints il y a environ 30 000 ans, ont révélé que les Néandertaliens n'étaient pas aussi primitifs qu'on le croyait autrefois. De nouvelles recherches ont maintenant révélé que les Néandertaliens avaient très probablement une forme sophistiquée de parole et de langage semblable à ce que nous avons aujourd'hui.
On a longtemps cru que nos anciens ancêtres humains, y compris les Néandertaliens, manquaient de la capacité cognitive et du matériel vocal nécessaires à la parole et au langage. Cependant, une équipe internationale de scientifiques dirigée par le professeur agrégé Stephen Wroe, zoologiste et paléontologue de l'Université de la Nouvelle-Angleterre, a fait une découverte révolutionnaire qui remet en question l'idée que l'Homo sapiens est unique dans sa capacité de parole et de langage.
L'équipe de recherche a utilisé la dernière technologie d'imagerie par rayons X 3D pour examiner un os hyoïde néandertalien vieux de 60 000 ans découvert dans la grotte de Kebara en Israël en 1989. L'os hyoïde, autrement appelé os lingual, est un petit os en forme de U. situé au centre de la partie supérieure du cou, sous la mandibule mais au-dessus du larynx. La fonction de l'hyoïde est de fournir un point d'ancrage pour les muscles de la langue et pour ceux de la partie supérieure de l'avant du cou.
Les restes de Néandertal trouvés dans la grotte de Kebara, en Israël. Source des photos
L'os hyoïde, qui est le seul os du corps qui n'est connecté à aucun autre, est le fondement de la parole et ne se trouve que chez l'homme et l'homme de Néandertal. D'autres animaux ont des versions de l'hyoïde, mais seule la variété humaine est dans la bonne position pour travailler à l'unisson avec le larynx et la langue et faire de nous les bavards du monde animal. Sans cela, les scientifiques disent que nous serions toujours en train de faire des bruits un peu comme les chimpanzés.
Emplacement de l'os hyoïde
La découverte de l'os hyoïde d'aspect moderne d'un homme de Néandertal dans la grotte de Kebara a conduit ses découvreurs à affirmer il y a de nombreuses années que les Néandertaliens avaient un larynx descendu, et donc des capacités de parole humaines.
« Pour beaucoup, l'hyoïde de Néandertal découvert était surprenant car sa forme était très différente de celle de nos plus proches parents vivants, le chimpanzé et le bonobo. Cependant, il était pratiquement impossible à distinguer de celui de notre propre espèce. Cela a conduit certaines personnes à affirmer que ce Néandertal pouvait parler », a déclaré le professeur Wroe.
Cependant, d'autres chercheurs ont affirmé que la morphologie de l'hyoïde n'était pas indicative de la position du larynx et qu'il fallait prendre en considération la base du crâne, la mandibule et les vertèbres cervicales et un plan de référence crânien. Il a également été soutenu que le fait que l'hyoïde de Néandertal avait la même forme que les humains ne signifiait pas nécessairement qu'ils étaient utilisés de la même manière.
Cependant, grâce aux progrès de l'imagerie 3D et de la modélisation informatique, l'équipe du professeur Wroe a pu examiner cette question. En analysant le comportement mécanique de l'os fossilisé avec une micro-imagerie aux rayons X, ils ont pu construire des modèles de l'hyoïde qui incluaient la structure interne complexe de l'os. Ils les ont ensuite comparés à des modèles d'humains modernes.
Les résultats ont montré qu'en termes de comportement mécanique, l'hyoïde de Néandertal était fondamentalement indiscernable du nôtre, suggérant fortement que cette partie clé du conduit vocal était utilisée exactement de la même manière.
« À partir de cette recherche, nous pouvons conclure qu'il est probable que les origines de la parole et du langage soient bien, bien plus anciennes qu'on ne le pensait », a déclaré le professeur Wroe. Les premiers traits proto-néandertaliens sont apparus il y a 350 000 à 600 000 ans, ce qui signifie que, potentiellement, le langage existe depuis cette période ou même plus tôt.
Image en vedette : Représentation de l'os hyoïde chez un Néandertal. Source de l'image.
Comme le génome de Denisovan récupéré d'un os de doigt, un orteil de Néandertal de la même grotte sibérienne des merveilles a livré des secrets du passé de l'humanité. Sans surprise, la toile ancestrale évidente d'après l'analyse génomique publiée dans La nature est tout à fait cohérent avec l'histoire de notre passé trouvée dans le livre de la Bible de la Genèse.
La séquence génomique complète de haute qualité obtenue à partir de l'os - un orteil de femme de Néandertal - confirme d'autres données génétiques suggérant que les Néandertaliens et les Dénisoviens s'étaient mélangés les uns aux autres et aux premiers humains modernes. L'étendue du brassage des groupes de personnes semble cependant quelque peu limitée, comme on pouvait s'y attendre à la suite de la dispersion de l'humanité de la Tour de Babel.
« Le mélange semble être courant parmi les groupes humains »,1 explique l'auteur principal Kay Prüfer. « Néanmoins, » écrivent Prüfer, Svante Pääbo et leurs collègues, « nos analyses montrent que les groupes d'hominine2 se sont rencontrés et ont eu une progéniture à plusieurs reprises au Pléistocène supérieur, mais que l'étendue du flux de gènes entre les groupes était généralement faible. »3
Des scientifiques vont développer des «mini-cerveaux» à l'aide de l'ADN de Néandertal
Les scientifiques se préparent à créer des «cerveaux miniatures» génétiquement modifiés pour contenir de l'ADN de Néandertal, dans une tentative sans précédent de comprendre en quoi les humains diffèrent de nos plus proches parents.
Au cours des prochains mois, les petites taches de tissu, connues sous le nom d'organoïdes cérébraux, seront cultivées à partir de cellules souches humaines qui ont été modifiées pour contenir des versions «néandertalisées» de plusieurs gènes.
Les organoïdes de la taille d'une lentille, incapables de pensées ou de sentiments, reproduisent certaines des structures de base d'un cerveau adulte. Ils pourraient démontrer pour la première fois s'il existait des différences significatives entre la biologie du cerveau humain et celle de Néandertal.
"Les Néandertaliens sont les plus proches parents des humains ordinaires, donc si nous devons nous définir comme un groupe ou une espèce, c'est vraiment à eux que nous devrions nous comparer", a déclaré le professeur Svante Pääbo, directeur du département de génétique à l'Institut Max Planck pour Anthropologie évolutive à Leipzig, en Allemagne, où les expériences sont en cours.
Pääbo a précédemment dirigé avec succès l'effort international visant à déchiffrer le génome de Néandertal, et son laboratoire se concentre maintenant sur la réanimation des traits néandertaliens en laboratoire grâce à des techniques sophistiquées d'édition de gènes.
Le laboratoire a déjà inséré des gènes néandertaliens pour le développement craniofacial chez des souris (les rongeurs à sourcils épais ne sont pas prévus) et des gènes néandertaliens de perception de la douleur dans des œufs de grenouilles, ce qui pourrait indiquer s'ils ont un seuil de douleur différent de celui des humains. Maintenant, le laboratoire tourne son attention vers le cerveau.
"Nous voyons si nous pouvons trouver des différences fondamentales dans le fonctionnement des cellules nerveuses qui pourraient expliquer pourquoi les humains semblent être si spéciaux sur le plan cognitif", a déclaré Pääbo.
La recherche intervient alors que le stéréotype de longue date selon lequel les Néandertaliens sont sans gormules et voyous est en train d'être réécrit par de nouvelles preuves qu'ils enterraient leurs morts, produisaient de l'art rupestre et avaient un cerveau plus gros que le nôtre.
Prof Svante Pääbo, directeur de la génétique évolutive à l'Institut Max Planck d'anthropologie évolutive. Photographie : Christian Jungeblodt
Dans le sous-sol sous le bureau de Pääbo, des scientifiques travaillent à extraire l'ADN - le code de la vie - d'anciens fossiles humains et animaux mis au jour sur des sites du monde entier. Le succès de l'équipe repose sur la prise de précautions obsessionnelles contre la contamination : un grain de poussière flottant à travers une fenêtre peut contenir plus d'ADN que les quelques milligrammes d'os ancien en poudre analysés. Les chercheurs se douchent et enfilent des uniformes de style scaphandre avant d'entrer dans des pièces maintenues stériles par des lampes UV et un système de filtration d'air sophistiqué.
C'est dans ces conditions de travail rigoureuses en 2010 que son équipe a réassemblé le code du génome de Néandertal à partir d'échantillons fortement dégradés prélevés sur quatre femmes qui vivaient en Europe il y a des dizaines de milliers d'années.
Le génome a révélé que les Néandertaliens se sont croisés avec nos ancêtres - et avec suffisamment de succès pour que tous les non-Africains portent aujourd'hui 1 à 4% de l'ADN de Néandertal. Et puisque les gens ont acquis des gènes légèrement différents, collectivement, environ un tiers du génome de Néandertal flotte encore dans les populations modernes.
Cependant, il existe également des zones mortes génétiques : de vastes étendues du génome de Néandertal dont personne n'a hérité, peut-être parce qu'elles présentaient des inconvénients pour la santé, la fertilité, la cognition ou l'apparence physique.
Chronologie évolutive
il y a 55 millions d'années
il y a 15 millions d'années
Les hominidés (grands singes) se sont séparés des ancêtres du gibbon.
il y a 8 millions d'années
Les lignées des chimpanzés et des humains divergent de celle des gorilles.
il y a 4,4 millions d'années
Ardipithèque apparaît : un « proto-humain » précoce aux pieds saisissants.
il y a 4 millions d'années
Des australopithèques sont apparus, avec un cerveau de la taille d'un chimpanzé.
il y a 2,3 millions d'années
Homo habilis apparu pour la première fois en Afrique.
il y a 1,85 million d'années
La première main "moderne" émerge.
il y a 1,6 million d'années
Les haches à main sont une innovation technologique majeure.
il y a 800 000 ans
Preuve de l'utilisation du feu et de la cuisson.
il y a 700 000 ans
Les humains modernes et les Néandertaliens se séparent.
il y a 400 000 ans
Les Néandertaliens commencent à se répandre en Europe et en Asie.
il y a 300 000 ans
il y a 200 000 ans
il y a 60 000 ans
Migration humaine moderne d'Afrique qui a conduit à des populations non africaines modernes.
« Nous voulons savoir si, parmi ces choses, se cache quelque chose qui nous distingue vraiment ? » dit Pääbo. « Y a-t-il une base biologique expliquant pourquoi les humains modernes sont devenus des millions et finalement des milliards de personnes, se sont répandus dans le monde et ont eu une culture ? »
Il n'est pas certain que les destins contrastés des deux espèces soient liés à des différences de cognition, mais Pääbo a déclaré : « C'est tentant de penser ça, oui. »
Les derniers travaux se concentrent sur les différences de trois gènes connus pour être cruciaux pour le développement du cerveau. En utilisant la technique d'édition Crispr, des modifications ont été introduites dans les cellules souches humaines pour les rapprocher des versions néandertaliennes.
Les cellules souches sont cajolées à l'aide de déclencheurs chimiques pour devenir des neurones, qui s'agglutinent spontanément et s'auto-organisent en structures miniatures ressemblant à un cerveau qui atteignent quelques millimètres de diamètre. L'absence de toute entrée sensorielle signifie que le câblage interne est aléatoire et varie d'un blob à l'autre.
« Vous commencez à faire pousser l'organoïde et le laissez pendant neuf mois et voyez ce qui se passe », a déclaré Gray Camp, chef de groupe à l'institut qui supervise les expériences sur les organoïdes. "Vous n'obtenez pas du tout un cerveau humain bien formé, mais vous voyez que plusieurs régions se sont en quelque sorte formées, vous pouvez étudier les synapses et l'activité électrique et les différences de développement précoces."
Les scientifiques compareront les organoïdes néandertalisés et ceux entièrement humains pour évaluer la vitesse à laquelle les cellules souches se divisent, se développent et s'organisent en structures cérébrales tridimensionnelles et si les cellules cérébrales se connectent différemment.
"Un résultat de rêve serait que les changements [génétiques] entraînent une excroissance neuronale plus longue ou plus ramifiée", a déclaré Pääbo. "On dirait que ce serait une base biologique pour laquelle notre cerveau fonctionnerait différemment."
Le travail ne révélera pas quelle espèce est « plus intelligente », mais pourrait faire allusion à des différences dans la capacité de planifier, de socialiser et d'utiliser le langage.
Le laboratoire examine également comment les gènes néandertaliens que l'on trouve couramment dans l'ADN des personnes d'ascendance européenne et asiatique influencent le développement du cerveau. En cultivant des organoïdes à partir de cellules prélevées sur des personnes vivantes et en examinant comment les gènes néandertaliens s'allument et s'éteignent, l'équipe peut voir si le développement du cerveau d'une personne est subtilement influencé par son ancienne ascendance néandertalienne.
« Nous pouvons faire repousser votre cerveau de Néandertal », a déclaré Camp. "Nous pouvons surveiller cela et ressusciter la fonctionnalité de ces gènes néandertaliens."
L'équipe n'est pas la première à envisager de ressusciter la biologie de Néandertal. Le professeur de Harvard, George Church, avait précédemment suggéré qu'un bébé néandertal cloné pourrait être créé si une "femme humaine aventureuse" était prête à servir de mère porteuse. Un tel scénario, rétorque Pääbo, est non seulement inacceptable sur le plan éthique, mais irréalisable avec la technologie d'aujourd'hui, qui ne permet qu'une poignée de modifications génétiques à la fois plutôt que les 30 000 nécessaires pour un tissu entièrement néandertal.
Pääbo a déclaré qu'il trouvait des commentaires comme celui de Church frustrants parce que "d'autres personnes comme moi doivent ressembler à un gars ennuyeux et non visionnaire, disant que ce n'est pas possible et penser à l'éthique".
Les taches de cerveau viennent-elles avec leurs propres considérations éthiques ? « Oui, à un moment donné, on peut bien sûr se demander, quand un cerveau en développement devient-il un individu ? Mais c'est loin dans le futur.
Les humains modernes et les Néandertaliens se sont divisés en lignées distinctes il y a environ 400 000 ans, nos ancêtres restant en Afrique et les Néandertaliens se déplaçant vers le nord en Europe. Il y a environ 60 000 ans, selon les archives archéologiques, il y a eu une migration massive d'hommes modernes hors d'Afrique qui a de nouveau confronté les deux espèces. La révélation que les Néandertaliens se sont croisés avec les humains et étaient beaucoup plus sophistiqués qu'on ne le pensait auparavant a conduit certains à suggérer que les deux lignées devraient être fusionnées en une seule espèce, mais Pääbo et d'autres ne sont pas d'accord.
Comment le langage a-t-il pu évoluer ?
PLOS Biologie, 26 août 2014
Citation : Bolhuis JJ, Tattersall I, Chomsky N, Berwick RC (2014) Comment le langage aurait-il pu évoluer ? PLoS Biol 12(8) : e1001934. doi: 10.1371/journal.pbio.1001934
L'évolution de la faculté du langage reste largement une énigme. Dans cet essai, nous demandons pourquoi. L'analyse évolutive du langage est compliquée car elle n'a d'équivalent dans aucune espèce non humaine. Il n’y a pas non plus de consensus sur la nature essentielle du « phénotype » linguistique. Selon la « thèse minimaliste forte », la principale caractéristique distinctive du langage (et ce que la théorie de l'évolution doit expliquer) est la structure syntaxique hiérarchique. La faculté du langage est susceptible d'avoir émergé assez récemment en termes d'évolution, il y a environ 70 000 à 100 000 ans, et ne semble pas avoir subi de modification depuis lors, bien que les langues individuelles changent bien sûr au fil du temps, fonctionnant dans ce cadre de base. L'émergence récente du langage et sa stabilité sont toutes deux cohérentes avec la thèse minimaliste forte, qui a en son cœur une seule opération répétable qui prend exactement deux éléments syntaxiques a et b et les assemble pour former l'ensemble .
Citation : Bolhuis JJ, Tattersall I, Chomsky N, Berwick RC (2014) Comment le langage aurait-il pu évoluer ? PLoS Biol 12(8) : e1001934. Copyright : © 2014 Bolhuis et al. Il s'agit d'un article en libre accès distribué selon les termes de la licence d'attribution Creative Commons, qui permet une utilisation, une distribution et une reproduction sans restriction sur n'importe quel support, à condition que l'auteur et la source d'origine soient crédités. Financement : JJB est financé par l'Université d'Utrecht et par des subventions de l'Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique (NWO) (concours ouvert ALW et programmes NWO Gravity et Horizon) (http://www.nwo.nl/). Les bailleurs de fonds n'ont joué aucun rôle dans la conception de l'étude, la collecte et l'analyse des données, la décision de publier ou la préparation du manuscrit. Intérêts concurrents : Les auteurs ont déclaré qu'il n'existe aucun intérêt concurrent. Il est incontestable que le langage a évolué, comme tout autre trait des organismes vivants. C'est-à-dire qu'autrefois – il n'y a pas si longtemps en termes d'évolution – il n'y avait pas de langage du tout, et maintenant il y en a, du moins chez Homo sapiens. Il y a beaucoup moins d'accord sur la façon dont la langue a évolué. Il y a plusieurs raisons à ce manque d'accord. Premièrement, le « langage » n'est pas toujours clairement défini, et ce manque de clarté concernant le phénotype du langage conduit à un manque correspondant de clarté concernant ses origines évolutives. Deuxièmement, il y a souvent confusion quant à la nature du processus évolutif et à ce qu'il peut nous apprendre sur les mécanismes du langage. Ici, nous soutenons que le principe de base qui sous-tend la structure syntaxique hiérarchique du langage est cohérent avec une émergence évolutive relativement récente. Conceptualisations du langage La faculté du langage est souvent assimilée à la « communication », un trait qui est partagé par toutes les espèces animales et peut-être aussi par les plantes. À notre avis, aux fins de la compréhension scientifique, le langage doit être compris comme un système cognitif computationnel particulier, mis en œuvre de manière neuronale, qui ne peut être assimilé à une notion excessivement large de « langage en tant que communication » [1]. Le langage extériorisé peut être utilisé pour la communication, mais cette fonction particulière est largement hors de propos dans ce contexte. Ainsi, l'origine de la faculté du langage ne semble généralement pas être éclairée par des considérations sur l'évolution de la communication. Ce point de vue n'exclut pas la possibilité que des considérations communicatives puissent jouer un rôle dans la prise en compte du maintien du langage une fois qu'il est apparu ou du changement de langage historique qui s'est clairement produit au sein de l'espèce humaine, tous les individus partageant une faculté de langage commune, comme certains modèles mathématiques indiquent [1]–[3]. Une idée fausse similaire est que le langage est coextensif à la parole et que l'évolution de la vocalisation ou de l'apprentissage auditif-vocal peut donc nous renseigner sur l'évolution du langage (Encadré 1) [1],[4]. Cependant, la parole et la perception de la parole, tout en fonctionnant comme de possibles interfaces externes pour le système linguistique, ne lui sont pas identiques. Une autre extériorisation du langage se situe dans le domaine visuel, car la langue des signes [1] même l'extériorisation haptique par le toucher semble possible chez les personnes sourdes et aveugles [5]. Ainsi, alors que l'évolution de l'apprentissage auditif-vocal peut être pertinente pour l'évolution de la parole, elle ne l'est pas pour la faculté de langage en soi. Nous maintenons que le langage est un mécanisme cognitif computationnel qui a une structure syntaxique hiérarchique à sa base [1], comme indiqué dans la section suivante. Encadré 1. Linguistique comparée : pas grand-chose à comparer Une pierre d'achoppement majeure pour l'analyse comparative de l'évolution du langage est que, jusqu'à présent, il n'y a aucune preuve d'une syntaxe du langage de type humain dans aucune espèce non humaine [4],[41],[42].Il n'y a aucune raison a priori pour laquelle une version d'un tel système de calcul combinatoire n'aurait pas pu évoluer chez les animaux non humains, que ce soit par descendance commune (par exemple, les singes) ou par évolution convergente (par exemple, les oiseaux chanteurs) [1],[18]. Bien que le domaine auditif-vocal ne soit qu'une interface externe possible pour le langage (la signature en étant une autre), on pourrait affirmer que les candidats animaux les plus forts pour une syntaxe de type humain sont les oiseaux chanteurs et les perroquets [1],[41],[42] . Non seulement ils ont une organisation cérébrale similaire sous-jacente au comportement auditif-vocal [4],[43],[44], mais ils présentent également un apprentissage par imitation vocale qui se déroule de manière très similaire à l'acquisition de la parole chez les nourrissons humains [4],[ 41],[42]. Cette capacité est absente chez nos plus proches parents, les grands singes [1],[4]. De plus, comme le langage parlé humain, le chant des oiseaux implique des vocalisations à motifs qui peuvent être assez complexes, avec un ensemble de règles qui régissent les séquences d'éléments de chant variables connues sous le nom de «syntaxe phonologique» [1],[4],[41],[42] ,[45]. Contrairement aux suggestions récentes [46],[47], à ce jour, il n'existe aucune preuve suggérant que les modèles de chants d'oiseaux présentent la structure syntaxique hiérarchique qui caractérise le langage humain [41],[48],[49] ou tout mappage à un niveau formant un langage de pensée comme chez les humains. Les espèces aviaires à apprentissage vocal telles que les perroquets sont capables de synchroniser leur comportement à des modèles rythmiques variables [50]. De telles capacités rythmiques peuvent être impliquées dans le traitement prosodique humain, qui est connu pour être un facteur important dans l'acquisition du langage [51]. La faculté du langage selon la « thèse minimaliste forte »