Tchad, berceau de l'humanité ?

Avec Australopithecus bahrelghazali (Abel) et Sahelanthropus tchadensis (Toumaï), deux fossiles d'hominidés, le Tchad est un berceau potentiel de l'humanité.

Toumaï montre ses dents

English site : Chad, Cradle of Humanity ?
voir aussi : les impacts de météorites au Borkou et dans l'Ennedi (Tchad)

Un court article peut entraîner des réactions inattendues :

1) SAJS 100, March/April 2004. Le collage d'un fossile lié aux origines de l'homme est dénoncé par un géographe et un orthodontiste.

2) SAJS 100, September/October 2004. Que pensez-vous qu'il arriva ? 53 paléoanthropologues parmi les plus réputés, s'appuyant sur des planches scanner, déclarèrent par un texte et une motion de soutien que le géographe et l'orthodontiste n'avaient pas la compétence pour placer à droite ou à gauche une dent dans une mandibule et que, sans conteste, la dent était une dent de droite.
Notons que les pétitions ou les votes sont rarement employés pour faire progresser la science et que, dans quelques exemples célèbres, ces textes se sont retournés contre leurs auteurs.

3) SAJS 101, March/April 2005. Les 53 paléoanthropologues n'avaient pas observé que les planches scanner avaient été, dès leur création, par un effet miroir, positionnées en symétrie horizontale et donc ce qui étaient déclarés de droite étaient en fait de gauche et inversement, tandis que l'échelle des documents n'était que le dixième de la réalité. Bien fâcheux pour déterminer de la latéralité d'une dent !

South African Journal of Science

Vol 100, March/April 2004

Nouveaux détails concernant des fossiles attribués à Sahelanthropus tchadensis (Toumaï).

Alain Beauvilain et Yves Le Guellec

Articles de presse relatifs à cet article :

Le Figaro, Nodé-Langlois Fabrice : 'La dent de trop de Toumaï'. 17 juin 2004.
Le Monde, Morin Hervé : 'La molaire d'un parent de Toumaï déchire les paléontologues'. 18 juin 2004.
Libération, Briet Sylvie : 'Homme ou singe ? Toumaï or not Toumaï'. 18 juin 2004.
Le Nouvel Observateur,
Michel de Pracontal : 'Une dent contre Toumaï'. Paris, n° 2069. 1er juillet 2004.
Sciences et Avenir, Fléaux Rachel : 'Une dent contre Toumaï'. Paris, août 2004.

Ann Gibbons, 'The First Human. The race to discover our earliest ancestors'. (She omits South African Journal of Science 101, March/April 2005)

South African Journal of Science

Vol 100, September/October 2004

Sahelanthropus tchadensis : les faits et Lettre internationale de soutien
Michel Brunet and MPFT†

Beauvilain et Le Guellec réponse

Articles de presse relatif à cet article :

Science, 'Tooth fight', 24 décembre 2004 and 'La Recherche'.
The Times, Charles Bremmer : 'Dispute over an 'oldest tooth' 02 décembre 2004.
Nature, Dalton Rex : 'Brickbats for fossil hunter who claims skull has fase tooth'. Vol 430, 26 août 2004, pp. 956.
AFP, 24 novembre 2004. 'Toumaï le sahélopithèque "réveillé" par une nouvelle polémique'.
Le Figaro, Brisson Isabelle et Nodé-Langlois Fabrice : 'La nouvelle rage de dent de Toumaï'. 25 novembre 2004.
Le Monde, Morin Hervé : 'L'ancêtre Toumaï montre les dents de la discorde. La molaire d'un hominidé a-t-elle été placée sur une mauvaise mandibule ?'. 26 novembre 2004.
Libération, Briet Sylvie : 'Toumaï : une dent qui fait toujours rager'. 24 novembre 2004.
Le Nouvel Observateur, Michel de Pracontal : 'Toumaï : la dent de l'amer'. Paris, n° 2091, 2 décembre 2004.

La Recherche : Le fémur de Toumaï, juin 2009.
John Hawks : 'Sahelanthropus 'the femur of Toumaï ?', 3 juillet 2009.

South African Journal of Science

Vol 101, March/April 2005

Further correspondence concerning Sahelanthropus tchadensis
Alain Beauvilain et Yves Leguellec

Note de M. Brunet et al

South African Journal of Science, Vol 100, March/April 2004

Nouveaux détails concernant des fossiles attribués à Sahelanthropus tchadensis (Toumaï).

Alain Beauvilain et Yves Le Guellec

Les fossiles d’âge Miocène attribués à Sahelanthropus tchadensis sont d’une grande importance scientifique et culturelle. Ils sont l’objet d’un débat sur leur nature d’hominidé ou de grand singe. Il est donc nécessaire de donner et de préciser les détails de leur découverte. Nous démontrons que la troisième molaire de la demi-mandibule droite illustrant l’article de Nature est en réalité une troisième molaire gauche et qu’une incisive collectée sur le site ne figure pas dans cet article. Ces particularités affectent le nombre minimal d’individus présents et les associations entre les différents spécimens.

Introduction.
La découverte et l’annonce de fossiles attribués à Sahelanthropus tchadensis a confirmé l’importance du Miocène en Afrique comme une période d’intérêt majeur pour l’étude de l’origine des hominidés. L’interprétation de Sahelanthropus comme un premier hominidé (possiblement bipède) est l’objet d’un débat dans lequel quelques auteurs déclarent qu’il s’agit probablement d’un grand singe quadrupède. Brunet a maintenu son point de vue que Sahelanthropus était un hominidé. En raison de la nature de ce débat et de ses implications pour la paléoécologie et pour les origines de l’homme, il est nécessaire de préciser les particularités regardant l’hypodigme et l’anatomie de Sahelanthropus. Par conséquent, l’objectif de cette contribution est de consigner les détails géomorphologiques du site de TM 266 et de ses environs, qui a livré les fossiles de Sahelanthropus, ainsi que de décrire les circonstances entourant les découvertes elles-mêmes, puisqu’il semble qu’il y ait eu quelques confusions au sujet des associations de fossiles et même au sujet du nombre total de spécimens mis au jour sur le site. Etant donné l’importance de cette découverte en termes d’héritage humain et de son importance scientifique, nous jugeons nécessaire de fournir des informations sur le contexte de ces découvertes ainsi que des détails sur les fossiles eux-mêmes.
Le premier auteur a conduit la mission de terrain qui a abouti à la découverte du crâne, bien connu sous le nom de Toumaï, tout comme il a conduit les expéditions suivantes qui ont découvert les autres fragments de mandibules et de dents isolées attribuées à des Sahelanthropus. Il était donc intimement concerné par le déroulement des évènements.

Le contexte géologique.
Toros-Menalla est le nom donné par les paléontologues à une vaste région de 150 km de long dans l’ouest de l’erg du Djourab au Tchad. L’un des faits remarquables de la partie centrale de cette zone est l’existence d’un talus de faible dénivelé, généralement d’une dizaine de mètres, et de 40 km de long (figure 1). Cet escarpement, faisant face à l’Est, est nettement indiqué sur la carte topographique IGN NE-33-VI au 1/200.000 sur une distance de plus de 25 km (de 16° 20’ N ; 17° 15’ E à 16° 15’ N ; 17 28’ E). Ce relief représente peut-être une ancienne faille réactivée par les forces tectoniques liées au volcanisme du Tibesti. L’Emi Koussi (un cône volcanique de 80 km de diamètre culminant à 3415 m, formé depuis la fin du Tertiaire, du Miocène, jusqu’à une époque sub-contemporaine) est seulement à 400 km. Aujourd’hui, des témoignages d’activité tectonique entourent le Djourab comme sur les marges nord du bassin tchadien où la falaise de l’Angamma atteste d’une flexure profonde.
Il est regrettable que la zone ait été décrite comme ‘une plaine désolée dont la monotonie est seulement interrompue par les dunes modernes’ (4) qui donne une impression erronée du potentiel de la zone pour la stratigraphie et la paléontologie. Une semblable impression restrictive est donnée par la coupe stratigraphique publiée par Vignaud et al (5), qui montre un épaisseur de six mètres de sédiments constitués de seulement deux unités stratigraphiques. Il faut indiquer que cette coupe a été réalisée à TM 266 mais que, sur les 40 km du talus, la succession des strates est réellement plus épaisse et plus complexe que cela avec des dépôts lacustres, péri-lacustres, sub-aériens, fluviaux et éoliens (figure 1).
Le talus forme soit un escarpement unique, soit une succession de petites terrasses, telles des marches, quelquefois séparées l’une de l’autre par plusieurs centaines de mètres. Même s’il est nivelé à ses deux extrémités, dans sa partie centrale la combinaison de la corrasion et de la déflation par le vent a, par endroits, dégagé un beau talus ou une série de replats et de rejets structuraux (figure 1). Là, la partie sommitale est riche de preuves géomorphologiques et archéologiques indiquant les rivages de la dernière phase du méga lac Tchad. Toutefois, les sédiments de la base du talus sont très vieux, datés de la fin du Miocène sur la base de l’étude biochronologique des fossiles de mammifères, et non apparentés au Pléistocène et à l’histoire récente du lac Tchad mais plutôt à un prédécesseur bien plus vieux.
Pour donner une idée de la richesse paléontologique de la zone, il suffit de remarquer que de la première reconnaissance du talus en juillet 2001 à mars 2002, 59 sites fossilifères ont été cartographiés qui ont livré 1627 fossiles. Ils représentent 20% de l’ensemble des fossiles catalogués depuis 1994 par le projet scientifique. Parmi ces fossiles, outre Sahelanthropus tchadensis, de nouveaux taxons de Giraffidæ, Hippopotamidæ et Anthracotheriidæ ont été mis au jour. La collecte porte également sur une abondante microfaune et d’autres mammifères, aussi bien aquatiques que terrestres, tels que des Deinotherium, des Anancus et des poissons. Parmi ces sites, c’est TM 266 qui, avec 691 fossiles (à mars 2002) qui compte la faune la plus variée. Le potentiel fossilifère de cette zone demeure important, notamment pour la mise au jour de petits fossiles mais aussi en raison de l’extension de la surface couverte par une fine épaisseur de sable ou par les dunes que le vent peut déplacer.

TM 39 talus 2

Fig. 1. Vue de la face est du talus de Toro-Menalla (site TM 039), dans l’erg du Djourab au Tchad, montrant les dépôts d’âge Miocène affleurant en de petits escarpements (habituellement composés de grès et d’autres couches résistantes telles que des diatomites), recouverts par les sables des dunes actuelles. L’érosion dans cette zone est largement due à la déflation éolienne mais il est considéré que le talus doit son origine à la présence d’une ligne de faille, qui est cachée sous les sables en contrebas du talus. Notons que l’épaisseur totale des terrains du Miocène de cette région excède grandement les dix mètres. En dépit de la possibilité de remaniement des fossiles, les faunes mammaliennes collectées comprennent exclusivement des taxons de la fin du Miocène.

Paléoanthropologie.
Hypodigme de Sahelanthropus tchadensis.
Il existe quelques différences entre la liste des fossiles attribués à Sahelanthropus tchadensis dans l’article de Nature (1) et celle que nous avons publiée sur internet (6) à partir des spécimens collectés par le premier auteur, ses collaborateurs tchadiens et Laurent Viriot, elle-même établie à partir de l’inventaire de terrain établi au moment des découvertes (7). Le compte-rendu qui suit traite des fossiles dans l’ordre chronologique de leur découverte. Leur catalogage comprend quatre sections : la première, TM 266, fait référence au site ; la seconde indique l’année de découverte ; la troisième est leur position dans l’ordre de leur découverte ; et la quatrième (si elle existe) dénombre les différents éléments d’un même fossile.
TM 266-01-060-1 (le crâne) a été mis au jour simultanément avec TM 266-01-060-2 (un fragment de symphyse avec les alvéoles des incisives et des canines) le 19 juillet 2001 par Ahounta Djimdoumalbaye. Provenant du même endroit, une incisive non publiée a été trouvée le 21 décembre 2001 à N’Djaména par Laurent Viriot lors du tri des résidus de tamis. Ce spécimen est une demi-incisive, coupée verticalement du sommet de la couronne à la base de la racine (figure 2 document 4). Cette dent diffère de l’incisive supérieure (TM 266-01-448) dont la photographie a été publiée dans Nature (référence 1, figure 2.a).
Il convient de signaler que, depuis la découverte de la mandibule d’Australopithecus bahrelghazali (8) et par respect pour ces témoins de l’histoire de nos origines, il est une pratique de la Mission Paléoanthropologique Franco-Tchadienne de ne pas écrire sur les spécimens attribués à des hominidés fossiles mais sur l’inventaire de terrain. Le catalogage des spécimens TM 266-01-447 (une molaire dans la référence 1) et 448 apparaît pour la première fois dans la base de données des fossiles établie sur CD par l’université de Poitiers et pour la seconde fois dans l’article de Nature de juillet 2002. Nous ignorons le spécimen TM 266-01-447 et les sites et circonstances exactes de la découverte des fossiles TM 266-01-447 et 448.
Le 1er novembre 2001, la canine supérieure droite complète de TM 266-01-60-1 était trouvée, lors du tamisage de l’emplacement exact du crâne, par Fanoné Gongdibé. La dent consiste en deux fragments qui s’imbriquent parfaitement sur la racine de la canine droite.
Les fossiles TM 266-02-154-1 (une demi-mandibule droite portant p/4 à m/2 et les racines de P3 et M3) et TM 266-02-154-3 (couronne d’une m/3 gauche) ont été découverts le 20 janvier 2002, à environ 105 mètres au nord-nord-est du site du crâne de Toumaï. Cette mandibule est l’objet de deux photographies dans l’article de Nature (référence 1, figures 2b et c), l’une en vue occlusale, l’autre sous forme d’une coupe axiale de scanner.
Le spécimen TM 266-02-154-2 (canine inférieure ; référence 1, figures 2d et e) a été découvert le 30 janvier 2002 à N’Djaména lors du tri des résidus de tamisage de l’endroit où ont été trouvées la mandibule et la m/3. Il était complètement encroûté avec du sable et ne pouvait donc être photographié au moment de sa découverte. Enfin, le spécimen TM 266-02-203 (une symphyse mandibulaire avec prémolaire, racines de canine et alvéole d’incisive) était mis au jour le 12 mars 2002 à une douzaine de mètres de la mandibule et de la m/3.

planche.mars.04.96pts site

Fig. 2. Fossiles attribués à Sahelanthropus tchadensis, issus du site TM 266, Toros-Menalla, Tchad. Barre d’échelle : 10 mm.
(1) TM 266-02-154-1, vue oblique côté lingual de l ‘hémi-mandibule droite montrant le spécimen au moment de sa découverte, sans la couronne de la m/3, et montrant les racines de la p/3.
(2) TM 266-02-154-1, vue occlusale de l’hémi-mandibule droite au moment de sa découverte montrant les racines de la m/3.
(3) TM266-02-154-3, vue occlusale de la m/3 gauche au moment de sa découverte et avant que le spécimen soit nettoyé (partie mésiale en haut).
(4) TM 266-01-448 ?, incisive endommagée non publiée trouvée à proximité du crâne holotype de Sahelanthropus tchadensis.

Anatomie.
La photographie publiée dans Nature de l’hémi-mandibule droite TM 266-02-154-1 (référence 1, figure 2b, c) montre la rangée dentaire complète de p/4 à m/3. En vue occlusale, la m/3 apparaît comme une dent bien préservée alors que les trois autres dents sont très endommagées, éclatées. À l’inverse, sur la tomographie, ce sont les racines de cette m/3 qui apparaissent abîmées, les deux racines étant cassées. En fait, la m/3, dont seule la couronne est préservée, a été trouvée isolément à quelques décimètres de l’hémi-mandibule. Elle a été cataloguée postérieurement avec le numéro d’ordre 3 par analogie avec les pièces 1 (la mandibule) et 2 (la canine), les autres pièces attribuées à TM 266-02-154, unique référence de l’inventaire de terrain. Cette m/3 a été fixée ultérieurement sur l’hémi-mandibule au laboratoire de l’université de Poitiers.
La figure 2 (1 et 2) montre la mandibule telle qu’elle était le jour de sa découverte. Notons que la troisième molaire de droite est manquante. Les racines de la p/3 sont clairement visibles sur la partie antérieure de la vue oblique (figure 2 (1)), s’enfonçant profondément dans le corps de la mandibule en s’incurvant vers l’arrière. L’extrême position buccale de la racine mésiale (à gauche sur la figure) indique que la racine de la canine était probablement de grande taille et que son extrémité était positionnée de manière appréciable, plus à l’arrière que son collet. La grande taille de la racine de la canine indique que cette mandibule appartenait vraisemblablement à un mâle.

dent M3 96 pts site

TM 266 M3 2

Fig. 3. Interpretation de la m/3 gauche TM 266-02-154-3. La disposition des protoconide, hypoconide, hypoconulide, metaconide et entoconide montre sans équivoque que cette molaire inférieure est une gauche. Barre d’échelle : 10 mm.

Agrandissement de la m/3

 

La vue occlusale de la dent TM 266-02-154-3 évoque immédiatement une molaire inférieure d’hominoïde (figure 2 (3)). Les cinq cuspides et le diamètre mésio-distal de la face occlusale plus grand que le diamètre bucco-lingual et la face mésiale (en haut de la figure 2 (3)) plus importante que la face distale, elle-même nettement plus convexe que la face mésiale, indiquent qu’il s’agit très probablement d’une m/3. Le protoconide est plus grand que l’hypoconide et que l’hypoconulide mais sa surface est plus petite que celle de l’entoconide (figure 3). Le métaconide est mésio-distalement légèrement plus court que le protoconide mais il est bucco-lingualement légèrement plus grand. Un important sillon mésio-distal sépare les cuspides buccales des cuspides linguales. Il est localisé légèrement du côté buccal par rapport à la médiane de la couronne. En dépit de l’usure, les sillons transversaux entre le protoconide et l’hypoconide d’une part et entre l’hypoconide et l’hypoconulide d’autre part sont clairement visibles. Le sillon transversal séparant le métaconide et l’entoconide est usé, excepté à ses extrémités linguale et buccale. Sur la figure 2 (3), la fovéa mésiale est cachée par une concrétion sableuse mais la fovéa distale est visible. Dans l’article de Nature (référence 1, figure 2b), la concrétion a été dégagée mais la fovéa mésiale est difficile à discerner, probablement parce qu’elle a pu avoir été très usée. Un trait remarquable de cette dent est la présence d’un métaconulide très protubérant placé disto-lingualement du métaconide (parfois appelée sixième cuspide). De telles cuspides sont rares chez les humains, où la fréquence est de 7% pour une m/1 (dent 36 dans la terminologie des dentistes) et d’environ 2% pour une m/3 (dent 38). Une sixième cuspide se rencontre aussi dans des échantillons de molaires inférieures de chimpanzés et de gorilles. Sachant que le protoconide, l’hypoconide et l’hypoconulide sont sur la gauche de cette dent, ils indiquent que le spécimen est une molaire inférieure gauche. Ceci signifie qu’une molaire inférieure gauche a été collée par erreur sur une mandibule droite.
Nous estimons provisoirement qu’il y a au minimum trois individus dans l’hypodigme des hominidés de TM 266 : l’un est représenté par le crâne holotype TM 266-02-060-1 ; un second par l’hémi-mandibule TM 266-02-154-1, ses dents étant plus usées que celles de l’holotype ; un troisième par la symphyse mandibulaire TM 266-02-203, qui partage des points communs avec l’hémi-mandibule. Il reste à déterminer si le troisième fragment de symphyse présentant des alvéoles d’incisives et de canines (TM 266-01-60-2 de la référence 1) et les dents isolées trouvées sur ce site appartiennent ou pas à ces trois individus là.
Deux autres spécimens d’hominoïdes ont été mis au jour dans le voisinage, une hémi-mandibule édentée (TM 247-01-02), trouvée par Mahamat Adoum le 15 juillet 2001, et une symphyse cassée en quatre fragments (TM 292-02-01, avec à gauche la canine, P4-M1, et à droite P3, M1-M2) rassemblés successivement par le premier auteur et deux de ses collaborateurs les 15, 16 et 17 janvier 2002. Ces fossiles représentent vraisemblablement deux individus supplémentaires de Sahelanthropus.

Implications paléontologiques.
Après la découverte d’Australopithecus bahrelghazali (‘Abel’) le 23 janvier 1995 dans le Sahara tchadien, la mise au jour de Sahelanthropus (‘Toumaï’) le 19 juillet 2001 confirme l’existence d’une ‘Lake Chad Story’, contrairement à la prédiction faite par Coppens d’une ‘East Side Story (9). Et puis, si Toumaï n’est pas un hominidé (2), sa découverte viendrait appuyer cette hypothèse de l’East Side Story.
Les autres fossiles de mammifères trouvés dans le même niveau, tels des anthracothères, très abondants au Tchad alors qu’ils ne sont pas signalés dans les riches gisements fossilifères de même âge d’Afrique orientale (10), révèlent qu’il y avait un provincialisme marqué dans les faunes de la fin du Miocène d’Afrique et montre aussi que les conditions environnementales connues du bassin du lac Tchad pouvaient avoir permis l’émergence de l’espèce humaine.
La présente analyse, basée sur quelques paratypes de Sahelanthropus, est seulement un élément de la discussion au sujet du genre. Il ne modifie pas la base du débat concernant la systématique et la paléoécologie de Sahelanthropus.

Nous remercions le Centre National d’Appui à la Recherche, un organisme tchadien dépendant du Ministère de l’Enseignement Supérieur and ses directeurs successifs, Abakar Adoum Haggar et Baba El Hadj Mallah, le Ministère français des Affaires étrangères, qui employait A.B., et le SCAC (Service de coopération et d’action culturelle de l’ambassade de France à N’Djamena pour leur appui à la recherche et l’université de Paris X Nanterre pour avoir permis le long détachement de A.B. en Afrique. Nous souhaitons particulièrement remercier nos collègues et collaborateurs tchadiens, Mahamat Adoum, Likius Andossa, Ahounta Djimdoumalbaye, Fanoné Gongdibé et Mackaye Hassan Taïsso, pour leur ardeur au travail et leur excellente camaraderie sur le terrain ainsi que leur bonne volonté pour faire progresser la connaissance scientifique en dépit des privations du désert.

1. Brunet M., Guy F., Pilbeam D., Mackaye H.T., Likius A., Ahounta D., Beauvilain A., Blondel C., Bocherens H., Boisserie J-R.,De Bonis L., Coppens Y., Dejax J., Denys C., Duringer P., Eisenmann V., Fanone G., Fronty P., Geraads D., Lehmann T., Lihoreau F., Louchart A., Mahamat A., Merceron G., Mouchelin G., Otero O., Pelaez Campomanes P., Ponce De Leon M., Rage J-C., Sapanet M., Schuster M., Sudre J., Tassy P., Valentin X., Vignaud P., Viriot L., Zazzo A. et Zollikofer C. (2002). A new hominid from the Upper Miocene of Chad, Central Africa. Nature 418, 145-­151.
2. Wolpoff M., Senut B., Pickford M. et Hawks J. (2002). (Communications arising): Sahelanthropus or ‘Sahelopithecus’? Nature 419, 581­-582.
3. Brunet M. (2002). Reply to Sahelanthropus or ‘Sahelopithecus’? Nature 419, 582.
4. Dossier de presse, juillet 2002, Université de Poitiers, 22 pages, largement diffusé à la presse et dans lequel le surnom de Sahelanthropus tchadensis, Toumaï, était présenté.
5. Vignaud P., Duringer P., Mackaye H.T., Likius A., Blondel C., Boisserie J-R., de Bonis L., Eisenmann V., Etienne M.E., Geraads D., Guy F., Lehmann T., Lihoreau F., Lopez-Martinez N., Mourer-Chauviré C., Otero O., Rage J-C., Schuster M., Viriot L., Zazzo A. et Brunet M. (2002). Geology and palaeontology of the Upper Miocene Toros-Menalla hominid locality, Chad. Nature 418, 152-­155.
6. Site internet http://www.chez.com/paleotchad (ou http://voila.fr/Toumaye)
7. Beauvilain A. (2003).Toumaï, l’aventure humaine. La Table Ronde, Paris.
8. Brunet M., Beauvilain A., Coppens Y., Heinz E., Moutaye A.H.E. et Pilbeam D. (1996). Australopithecus bahrelghazali, une nouvelle espèce d’Hominidé ancien de la région de Koro Toro (Tchad). C. R. Acad. Sci. Paris 322, 907-­913.
9. Coppens Y. (1994). East Side Story: the origin of humankind. Sci. Am. (May 1994), 88­95.
10. Lihoreau F. (2003). Systématique et Paléoécologie des Anthracotheriidae (Artiodactyla: Suiformes) du Mio-Pliocène de l’Ancien Monde: implications Paléobiogéographiques. Thèse, Université de Poitiers.

South African Journal of Science 100, September/October 2004

Sahelanthropus tchadensis : Les faits

et Lettre internationale de soutien

Michel Brunet and MPFT

Dans un article récemment publié dans ce journal (1), Beauvilain et Le Guellec suggèrent que notre description originale de Sahelanthropus tchadensis (2) était faussée par des identifications et des associations de spécimens inexactes. Ces allégations n’ont aucun fondement.
Beauvilain et Le Guellec (1) ont proposé des informations supplémentaires sur l’hypodygme et le contexte géologique de Sahelanthropus tchadensis, le plus ancien hominidé connu, découvert à TM266 dans l’erg du Djourab au nord du Tchad par la Mission Paléoanthropologique Franco-Tchadienne (2, 3) (MPFT). Leur intention affirmée était de décrire « les évènements autour des découvertes elles-mêmes » (1) (p. 142), bien que ceci ait déjà été réalisé avec prolixité par Beauvilain (4). Leur article dans le South African Journal of Science (1) prétend que : 1) Vignaud et al. (3) ont échoué à présenter l’exacte nature de la stratigraphie du site à hominidés TM266 ; 2) Brunet et al. (2) ont négligé des spécimens d’hominidés collectés ; 3) la mandibule TM266-02-154-1 décrite par Brunet et al. (2) est en fait une chimère de fossiles d’hominidés, résultant du collage erroné d’une m/3 gauche sur une hémi-mandibule droite ; 4) additionnées, ces erreurs supposées affectent le Nombre Minimum d’Individus (NMI) décompté pour ce site.
Beauvilain et Le Guellec (1) ne remettent pas en question notre attribution de ces fossiles au clade des hominidés (2) plutôt qu’à un grand singe africain, mais tentent de démontrer que les membres de la MPFT sont parvenus à des conclusions inexactes. L’équipe maintient ses conclusions initiales.

Questions liées à la géologie
Étant donné l’exploration géologique extensive effectuée par la MPFT dans le Djourab depuis 1994, incluant des recherches par georadar (3, 5-10), il est clair que l’ensemble de la zone fossilifère de Toros-Ménalla (TM) ne montre aucun signe de tectonique cassante (failles) depuis 7 Ma. Mis à part les dunes modernes, le relief est très aplani. Dans la zone de TM, tous les petits escarpements cités par Beauvilain et Le Guellec(1) sont les conséquences de “surcreusement” éolien au pied des dunes, ce qui est très courant dans le Sahara et dans beaucoup d’autres déserts de sable. A notre avis, ces caractéristiques géomorphologiques ne constituent pas les « anciennes failles réactivées » qu’ils prétendent (p. 142). La section figurée par Vignaud et al. (3) est synthétique ; elle montre les différents faciès rencontrés, liés aux alternances de périodes humides et sèches. La section à TM 266 est exacte telle que publiée, et tous les spécimens fossiles cités dans les références (2) et (3) proviennent de cette section locale publiée conjointement. Il n’y a aucun doute quant à cette provenance.

Questions liées à l’inventaire
Les pratiques de la MPFT en matière d’inventaire et de publication des fossiles ne diffèrent pas de celles habituellement utilisées en paléontologie. Tous les spécimens collectés, hominidés inclus, sont enregistrés sous un numéro d’inventaire composé du numéro de site, de l’année, du numéro du spécimen et, dans le cas d’un individu connu par plusieurs fragments, d’un numéro de fragment (par exemple, le crâne surnommé 'Toumaï' a été enregistré sous le numéro : TM266-01-060-1). L’attribution d’un tel numéro d’inventaire peut se produire à plusieurs étapes du traitement des découvertes : 1) pour la plupart d’entre elles, directement sur le terrain après une identification précise; 2) en laboratoire, (à N’Djaména ou à Poitiers) pour tous les spécimens découverts après tamisage ou préparation, lorsque ces spécimens sont totalement inclus dans leur matrice d’origine. Beauvilain, géographe chargé de la logistique au sein de la MPFT, n’était pas familiarisé avec ce processus ni avec la façon d’inclure les spécimens dans l’hypodygme publié de S. tchadensis (2).
Le premier papier décrivant le nouveau taxon S. tchadensis (2) incluait uniquement les spécimens qui ont été définitivement identifiés en tant qu’hominidés par leurs caractères anatomiques. Ces spécimens appartiennent à plusieurs individus, comme nous l’avons mentionné dans Nature (2) : le crâne holotype est l’un de ces spécimens. Beauvilain et Le Guellec (1) se demandent pourquoi une incisive très usée (TM266-01-460) et une mandibule fragmentaire endommagée (TM266-02-203) n’ont pas été incluses dans la série paratype. Elles ne l’ont pas été parce que leurs affinités exactes restent à déterminer. Au cours de leur étude, d’autres restes fragmentaires ont été attribués à des individus supplémentaires et le NMI s’accroîtra au fur et à mesure des futures fouilles et travaux de préparation.


Questions liées à la restauration et l’interprétation des spécimens
Dans le désert du Djourab, la découverte des fossiles se fait grâce à l’érosion intense des sédiments dans lesquels ils sont enfouis par l’action du sable soufflé par le vent à la surface des unités sédimentaires. Aussitôt que les fossiles sont dégagés, la même érosion éolienne les affectent. Ils subissent les dommages suivants : abrasion, fissures, fractures, dispersion des différents fragments, et finalement destruction totale des spécimens s’ils ne sont pas collectés presque immédiatement après le début de leur exposition. Par exemple, le crâne TM266-01-060-1 de Sahelanthropus tchadensis était partiellement dégagé à sa découverte et a souffert d’une telle érosion liée au vent de sable. Au cours de son exposition, il a perdu la plupart de sa denture frontale. Ainsi que Beauvilain et Le Guellec l’ont rapporté (1), la canine brisée appartenant à ce crâne a été découverte séparemment. Il n’y a pas de doutes que cette canine appartiennent à ce crâne, car, comme noté avec exactitude par Beauvilain et Le Guellec (1) (p. 143): “La dent était composée de deux fragments qui s’ajustaient parfaitement sur la racine de la canine droite ”. Par contre, ils ont décrit cette canine comme étant complète, alors qu’il s’agit en faite de la moitié distale de la canine. Cette dent a été publiée dans sa position naturelle, c’est-à-dire remontée sur le crâne (2).
Un cas similaire s’est produit pour la mandibule incriminée. La troisième molaire droite a été séparée de la rangée dentaire par l’érosion et transportée par le vent à l’endroit où elle a été découverte, à quelques décimètres de la mandibule conservant les autres dents. Après avoir été trouvée, nous avons établi qu’elle appartenait à cette mandibule, et nous l’avons recollée dans sa position originale, en tant que m/3 droite de l’hémi-mandibule TM266-02-154-1. Toutefois, Beauvilain et Le Guellec prétendent que cette dent a été attribuée et montée du mauvais côté.
L’anatomie occlusale de cette dent, modérément usée, est tout à fait visible et indique sans ambiguïté aucune une troisième molaire. L’identification de sa latéralité a été basée sur deux critères indépendants et suffisants, l’un physique et l’autre biologique. Premièrement, il y a une concordance très claire entre la surface inférieure de la dent et les racines conservées dans la mandibule. Il n’y a aucun doute quant à l’intégrité de cette connexion (Fig. 1A, B, C, F, G). Ceci est de plus confirmé par la correspondance de la facette de contact préservée sur la surface mésiale de la dent et celle de la seconde molaire restée en position sur la mandibule. Deuxièmement, l’anatomie de la troisième molaire permet de déterminer sa latéralité sans erreur possible. Comme pour toutes les dents d’hominoïde, les cuspides vestibulaires sont les plus usées, montrant une large cuspide plus usée (le protoconide) marquée par la plus forte occlusion et placée mésio-vestibulairement (Fig. 1D, E). Les bords occlusaux des cuspides linguales sont légèrement mais clairement plus hauts, en raison de l’usure plus faible causée par les mécanismes de mastication bien connus chez les humains actuels, les hominidés fossiles, et les grand singes fossiles et actuels.

Plate.CTScan.96pts site

Fig. 1. Hémi-mandibule droite TM266-02-154-1 de Sahelanthropus tchadensis. A, B, and C: CT scans (the University Museum, Université de Tokyo, Japon) au niveau de la m/3. Le corps mandibulaire et les racines en place de la m/3 sont en rouge clair. La couronne de la troisième molaire trouvée séparément et prétendument du côté gauche est en bleu. Une correspondance exacte entre la couronne de la m/3 et les racines correspondantes dans l’hémi-mandibule est observée. L’espace interstitiel entre la m/3 et ses racines correspond à l’épaisseur de la colle utilisée pour fixer la dent sur ses racines.
A: sections sagittales, face mésiale à droite ­ de droite à gauche, les CT scans ont été respectivement réalisés à 3,33 mm, 4,41 mm, 7,83 mm, et 8,70 mm du bord vestibulaire de la dent ;
B, sections transversales, face linguale à droite ­ de droite à gauche, les CT scans ont été respectivement réalisés à 2,67 mm, 3,69 mm, 4,.11 mm, et 9,36 mm du bord mésial de la dent ;
C, sections parallèles à la surface occlusale, au niveau du collet et en dessous, face mésiale vers le haut ­ de droite à gauche, les CT scans ont été respectivement réalisés à 6,93 mm, 7,14 mm, 7,44 mm, et 7,80 mm de la face occlusale de la dent. Mésialement, les racines mésio-vestibulaire et mésio-linguale restées dans le corps mandibulaire (voir F) sont en rouge clair et montre une correspondance parfaite avec la couronne de la m/3 (en bleu) ;
D: vue occlusale du spécimen complet avec sa m/3 ;
E: vue occlusale de la m/3 ;
F: vue occlusale des racines de la m/3 ;
G: vue disto-linguale du contact (flèche blanche) entre la m/3 et sa racine distale.
Toutes les barres d’échelle représentent 0,5 mm.


Conclusion
La contribution logistique de Beauvilain aux travaux de terrain au Tchad est considérée avec gratitude, mais les affirmations et les allégations qu’il a formulées avec Le Guellec (1) n’ont aucune portée concernant l’interprétation de la géologie de TM 266 ou de l’hypodygme, de la taxonomie ou de la position phylogénétique de Sahelanthropus tchadensis.

Remerciements
Nous remercions les autorités tchadiennes (Ministère de l'Education Nationale de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche, Université de N'djaména, CNAR). Notre gratitude va également aux ministères français suivants pour leur soutien : Ministère français de l'Education Nationale (Faculté des Sciences, Université de Poitiers), Ministère de la Recherche (CNRS : SDV & ECLIPSE), Ministère des Affaires Etrangères (DCSUR, Paris and SCAC N'djamena) ; à la Région Poitou-Charentes ; au RHOI (co-direction F.C. Howell et T.D. White) financé par la NSF ; ainsi qu’à l’armée française, MAM et Epervier, pour son soutien logistique. Nous remercions particulièrement : G. Suwa (University Museum, Université de Tokyo) pour les tomographies scanners, C. O. Lovejoy et T. D. White pour leur discussions stimulantes, ainsi que tous les autres membres de la MPFT ayant contribué aux missions de terrain, et Ghislaine Florent, Carine Noël, Sabine Riffaut pour leur aide sur le plan administratif et technique.

Références
1. Beauvilain A. and Le Guellec Y. (2004). Further details concerning fossils attributed to Sahelanthropus tchadensis (Toumaï). South African Journal of Science 100, 142­-144.
2. Brunet M., Guy F., Pilbeam D., Mackaye H.T., Likius A., Ahounta D., Beauvilain A., Blondel C., Bocherens H., Boisserie J.-R., Bonis L. de, Coppens Y., Dejax J., Denys C., Duringer P., Eisenmann V., Fanoné G., Fronty P., Geraads D., Lehmann T., Lihoreau F., Louchart A., Mahamat A., Merceron G., Mouchelin G., Otero O., Pelaez Campomanes P., Ponce De Leon M., Rage J.-C., Sapanet M., Schuster M., Sudre J., Tassy P., Valentin X., Vignaud P., Viriot L., Zazzo A. and Zollikofer C. (2002). A new hominid from the Upper Miocene of Chad, Central Africa. Nature 418, 145­-151.
3. Vignaud P., Duringer P., Mackaye H.T., Likius A., Blondel C., Boisserie J.-R., Bonis L. de, Eisenmann V., Etienne M.-E., Geraads D., Guy F., Lehmann T., Lihoreau F., Lopez-Martinez N., Mourer-Chauviré C., Otero O., Rage J.-C., Schuster M., Viriot L., Zazzo A., Brunet M. (2002). Geology and palaeontology of the Upper Miocene Toros-Menalla hominid locality, Chad. Nature 418, 152-­155.
4. Beauvilain A. (2003). Toumaï, l’aventure humaine. La Table Ronde, Paris.
5. Brunet M., Beauvilain A., Coppens Y., Heintz E., Moutaye A.H.E. and Pilbeam D. (1995). The first Australopithecine 2 500 kilometres west of the Rift Valley (Chad). Nature 378, 273­274.
6. Brunet M., Beauvilain A., Geraads D., Guy F., Kasser M., Mackaye H.T., Maclatchy L. M., Mouchelin G., Sudre J. and Vignaud P., 1998. Tchad: découverte d'une faune de Mammifères du pliocène inférieur. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences Paris 326, 153­158.
7. Brunet, M. and M.P.F.T. (2000). Chad: discovery of a Vertebrate fauna close to the Mio-Pliocene boundary. Journal of Vertebrate Paleontology 20 (1), 205-­209.
8. Schuster M. (2002). Sédimentologie et paléoécologie des séries à vertébrés du paléolac Tchad depuis le Miocène supérieur. Ph.D. thesis, Université Louis Pasteur, Strasbourg.
9. Ghienne J.M., Schuster M., Bernard A., Duringer Ph. and Brunet M. (2001). The Holocene giant Lake Chad revealed by digital elevation models. Quaternary International 87, 81-­85
10. Schuster M., Duringer Ph., Ghienne J.F., Beauvilain A., Mackaye H.T., Vignaud P. and Brunet M. (2003). Discovery of coastal conglomerates around the Hadjer El Khamis Inselbergs (Western Chad, Central Africa) : a new evidence for lake Mega-Chad episods. The Costal conglomerates of Lake Mega-Chad. Earth Surfaces Processes and Landforms 28 (10), 1059­-1069.

LETTRE INTERNATIONALE DE SOUTIEN

1er juillet 2004
Dr. Graham Baker
Editor South African Journal of Science

Cher Graham,
Un article récemment publié dans le South African Journal of Science
a mis en doute l’identité d’un fossile tchadien exceptionnel ainsi que la compétence de l’équipe qui l’a décrit dans Nature.
En pièce jointe, vous trouverez une note qu’un groupe de paléoanthropologues professionnels et nous-même voudrions publier dans votre journal pour clarifier l’identification du spécimen concerné. Tous nos co-auteurs ont reçu l’article de Beauvilain et Le Guellec paru dans le SAJS en format pdf, ainsi que des images scanners en format jpeg et des photographies précises de la dent concernée (artificiellement isolée de la mandibule, de façon à ce que sa position soit déterminée exclusivement à partir de la morphologie de la couronne dentaire). L’e-mail que nous avons envoyé à nos collègues le 22 juin dernier est reproduit ci-dessous.
Comme vous pouvez le constater, à ce jour, 27 auteurs de 13 pays différents ont répondu, tous identifiant sans équivoque la dent comme étant une droite. Beaucoup de ces co-auteurs ont fourni des arguments anatomiques pour justifier leur identification, et plusieurs ont exprimé leur surprise sur le fait qu’un tel article ait pu passer à travers le processus d’évaluation sans avoir été mis en cause.
Nous savons que le Professeur Brunet fournit une réponse indépendante à Beauvilain et Le Guellec, et nous espérons que notre contribution pourra être publiée aux côtés de celle-ci et des excuses que le Dr. Martin Pickford vous a envoyées par e-mail.
Cordialement,
F. Clark Howell, Tim D. White

Cher Monsieur,

Nous, soussignés, avons examiné en détail les photographies et images digitales de la couronne d’une troisième molaire fossilisée provenant du Miocène supérieur du Tchad. Cette dent a été originellement identifiée par ses découvreurs (Brunet et al., 2002) comme une troisième molaire inférieure droite. Un article récent écrit par Beauvilain et Le Guellec (2004) prétendait que cette dent avait été mal identifiée et qu’elle était en fait une troisième molaire inférieure gauche. Sur la base de la morphologie de la couronne visible sur les images que nous avons examinées, nous confirmons que cette dent est bien une molaire droite, ainsi que l’ont publié Brunet et al. (2002).

Signé : 

F. Clark Howell, Laboratory for Human Evolutionary Studies, Museum of Vertebrate Zoology, The University of California at Berkeley, Berkeley, CA 94720, U.S.A. E-mail: fchlhes@socrates.berkeley.edu
Tim D. White, Laboratory for Human Evolutionary Studies, Museum of Vertebrate Zoology and Department of Integrative Biology, The University of California at Berkeley, Berkeley, CA 94720, U.S.A. E-mail: timwhite@socrates.berkeley.edu
David R. Begun, Department of Anthropology, University of Toronto, Toronto, ON M5S 3G3, Canada. E-mail: begun@chass.utoronto.ca
Yaowalak Chaimanee, Paleontology Section, Bureau of Geological Survey, Department of Mineral Resources, Rama VI Road, Bangkok 10400, Thailand. E-mail: yaowalak@dmr.go.th
Marie-Antoinette de Lumley, Institut de Paléontologie Humaine, 75013 Paris, France. E-mail: prehist@mnhn.fr
Philip D. Gingerich, Museum of Paleontology, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109-1079, U.S.A. E-mail: gingeric@umich.edu
Colin Groves, School of Archaeology and Anthropology, Australian National University, Canberra, A.C.T. 0200, Australia. E-mail: colin.groves@anu.edu.au
Erksin Güleç, Department of Physical Anthropology and Paleoanthropology, University of Ankara, 06100, Sihhiye, Ankara, Turkey. E-mail: erksin.gulec@humanity.ankara.edu.tr
Yohannes Haile-Selassie, Cleveland Museum of Natural History, 1 Wade Oval Drive, Cleveland, OH 44106, U.S.A. E-mail: yhailese@cmnh.org
Leslea Hlusko, Department of Integrative Biology, The University of California at Berkeley, Berkeley, CA 94720, U.S.A. E-mail: hlusko@socrates.berkeley.edu
Jean-Jacques Jaeger, Equipe Phylogénie, Paléobiologie & Paléontologie, I.S.E.M., CNRS-Université Montpellier II, UMR 5554, Cc 064 Place Eugéne Bataillon, 34095 Montpellier Cedex 5, France. E-mail: jaeger@isem.univ-montp2.fr
Jay Kelley, Department of Oral Biology, College of Dentistry, University of Illinois at Chicago, Chicago, IL 60612, U.S.A. E-mail: jkelley@uic.edu
Meike Köhler, Institute de Paleontologia M. Crusafont, c/ Escola Industrial 23, 08201 Sabadell, Barcelona, Spain. E-mail: kohlerlm@diba.es
Wu Liu, Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100044, China. E-mail: liuwu@ivpp.ac.cn
David Lordkipanidze, Georgian State Museum, 0105 Tbilisi, Georgia. E-mail: geonathist@ip.osgf.ge
C. Owen Lovejoy, Matthew Ferrini Institute for Human Evolutionary Research, Department of Anthropology, Kent State University, Kent, OH 44242, U.S.A. E-mail: olovejoy@aol.com
Lawrence B. Martin, Department of Anthropology and of Anatomical Sciences, The Graduate School, Stony Brook University, NY 11794-4433, U.S.A. E-mail: lawrence.martin@stonybrook.edu
Monte L. McCrossin, Department of Sociology and Anthropology, MSC 3BV, New Mexico State University, P.O. Box 30001, Las Cruces, NM 88003-8001, U.S.A. E-mail: mmccross@nmsu.edu
Jacopo Moggi-Cecchi, Laboratori di Antropologia, Dipartimento di Biologia Animale e Genetica, Universitá di Firenze, via del Proconsolo 12, 50122 Firenze, Italy. E-mail: jacopo@unifi.it
Salvador Moyà-Solà, Institute de Paleontologia M. Crusafont, c/ Escola Industrial 23, 08201 Sabadell, Barcelona, Spain. E-mail:moyass@diba.es
Lorenzo Rook, Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Firenze, via G. La Pira, 4, 50121 Firenze, Italy. E-mail: Lrook@geo.unifi.it
Pat Smith, Department of Anatomy, The Hebrew University Hadassah Medical School, Jerusalem, Israel. E-mail: pat@cc.huji.ac.il
Gen Suwa, The University Museum, The University of Tokyo, Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo, 113-0033, Japan. E-mail: suwa@um.u-tokyo.ac.jp
Mark Teaford, Center for Functional Anatomy and Evolution, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD 21205, U.S.A. E-mail: mteaford@jhmi.edu
Phillip V. Tobias, School of Anatomical Sciences, University of the Witwatersrand, Johannesburg, South Africa. E-mail: tobiaspv@anatomy.wits.ac.za
Alan Walker, Departments of Anthropology and Biology, The Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, U.S.A. E-mail: axw8@psu.edu
Phil Walker, Department of Anthropology, The University of California at Santa Barbara, Santa Barbara, CA 93106, U.S.A. E-mail: pwalker@anth.ucsb.edu
Steven Ward, Department of Anatomy, NEOUCOM, Rootstown, OH 44272- 0095, U.S.A. E-mail: scw@neoucom.edu

South African Journal of Science, Vol 100, September/October 2004

Réponse de Beauvilain et Le Guellec

Brunet et al (1) critiquent trois points importants de notre article (2) : a) l’origine tectonique de l’escarpement de Toros-Menalla, b) la détermination du côté d’une molaire isolée qui a été collée sur une mandibule droite trouvée sur le site de TM 266 et attribuée à Sahelanthropus tchadensis et c) l’inventaire des fossiles. Nous répondons à chacune de ces critiques et concluons que nos hypothèse et interprétation originelles sont bien fondées.

Les problèmes géologiques dans le Djourab.
Brunet et al (1) rendent compte qu’un géoradar n’a rapporté aucune évidence de failles dans la région de Toros-Menalla et ils attribuent la formation de l’escarpement à un surcreusement par le vent. Bien qu’effectivement la déflation éolienne cause des dépressions dans les déserts, de telles cuvettes sont rarement linéaires, étant habituellement ondulées dans leurs contours ou en forme de cuiller. Le fait que l’escarpement en question soit rectiligne sur une distance de plus de 40 km suggère une origine tectonique. Ailleurs dans la cuvette tchadienne (3) une activité néotectonique est évidente comme le rivage occidental du lac Tchad qui est rectiligne NNW-SSE sur environ 250 km, direction que prolonge la vallée de la Dilia au Niger sur une distance encore plus grande. La vallée du Bahr el Ghazal est également rectiligne NNE-SSW sur plus de 450 km avec dans sa partie aval une falaise sur sa rive gauche. Cette activité néotectonique réactive fréquemment d’anciennes fractures (4).
Un géoradar a été effectivement utilisé en janvier 1999 mais seulement sur des sites situés à l’Est du Bahr el Ghazal (la région de Toros-Menalla est à l’Ouest). Sur des dunes fossiles ou récentes, il a révélé des réflectances sur seulement un ou deux mètres d’épaisseur (5) et dans des grès il « n’a pu donner une image à plus d’un mètre de profondeur » (5). Ce géoradar n’est pas conçu pour repérer les témoignages de failles et il n’était pas utilisé pour chercher des failles dans le Djourab. Cet échec du matériel pour découvrir des failles dans cette région ne fournit pas un argument solide contre notre opinion que les structures linéaires qui se rencontrent dans cette région sont vraisemblablement d’origine tectonique.
Par conséquent nous maintenons notre opinion initiale que l’escarpement de Toros-Menalla, qui a donné tous les fossiles de Sahelanthropus tchadensis, doit ses origines à l’activité tectonique. Il a été par la suite érodé par le vent mais celui-ci a seulement modifié sa forme plutôt qu’il en soit la cause originelle.

Restauration et interprétation des fossiles de Sahelanthropus.
Les fossiles du Djourab sont bien minéralisés mais sont souvent abrasés par le vent de sable. De forts écarts quotidiens de température existent, qui peuvent varier de 50° C pour la température de l’air au niveau du sol en milieu de journée à des gelées blanches la nuit. A midi, les cailloux et les fossiles à la surface du sol peuvent être trop chauds pour être touchés. Ces écarts aboutissent au fissurage des fossiles qui ont habituellement des surfaces de fracture planes plutôt que fortement courbées. Les croûtes qui recouvrent les fossiles se présentent soit sous forme d’une matrice siliceuse grise, dure, très adhérante au fossile, inattaquable par voie chimique, soit sous forme d’une concrétion ferrugineuse, colorée par des sels de manganèse et souvent détachée du fossile lui-même par un petit espace occupé par du sable (photo 1).
Le crâne de Toumaï, qui a été trouvé à l’envers sur le sable, a été protégé de l’érosion par ce deuxième type de croûte tandis que la demi-mandibule droite TM 266-02-154-1 portait trace de la matrice grise (photo 2) qui enrobait également la base de la m/3. Aussi nous considérons que le crâne d’une part, la mandibule et la m/3 d’autre part n’ont pas été fossilisés dans les mêmes dépôts et par conséquent ne sont probablement pas contemporains.
La reconstitution la plus simple du passé de la m/3 et de la demi-mandibule droite est leur fracture avant leur enfouissement et leur fossilisation voici 6 à 7 millions d’années comme le montre la croûte couvrant la surface cassée de la racine distale de la m/3 (photo 2). Ultérieurement, elles sont encroûtées près de la surface. Récemment exhumées par le vent, l’abrasion a dégagé en grande partie leur matrice et a poli leur surface tandis que les écarts thermiques ont fait éclater certaines dents. La m/3 a été probablement le dernier specimen à être érodé hors des sédiments car sa surface est bien conservée. Inversement, l’autre demi-mandibule droite (TM 266-02-203), découverte en mars 2002 sans dent à une douzaine de mètres de la mandibule et de la m/3, a été la première à être exposée à l’air.

planche.oct.04 96pts site

Fig. 1-3. Photographies de spécimens attribués à Sahelanthropus tchadensis (prises le 19 juillet 2001 à 8 h. pour le crâne de Toumaï) : 1) la m/3 du crâne ;
2) vue linguale oblique des racines de la m/3 de la mandibule (noter en particulier la surface fracturée relativement plane de la racine distale qui se courbe distalement et buccalement à un niveau constant (flèche noire) et comparez-la avec la surface convexe antério-postérieure indiquée par une flèche sur l’image fournie par Brunet et al (1) ;
3) racine de la canine droite du maxillaire de Toumaï. (échelle : 10 mm)

Considérations biologiques concernant la M3.
L’un des arguments présentés par Brunet et al (1) concernant la détemination du côté de la m/3 isolée est le mode d’usure. Cependant, l’examen de la dernière molaire droite du crâne de Toumaï (photo 1) indique que nous devons être prudents sur l’interprétation, en général, de l’usure des pointes cuspidiennes. Curieusement, dans ce cas particulier, l’usure des cuspides vestibulaires est similaire de celle des cuspides linguales.
C’est pourquoi, dès le début de cette étude (2), nous avons accordé davantage d’importance aux sillons, qui sont moins affectés par l’usure durant la vie (et plus récemment par l’érosion éolienne) et sont par conséquent mieux préservés que les pointes cuspidiennes. Premièrement, la ressemblance entre la m/3 et une molaire humaine « moderne » est frappante. L’alignement sur une courbe régulière des trois cuspides vestibulaires (protoconide, hypoconide, hypoconulide) et leur taille décroissante dans le sens mésio-distal constituent un critère déterminant. Deuxièmement, la colonne inter-cuspidienne, que nous avons appelée métaconulide dans notre article, évoque plus une variation morphologique de la face linguale que de la face vestibulaire. Troisièmement, l’orientation du sillon principal disto-vestibulaire correspond bien à la dynamique articulaire occlusale de la diduction non travaillante des anthropomorphes, véritable réplique en creux de l’éminence occlusale de la crête oblique maxillaire ou « pont d’émail » (6).
Une seconde série d’arguments employés par Brunet et al (1) pour prouver que la m/3 s’adapte sur la droite de la mandibule est une série de vues scannées dans laquelle la surface brisée de la base de la dent et les racines dans la mandibule seraient compatibles, étant seulement séparées par une couche de colle fine et continue. Il faut reconnaître le travail minutieux qui a permis l’adaptation avec précision de la couronne de la m/3 sur les racines de l’hémi-mandibule. La dure gangue sableuse qui couvrait la base de la molaire isolée quand elle a été découverte a d’abord dû être dégagée puis l’espace maintenant occupé par la colle a dû être apprêté millimètre par millimètre. Un travail similaire a été requis pour les parties de la racine dans la mandibule qui étaient aussi encroûtées (photo 2). D’une façon générale, une coupe au collet de deux molaires mandibulaires symétriques donne des surfaces radiculaires aux formes superposables à un millimètre près. Il n’est donc pas surprenant, dans ce cas précis, qu’une dent de gauche ait pu sembler correspondre à des racines de la partie droite de la mandibule.

La canine droite supérieure de Toumaï.
Nous présentons nos excuses pour la mauvaise interprétation possible de notre phrase concernant la canine droite de Toumaï dont la racine fait bien partie intégrante du crâne comme le montre la Fig. 3. Par contre, nous n’avons fait que rapporter par écrit que la couronne trouvée en novembre 2001 s’adaptait parfaitement sur la racine, étant nous-même dans le Djourab et le crâne à l’Université de Poitiers.

Les problèmes de conservation.
Inscrire les numéros du catalogage sur les fossiles est une activité quotidienne sur le terrain. Dans le cas d’un site aussi important que TM 266, tous les fossiles sont collectés. C’est pourquoi, de juillet à décembre 2001, 52 pièces post-crâniennes, dont le groupe zoologique n’avait pu être déterminé sur le terrain ont été cataloguées en espérant que quelques unes d’entre elles pourraient appartenir à des Sahelanthropus. Parmi ces pièces, 36 concernent des os longs (tibia, fémur, humérus et cubitus) sous forme soit de spécimens intacts, soit de diaphyses cassées. Considérant l’excellent état de conservation du crâne de Toumaï, un examen approfondi de ces os pourrait apporter d’intéressantes informations car nous estimons probable que des fossiles post-crâniens d’un grand primate soient présents sur le site, quoique rien n’ait été rapporté jusqu’à présent à ce sujet (*). Notons que dans l’inventaire remis à N’Djamena par l’Université de Poitiers en décembre 2001, un seul fossile a été ajouté au catalogue établi sur le terrain. Il concerne le spécimen TM 266-01-447 (une M3 droite selon Brunet et al (7)) alors que le catalogue mentionne « Classification : primate ; Description : fragments morceaux racines m/1/m/3 ; Dépôt : Poitiers (reliquat tamis) ». Ces spécimens sont restitués au CNAR à N’Djamena le 30 janvier 2002.

Conclusion
Nous ne voyons aucune raison irréfutable de modifier radicalement notre hypothèse au sujet de la géomorphologie de la région de Toros-Menalla, ni notre interprétation de la m/3 gauche isolée et de l’hémi-mandibule droite endommagée provenant du site TM 266 et attribuées à Sahelanthropus tchadensis. Enfin, étant donné l’excellente préservation des fossiles du site, nous considérons comme vraisemblable que la collection d’éléments post-crâniens qui ont été collectés puisse bien contenir quelques spécimens appartenant à Sahelanthropus.

(1) Brunet et MPFT (2004). Sahelanthropus tchadensis : the facts. South African Journal of Science, 100,
(2) Beauvilain A., Le Guellec Y. (2004). Further details concerning fossils attributed to Sahelanthropus tchadensis (Toumaï). South African Journal of Science, 100, 142-144.
(3) Morin S. (2000). Géomorphologie. In Atlas de la province Extrême-Nord Cameroun, pp. 7-17, IRD-LCA/France ­ MINREST-INC :Cameroun.
(4) Neev D., Hall J.K., Saul J.M. (1982). The Pelusium Megashear System Across Africa and associated Lineament Swarms. Journal of Geophysical Research, 87, B2,1015-1030.
(5) Schuster M. (2002). Sédimentologie et paléoécologie des séries à vertébrés du paléolac Tchad depuis le Miocène supérieur. Thèse, Université de Strasbourg.
(6) Alain Lautrou, Université de Paris V ­ René Descartes, auteur de Anatomie dentaire, Masson, Paris.
(7) Brunet et al. (2002). Nature 418, 145-­151.

(*) Depuis cet article le fémur mis au jour en même temps que la tête de Toumaï a été reconnu comme tel au sein du laboratoire de Poitiers : John Hawks : 'Sahelanthopus 'the femur of Toumaï ?' et La Recherche : Le fémur de Toumaï.


South African Journal of Science 101, March/April 2005

Nouvelle correspondance concernant

Sahelanthropus tchadensis

Alain Beauvilain et Yves Le Guellec

Monsieur - Les lecteurs suivant le débat au sujet de Sahelanthropus tchadensis dans cette revue scientifique doivent savoir que l’argument principal de la réplique de M. Brunet et al. à notre article est fondé sur une série de CT scans et de photographies numériques qui révèlent des contradictions entre la figure et sa légende (1). Dans notre réplique à cette réponse (2), nous n’avons pas mentionné ces contradictions parce que nous avons considéré qu’il était peu probable que ces documents soient publiés tel que soumis. Cependant, il est clair que :
1) Il y a une erreur dans les échelles puisque des dents d’hominidé de quelques millimètres de long, ainsi qu’il est proposé par la légende, sont inconnues. L’erreur est de 1 à 10.
2) Il y a une erreur dans l’orientation des CT scans A dont la légende est : « sections sagittales, face mésiale à droite…».
La racine de la M3, qui s’incline vers la droite, prouve que ce n’est pas la face mésiale qui est à droite mais la face distale. En effet, pour la troisième molaire, la racine mésiale est verticale et la racine distale est inclinée vers l’arrière de la mandibule où ne se trouve plus de dent pour entraver son enracinement. Ce point de vue est parfaitement confirmé par la photographie G figurant sur cette même planche. De plus, sur les deux images centrales, la facette interstitielle plate, caractéristique de la surface mésiale, se trouve bien à gauche, et la surface interstitielle bombée, caractéristique de la surface distale, à droite.
L’examen de la section sagittale « réalisée à 3,33 mm du bord vestibulaire de la dent » (la coupe la plus à droite des CT scans) et des photographies E et G, et particulièrement les lignes de fracture et les marques d’usure qu’elles présentent, montre que les sections sagittales ont été en réalité réalisées à partir du bord lingual de la dent.
3) une erreur de positionnement latéral des CT scans B dont la légende « sections transversales, face linguale à droite ­ de droite à gauche, les CT scans ont été respectivement réalisés à 2,67 mm, 3,69 mm, 4,11 mm, et 9,36 mm du bord mésial de la dent ».
Si la face linguale est à droite, la photographie présente une dent de gauche. Auquel cas son commentaire devient incompréhensible par rapport aux CT scans. Par ailleurs, les mécanismes de mastication des hominoïdes admettent des exceptions. L’inclinaison du plan occlusal est dépendante de la préparation des vestiges de racines encore présentes sur la face cervicale de la couronne et des racines solidaires du corps mandibulaire, préalablement au collage. T.D. White expose bien les difficultés de tout collage (2). D’une manière générale, retrouver les contacts parfaits entre la couronne et les racines d’une dent, indépendantes depuis des millions d’années, encroûtées séparément dans un ciment très dur avant d’être soumise récemment à une intense abrasion éolienne et à des écarts de température qui ont fait éclater de nombreux morceaux de dents, demeure très hypothétique.
La comparaison avec la photographie E montre que, de droite à gauche, ces sections transversales ont été en fait réalisées à partir du bord distal de la dent.
4) une erreur de positionnement latéral des CT scans C dont la légende est « sections parallèles à la surface occlusale, au niveau du collet et en dessous, face mésiale vers le haut ­ de droite à gauche, les CT scans ont été respectivement réalisés à 6,93 mm, 7,14 mm, 7,44 mm, et 7,80 mm de la face occlusale de la dent. Mésialement, les racines mésio-vestibulaire et mésio-linguale restées dans le corps mandibulaire sont en rouge clair et montre une correspondance parfaite avec la couronne de la M3 (en bleu) ».
Selon la légende, la photo de droite est donc réalisée le plus près de la surface occlusale de la dent et la photo de gauche réalisée le plus près du corps mandibulaire. Or les racines et le corps mandibulaire apparaissent bien sur la photographie de droite, la plus proche de la face occlusale de la dent, et disparaissent pratiquement de la photographie de gauche indiquée comme ayant été prise au plus près du corps mandibulaire.

Regrettons qu’aucun scan, ni aucune photographie ne montre la face latérale de la m/3 et ce petit cuspide que nous avons appelé métaconulide (1 sur les photographies), élément particulièrement original de cette dent. Incidemment, notons que sur la vue occlusale ce cuspide accessoire semble porter une marque (traînée transversale blanche sur l’image de gauche) qui n’existait pas lors de sa découverte (image de droite).
Par ailleurs, la présence supposée d’une facette de contact entre la m/2 et la m/3 ne peut être utilisée pour démontrer que les deux dents appartiennent à un même individu pour la simple raison que les deux tiers de la face distale de la m/2, qui forme normalement cette facette, sont manquants ayant été éclatés par les agents atmosphériques. Le tiers restant de la surface distale a subi l’abrasion éolienne (figure, image de gauche). Il n’existe donc aucune preuve du contact entre ces deux dents (2 sur la photographie). Il n’est donc pas possible d’affirmer, comme il en est fait mention dans la réponse de la MPFT, la ‘correspondance de la facette de contact préservée sur la surface mésiale de la dent et celle de la seconde molaire restée en position sur la mandibule’.
La conservation des deux fossiles est très différente, m/1 et m/2 en place dans la mandibule ont été très dégradées par les aléas atmosphériques alors que la m//3 est pratiquement intacte. De plus, si la m/3 appartient à la mandibule, le gradient d’usure due à la mastication doit diminuer de la m/1 à la m/3. Dans ce cas précis, la m/3 apparaît comme étant la dent la plus usée, montrant de plus grandes surfaces de dentine que la m/2.

plate.march05.96pts site

Légende de la figure : Les deux molaires, m/2 et m/3, après préparation (à gauche) et m/3 au moment de sa découverte.
1) la petite cuspide que nous appelons métaconulide ;
2) ici n’apparaît pas l’évidence d’un contact physique entre les deux dents.

TM 266 M3 1

TM 266 M3 2

Deux photographies de la m/3 agrandie pour se faire son opinion.

Dans ces conditions, il est étonnant qu’aucun des 28 co-signataires, regroupés sous le sigle MPFT, ne se soit aperçu des multiples problèmes posés par leur réponse. Comment aussi comprendre que 28 autres signataires incluant de nombreux éminents paléoanthropologues, après avoir "examiné en détail les photographies et images digitales de la couronne d’une troisième molaire fossilisée provenant du Miocène supérieur du Tchad" puissent co-signer une lettre internationale de soutien à la MPFT, lettre dépourvue de tout contenu scientifique (4).
Outre que l’histoire des sciences n’apporte aucun précédent à ce type de lettre, l’un de ces co-signataires a récemment proposé une liste de recommandations déontologiques (5). Pour ce cas précis, nous ne retiendrons que les recommandations suivantes parmi un riche échantillon de ce qui est un article essentiellement méthodologique : "ne pas publier sans avoir d’abord examiner l’original", "ne pas juger de la qualité d’une communication par ses auteurs", "lire de manière critique toute communication scientifique", "ne pas rejeter les communications ou accorder des applications pour des raisons personnelles ou politiques", ainsi que l’observation que "… les micro et les macro-tomographies informatisées, le microscope à balayage électronique, les coupes laser,… , les images 3D, et l’analyse précise ne sont que des outils. Ils n’ont pas de qualités magiques."
Nous souscrivons pleinement à cet excellent conseil et nous recommandons qu’il soit pris au sérieux afin de réduire la possibilité d’une méprise érudite en ce domaine.

Alain Beauvilain, Université de Paris X Nanterre, 200 avenue de la République, 92000 Nanterre Cedex, France.
Yves Le Guellec, Rue du Manoir, 76190 Yvetot, France.

1. Brunet M. et al. (2004). Sahelanthropus tchadensis : the facts. S. Afr. J. Sci. 100, 443­-445.
2. Beauvilain A. And Le Guellec Y. (2004). S. Afr. J. Sci. 100, 445-­446.
3. White T.D. (2000). Jaws and teeth of Australopithecus afarensis from Maka, Middle Awash, Ethiopia. Am. J. Phys. Anthropol. 111, 45­-68.
4. Howell F.C. et al. (2004). S. Afr. J. Sci. 100, 446.
5. White T.D. (2000). A view on the science : physical anthropology at the millenium. Am. J. Phys. Anthropol. 113, 287-­292.

South African Journal of Science 101, March/April 2005

Note de M. Brunet et al.

Nous remercions le Docteur Beauvilain pour avoir indiqué les erreurs de la légende de notre planche illustrée mais souhaitons indiquer que l'erreur typographique de l'échelle et l'inversion accidentelle des informations concernant la latéralité de notre légende n'affectent pas les données anatomiques et l'interprétation que nous avons données pour le matéiel présenté. La légende correcte doit être lue comme suit :

Fig. 1. Hémi-mandibule droite TM266-02-154-1 de Sahelanthropus tchadensis. A, B, and C: CT scans (the University Museum, Université de Tokyo, Japon) au niveau de la m/3. Le corps mandibulaire et les racines en place de la m/3 sont en rouge clair. La couronne de la troisième molaire trouvée séparément et prétendument du côté gauche est en bleu. Une correspondance exacte entre la couronne de la m/3 et les racines correspondantes dans l’hémi-mandibule est observée. L’espace interstitiel entre la m/3 et ses racines correspond à l’épaisseur de la colle utilisée pour fixer la dent sur ses racines.
A: sections sagittales, face mésiale à gauche ­ de gauche à droite, les CT scans ont été respectivement réalisés à 3,33 mm, 4,41 mm, 7,83 mm, et 8,70 mm du bord vestibulaire de la dent;
B : sections transversales, face linguale à gauche ­ de gauche à droite, les CT scans ont été respectivement réalisés à 2,67 mm, 3,69 mm, 4,11 mm, et 9,36 mm du bord mésial de la dent ;
C : sections parallèles à la surface occlusale, au niveau du collet et en dessous, face mésiale vers le haut ­ de gauche à droite, les CT scans ont été respectivement réalisés à 6,93 mm, 7,14 mm, 7,44 mm, et 7,80 mm de la face occlusale de la dent. Mésialement, les racines mésio-vestibulaire et mésio-linguale restées dans le corps mandibulaire (voir F) sont en rouge clair et montre une correspondance parfaite avec la couronne de la m/3 (en bleu).
D : vue occlusale du spécimen complet avec sa m/3.
E : vue occlusale de la m/3.
F : vue occlusale des racines de la m/3.
G : vue disto-linguale du contact (flèche blanche) entre la m/3 et sa racine distale.
Toutes les barres d’échelle représentent 0,5 cm.