En 1974, le monde a été stupéfait par la découverte de “Lucy”, le squelette partiel d’un ancêtre humain qui marchait debout – et passait encore du temps dans les arbres – il y a 3,2 millions d’années. Des découvertes ultérieures ont révélé que son espèce, dispersée dans l’est de l’Afrique, avait un cerveau plus gros que celui des chimpanzés. Mais une nouvelle étude d’un ancien bambin révèle que le cerveau de l’espèce de Lucy était organisé moins comme celui des humains et plus comme celui des chimpanzés. Cela suggère que le cerveau de nos ancêtres s’est développé avant de se réorganiser de la manière qui nous permet d’adopter des comportements mentaux plus complexes, comme la fabrication d’outils et le développement du langage. Les restes suggèrent également que l’espèce de Lucy avait une enfance relativement longue – semblable à celle des humains modernes – et qu’ils auraient eu besoin d’être parentés plus longtemps que leurs parents chimpanzés.

Les anthropologues ont beaucoup insisté sur le fait que les membres adultes de l’espèce de Lucy – Australopithecus afarensis – avaient un crâne 20% plus grand que celui d’un chimpanzé. Les chercheurs ont longtemps débattu de ce que cela signifiait pour leur puissance cérébrale. Le cerveau de ces premiers hominines, ou membres de la famille humaine, s’était-il déjà réorganisé lorsque leur espèce a commencé à marcher debout en Afrique et – peut-être – à manier des outils de pierre tranchants, il y a 2,9 à 3,9 millions d’années ? “Il y a eu un grand débat sur le moment où la réorganisation du cerveau a eu lieu dans la lignée des hominines”, explique le paléoanthropologue de l’Université de Chicago, Zeresenay Alemseged.

Pour tester cette idée, une équipe internationale de paléoanthropologues a utilisé un synchrotron à Grenoble, en France, pour prendre des images à très haute résolution du crâne et des dents déformés d’un bambin A. afarensis, connu sous le nom d’enfant Dikika, qu’Alemseged a découvert en Éthiopie en 2000.

L’équipe a zoomé sur l’intérieur du crâne, où le cerveau laisse une empreinte. Ils ont constaté qu’un pli dans le tissu à l’arrière du cerveau, appelé le sillon lunaire, était dans la même position que chez un chimpanzé, et non dans un cerveau humain où sa position peut avoir eu un impact sur la fonction mentale complexe. D’autres caractéristiques ont également montré que “l’empreinte cérébrale de l’A. afarensis est complètement apelike”, explique le paléoanthropologue Philipp Gunz de l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutive. Gunz a passé 7 ans à faire la reconstruction 3D du crâne de Dikika et de six autres membres adultes et juvéniles de l’espèce.

L’équipe a également compté minutieusement les lignes de croissance sur les dents de l’enfant Dikika et a constaté qu’il avait 2,4 ans au moment de sa mort. Son volume cérébral était d’environ 275 millilitres, soit le même que celui d’un chimpanzé du même âge. Un deuxième crâne était d’un âge et d’une taille similaires ; tous deux suggèrent que le cerveau de l’A. afarensis s’est développé à peu près au même rythme que celui d’un chimpanzé, rapporte l’équipe aujourd’hui dans Science Advances. Pour atteindre la taille de son cerveau adulte, l’A. afarensis a donc dû avoir une période de croissance cérébrale – ou enfance – plus longue, ce qui est une caractéristique des humains ultérieurs, y compris nous.

Ces enfances plus longues exigent que les mères ou autres gardiens investissent plus d’énergie pour élever leur progéniture. “Cela suggère qu’une enfance plus longue a émergé bien avant Homo”, dit Alemseged.

Les nouvelles reconstructions du crâne de Dikika sont “exceptionnelles”, dit le paléoanthropologue Steven Leigh de l’Université du Colorado, Boulder, qui n’a pas participé à l’étude. Mais le neuroscientifique évolutionniste Chet Sherwood, de l’université George Washington, prévient que, comme l’étude est basée sur les crânes de seulement deux jeunes et cinq adultes, “il faut être prudent”. De plus, des études récentes remettent en question la mesure dans laquelle les différences à la surface du cerveau correspondent réellement à un recâblage du cerveau et à un changement fonctionnel réel chez différentes espèces, explique la neuroscientifique et anthropologue Katerina Semendeferi de l’université de Californie à San Diego. Néanmoins, toutes deux pensent que les reconstructions sont spectaculaires. Et, ajoute Sherwood, ces fossiles sont si rares qu’ils “méritent d’être poursuivis autant que possible.”