Les cycles annuels de l'émail dentaire donnent un aperçu des histoires de vie

Si vous prenez une loupe et une torche et que vous regardez très attentivement vos dents dans le miroir, vous pourrez apercevoir par endroits un motif de fines lignes parallèles qui traversent vos dents. Celles-ci correspondent aux stries de Retzius qui marquent la croissance de notre émail dentaire. L'émail commence à se former dans l'utérus et continue à se minéraliser jusqu'à l'adolescence, lorsque les dernières dents de lait tombent et sont remplacées par des permanentes. Comme chez tous les vertébrés terrestres, l'émail des dents se minéralise progressivement en couches microscopiques aussi chez l'homme, représentées par les stries de Retzius. La vitesse à laquelle un humain se développe peut être lue à partir de ces lignes de Retzius. Les changements physiologiques, tels que la naissance, le sevrage ou la maladie, par exemple, laissent des traces distinctives. Les stries de Retzius forment également le cadre chronologique de la composition chimique de l'émail des dents, qui à son tour reflète les changements dans le régime alimentaire de cet individu.

En étudiant leurs dents , une équipe internationale de scientifiques de l'Université Goethe de Francfort dirigée par le professeur Wolfgang Müller et son étudiante en master Jülide Kubat, actuellement doctorante à l'Université Paris Cité, a comparé les habitudes alimentaires d'un ancêtre de l'homme moderne - Homo erectus, "l'homme droit" - avec celles d'orangs-outans et d'autres animaux contemporains. Ceux-ci vivaient tous à l'époque du Pléistocène il y a 1,4 million à 700 000 ans sur l'île indonésienne de Java, qui à cette époque était caractérisée par des forêts tropicales humides de mousson ainsi que des paysages arborés ouverts et des savanes herbeuses.

Afin d'analyser l'émail des dents, les chercheurs ont enrobé les dents dans de la résine, puis les ont découpées en tranches très fines d'environ 150 micromètres d'épaisseur. Ces échantillons de dents extrêmement précieux font partie de la collection Gustav Heinrich Ralph von Koenigswald de l'Institut de recherche Senckenberg et du Musée d'histoire naturelle de Francfort, un prêt permanent de la Fondation Werner Reimers. À leur tour, ils ont utilisé un laser spécial pour enlever le matériau des tranches minces, qui a été analysé chimiquement avec un spectromètre de masse pour, entre autres éléments, le strontium et le calcium, qui se trouvent dans les os et les dents (Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICPMS)). Le rapport strontium/calcium (Sr/Ca) dépend du régime alimentaire, explique Müller : « Le strontium est progressivement excrété par l'organisme, en tant qu'impureté du calcium vital, pour ainsi dire. Dans la chaîne alimentaire, cela conduit à une diminution continue du rapport strontium-calcium (Sr/Ca) des herbivores aux omnivores puis aux carnivores.

L'équipe de recherche a pu corroborer cela en comparant diverses dents d'animaux du Pléistocène de Java : les prédateurs félins présentaient un faible rapport strontium-calcium, les prédécesseurs des rhinocéros, des cerfs et des hippopotames d'aujourd'hui présentaient des rapports strontium-calcium élevés et les porcs du Pléistocène, en tant qu'omnivores, se situaient quelque part au milieu. Les dents des hominidés orangs-outans et Homo erectus étaient vraiment passionnantes car les chercheurs ont découvert ici des cycles annuels au cours desquels la composition alimentaire des grands singes et des humains changeait : les deux montraient des variations au cours des années, mais les pics réguliers de Sr/Ca étaient beaucoup plus prononcés pour l'orang-outan que pour Homo erectus. Kubat, premier auteur de la publication, explique : « Ces pics indiquent un approvisionnement abondant en nourriture végétale pendant la saison des pluies, pendant laquelle la forêt tropicale, par exemple, a produit de nombreux types de fruits. Pendant la saison sèche, les orangs-outans se sont tournés vers d'autres sources de nourriture, qui peuvent avoir inclus des insectes ou des œufs. En revanche, l'Homo erectus, en tant qu'omnivore et carnivore occasionnel, était moins dépendant de l'approvisionnement alimentaire saisonnier, comme l'indiquent les pics moins prononcés et les valeurs Sr/Ca inférieures.

Dans l'ensemble, dit Müller, leurs recherches montrent que l'analyse laser à haute résolution spatiale des oligo-éléments, associée à la chronologie de l'émail des dents, peut fournir des informations temporelles remarquablement détaillées sur l'histoire de la vie de nos ancêtres : « Soudain, vous vous sentez très proche de ces premiers humains qui ont vécu si longtemps avant nous. Vous pouvez sentir ce que cela aurait pu signifier pour eux lorsque la saison a changé et comment ils ont interagi avec leur monde. C'est absolument fascinant.

- Ce communiqué de presse a été initialement publié sur le site Web de l'Université Goethe de Francfort