Les fouilles de Çatalhöyük en Turquie

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Un grand nombre de fragments de poteries retrouvées sur ce site de Çatalhöyük ont été étudiées très finement et ces études basées sur la signature isotopique des résidus carbonés imprégnant ces poteries a conduit à une compréhension très précise du mode de vie de ces premières communautés sédentaires vivant là il y a près de 8000 ans avant l’ère présente.

Pour comprendre l’intérêt de cette étude, il faut ici faire un petit rappel des mécanismes de fixation du CO2 par les plantes, mécanisme indépendant de la lumière, cette dernière – la photosynthèse – étant là pour produire les équivalents réducteurs (NADPH) et de l’énergie sous forme d’ATP. Il existe deux sortes de mécanismes de cette fixation du CO2 atmosphérique l’un présent dans les plantes dites C3, la très grande majorité des plantes, et l’autre présent dans les plantes dites C4. Les plantes en C3 fixent directement le CO2 avec la Rubisco sur un ribulose bis-phosphate pour produire deux molécules de 3-phosphoglycérate, d’où leur nom de C3. Or cette réaction n’est pas très efficace car l’oxygène a tendance à l’inhiber et comme l’oxygène a aussi tendance à diffuser à l’intérieur des cellules végétales pour que des dernières puissent respirer il est donc bien connu des maraîchers qu’enrichir l’atmosphère d’une serre en CO2 stimule la croissance végétale car l’activité de la Rubisco est favorisée.

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Un peu plus tard au cours de l’évolution environ 3 % des plantes ont inventé un système judicieux de fixation du CO2 dit C4 en deux étapes qui se trouvent dans deux compartiments différents des feuilles. D’abord le CO2 est transformé en ion carbonate qui est incorporé dans un métabolite intermédiaire appelé phospho-énol-pyruvate pour former de l’oxaloacétate un di-acide à 4 atomes de carbone. Cette première étape se passe dans les cellules du mésophylle de la feuille (en vert) c’est-à-dire le tissu qui se trouve entre les nervures. Ces nervures constituent en fait le système vasculaire de la feuille. La deuxième étape a lieu avec la Rubisco dans des cellules formant une gaine entourant le système vasculaire (en violet dans l’illustration) et cette gaine est relativement protégée par les cellules du mésophylle. Un système de transport transfère le résultat de cette condensation, pour faire bref, dans les cellules péri-vasculaires relativement isolées de l’oxygène, le CO2 est alors libéré et incorporé à son tour par la Rubisco. Les plantes en C4 poussent beaucoup mieux et ont besoin de moins d’eau que les plantes en C3. Au niveau isotopique les plantes en C4 – puisque la Rubisco fonctionne mieux – fixent plus de CO2 « lourd » c’est-à-dire contenant du carbone-13. Il est dès lors possible en réalisant une analyse isotopique 12C/13C des dépôts organiques retrouvés dans ces débris de poterie de savoir d’où provenaient ces acides gras ainsi que les protéines d’origine animale outre celles du lait et quelle était la plante à l’origine de l’alimentation de l’animal dont étaient issus le lait ou la viande. L’enrichissement en 13C est également retrouvé dans les protéines. Or parmi les plantes en C4 qui se trouvent encore naturellement sur le site de Çatalhöyük il existe deux plantes en C4 qui servent de fourrage pour les ruminants. Il s’agit d’une Poacée (Chloris gayana) et du millet, également une poacée, comme d’ailleurs le maïs, la canne à sucre et le sorgho, les principales plantes en C4 de grande culture avec quelques 5000 espèces de plantes herbacées et d’arbustes.

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Cette étude apporte enfin quelques éclaircissement sur l’usage des poteries. Celles-ci servaient à réaliser des aliments à base de lait mais aussi à stocker des produits carnés ainsi que des préparations réalisés à partir de céréales dont l’ancêtre du blé (Triticum aestivum) qui, comme les autres céréales dont le riz, n’est pas une plante C4. Cette utilisation diversifiée des poteries signe la sédentarisation organisée en cellules familiales comme les fouilles du site de Çatalhöyük occupé à partir de 7500 ans avant l’ère présente l’ont montré. Source : Nature communications, 10.1038/s41467-018-06335-6

Note au sujet du carbone-13. Ce rapport 12C/13C a été utilisé pour calculer la contribution de l’activité humaine dans la teneur en CO2 atmosphérique en utilisant le même type d’analyse isotopique et a conduit à l’évidence que le temps de présence de ce CO2 qui a une « signature isotopique » particulière n’est que de 5,7 ans et une contribution de quelques ppm seulement : https://jacqueshenry.wordpress.com/2017/03/19/crise-climatique-cest-le-delire-total-3/

Il y a 15000 ans, après le fromage et le pain : la bière.

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Ce sont encore les Natufiens qui ont inventé la boisson alcoolisée. Cette civilisation moyen-orientale inventa le pain (voir un précédent article sur ce blog du 23 août 2018) et qui dit pain dit alcool dès l’instant où la pâte est colonisée par des levures, un processus spontané. J’ai coutume de dire que la levure de bière (ou de pain) est l’animal le plus anciennement domestiqué par l’homme et il n’a pas eu à faire d’efforts particuliers car les levures se trouvent partout dans la nature. En étudiant la grotte de Raqefet (illustration) en Israël au Mont Carmel utilisée entre 13700 et 11700 avant l’ère présente utilisée pour enterrer les morts, mais pas seulement, des excavations cylindriques ont été mises à jour. Elles servaient à broyer diverses plantes et grains utilisés pour l’alimentation, peut-être pour fabriquer de la farine afin de faire du pain … Les analyses microscopiques ont en effet indiqué que ces sortes de mortiers étaient imprégnés de restes de grains d’amidon de diverses céréales dont des variétés ancestrales de blé et d’avoine. Ces graminées ainsi que d’autres plantes de la famille du pois ont été identifiées en étudiant la morphologie des granules d’amidon récupérés par lavage délicat des parois de ces mortiers avec de l’eau à l’aide d’une sonde à ultra-sons comme en utilisent les dentistes pour détartrer les dents.

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Ces grains d’amidon ont fait l’objet d’une étude détaillée qui a montré que dans ces excavations le processus de saccharification enzymatique avait eu lieu in situ, un processus qui peut être obtenu par exemple par l’amylase salivaire, un enzyme qui détruit la structure de l’amidon. Mais il préexiste aussi le même type d’enzyme dans les grains eux-mêmes qui est activé lors de l’hydratation du grain pour favoriser la germination. Ce n’est qu’après cette première étape que la levure va se nourrir des sucres fermentescibles, essentiellement du glucose, pour produire de l’alcool. Selon la structure des grains d’amidon récupérés lors des lavages de ces mortiers le processus de fermentation a pu être ainsi précisé. L’amidon le plus abondant provenait du souchet rond (Cyperus rotundus), une plante poussant dans les lieux humides dont le rhizome était également riche en amidon et utilisé pour fabriquer du pain.

Les études microscopiques ont aussi montré la présence de fibres végétales ce qui suggère que le moût, mélange d’eau et de farine, devait être entreposé après confection de la farine dans des paniers qui restaient dans le fond de l’excavation. La séparation du résidu semi-solide du liquide alors alcoolisé par le processus de fermentation naturelle devait permettre d’obtenir un breuvage légèrement alcoolisé.

Les déductions des archéologues au sujet de cette pratique de fabrication de bière la rapproche des rites funéraires qui étaient probablement l’occasion d’une sorte de festin « arrosé » puisque des os d’animaux ont été retrouvés aux cotés des individus enterrés dans la grotte. Aménager de tels équipements a très certainement induit une certaine sédentarisation de ces peuplades qui maitrisaient le stockage des grains et maîtrisaient également la fabrication du pain, et ces découvertes situent la sédentarisation plutôt dans cette région de la civilisation natufienne s’étendant de l’est de la Turquie actuelle, depuis les rives de l’Euphrate jusqu’au Sinaï alors que cette sédentarisation est communément localisée en Mésopotamie quelques 4000 ans plus tard.

Source et illustration : https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2018.08.008

La première plus grosse installation industrielle du monde se trouvait en France près d’Arles.

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Aux premier et second siècle de l’ère présente les Romains construisirent un moulin à grain d’une taille exceptionnelle dans le sud de la France à un peu plus de 10 kilomètres d’Arles (Arelate à l’époque), l’une des résidences favorites de l’Empereur Constantin au bord du Rhône. Arles doit son essor en s’alliant à Jules César un demi-siècle avant l’ère présente contre Marseille qui lui disputait la suprématie du commerce le long du couloir rhodanien. La ville fut équipée d’aqueducs et les débouchés de la riche campagne environnante furent exploités et transformés pendant les deux siècles qui suivirent. Ceci fut la raison pour laquelle les ingénieurs romains construisirent un moulin de taille industrielle à Barbegal alimenté par un aqueduc captant les eaux souterraines de la chaine des Alpilles alors que celui alimentant Arles en eau provenait du massif du Lubéron.

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Les moulins – il y en avait 16 – étaient alimentés par des buses (flume en anglais) en bois. L’eau provenant du moulin supérieur était recueillie dans un bassin et utilisée pour faire tourner la roue conçue en bois du moulin inférieur et ainsi de suite. Les pales des moulins étaient également en bois. Divers fragments retrouvés sur le site de Barbegal ont été minutieusement étudiés pour en quelque sorte retracer l’histoire de ce moulin exceptionnel. Il s’agit d’empreintes des structures de bois par des dépôts de calcite, l’eau souterraine des Alpilles captée dans les sources karstiques (k dans la figure ci-dessus) étant particulièrement chargée en carbonates. Ces fragments ont fait l’objet d’études stratigraphiques, cristallographiques et isotopiques ayant pour objet de retracer l’histoire de la buse d’arrivée de l’eau, des roues et donc du moulin lui-même.

Les études stratigraphiques et microscopiques ont mis en évidence l’alternance des saisons, la charge en calcaire de l’eau variant avec l’abondance des précipitations. Les précipitations ont formé des strates brunes dues à la présence de colloïdes provoqués par les eaux de ruissellement. La densité de ces dépôts de calcite indique en outre que les roues des moulins étaient probablement protégées des rayons solaires en comparant des dépôts d’autres moulins à Saepinum, Athènes ou encore Ephèse. Ces moulins n’étaient, en effet, pas protégés par un toit.

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Les études isotopiques ont concerné les isotopes 13 du carbone et 18 de l’oxygène. Les différences en teneur en ces isotopes permettent de retrouver la température de l’eau qui actionnait les moulins. Pour l’oxygène un δ18O élevé signifie que l’eau était plus froide, c’est-à-dire en hiver. Pour le δ13C c’est l’inverse car plus l’eau est chaude moins il y a d’isotope lourd du carbone en raison du dégazage plus intense de l’eau. Ces dernières études ont montré, combinées aux études cristallographiques et stratigraphiques, que les moulins étaient à l’arrêt durant quelques mois entre le milieu de l’été et le milieu de l’automne. Les dépôts de calcite recueillis et étudiés ont tous un âge d’environ 15 années ce qui indique que des opérations de maintenance étaient effectuées périodiquement chaque quinze années. L’épaisseur de ces dépôts de calcite représentaient en effet pour chaque roue des moulins un poids non négligeable d’environ 170 kg. Il fallait donc nettoyer ces roues périodiquement.

Les historiens ont cru pendant longtemps que l’économie romaine était basée sur l’esclavage. L’existence d’un tel moulin d’une taille industrielle unique au monde à cette époque explique au contraire que l’abandon progressif de l’exclavage libéra la créativité des ingénieurs romains. Puisqu’il y avait moins de main-d’oeuvre il fallait créer des machines performantes. Ce moulin pouvait en plein fonctionnement produire jusqu’à 25 tonnes de farine par jour afin d’alimenter en pain la population locale mais aussi les navires des ports d’Arles et de Fossae Marianae, aujourd’hui Fos-sur-Mer, à proximité d’Arles. Les navires embarquaient en effet un pain compact spécial qui pouvait être conservé plusieurs mois car il avait été cuit deux fois à cet effet. Parmi tous les débris de calcite conservés au musée archéologique d’Arles et rassemblés lors de fouilles du site de Barbegal en 1930, il a enfin pu être mis en évidence la date d’abandon du moulin, aux alentours du début du troisième siècle de l’ère présente probablement en raison des troubles qui affectaient l’Empire romain mais peut-être aussi avec l’apparition de moulins de taille plus modeste et de maintenance plus abordable pour des non-spécialistes. Il reste que le moulin de Barbegal reste le vestige de la plus grande construction industrielle de cette époque.

Source et illustrations : Science Advances

La disparition de la mégafaune : entièrement le fait de l’activité humaine ? Pas si sûr.

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La mégafaune désigne les grands animaux terrestres ou marins encore vivants ou disparus. L’éléphant est un représentant de ce classement qui comprenait bien d’autres espèces vivantes terrestres pour la plupart disparues aujourd’hui comme le mammouth laineux ou encore le paresseux terrestre (Paramylodon harlani) qui disparut des Amériques il y a environ 11000 ans. Il s’agissait d’un animal muni de grosses griffes d’une hauteur d’environ 3 mètres pouvant peser jusqu’à 1000 kilos. Comme l’indique le nom de ses cousins existant encore à ce jour et essentiellement arboricoles – les paresseux – il devait se déplacer lentement et devint une proie facile pour les chasseurs-cueilleurs qui arrivèrent en Amérique depuis l’Asie par le détroit de Behring. Jamais aucune preuve de l’extinction de ces représentants de la mégafaune de la fin du Pléistocène par les hommes n’avait été apportée jusqu’à la découverte d’empreintes de cet animal visiblement pourchassé par des êtres humains dans le monument national des White Sands au Nouveau-Mexique.

L’illustration en deux parties montre clairement que des hommes, au moins deux, tentaient de s’approcher d’un paresseux pour l’abattre. L’un des hommes marche sur les traces du paresseux (sloth + human track), probablement en le poursuivant alors qu’un autre homme va l’attaquer à revers. Les empreintes en vert sont des traces des « mains » du paresseux (sloth manus trace) peut-être blessé ou tentant d’adopter une démarche de quadrupède pour s’échapper. Bref, il s’agit d’une scène de chasse (flailing circle) préhistorique unique en son genre.

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La disparition de la mégafaune du Pléistocène qui avait vu le jour des dizaines de millions d’années auparavant peut donc s’expliquer par l’activité des chasseurs-cueilleurs qui y avaient trouvé des proies faciles, certes, mais il ne faut pas perdre de vue que ces espèces animales avaient atteint le stade ultime de leur évolution de même qu’aujourd’hui les pandas, les éléphants, les rhinocéros ou encore les koalas sont des espèces animales qui ont atteint les limites de leur évolution et devraient disparaître naturellement à plus ou moins brève échéance quoique l’homme fasse pour les protéger. C’est la dure loi de l’évolution et que l’activité humaine accélère ce processus n’est qu’un épiphénomène monté en épingle par les tenants de la biodiversité tout simplement pour culpabiliser les hommes.

Source et illustrations : Science Advance, 10.1126/sciadv.aar7621 et aussi un vidéo en anglais résumant résumant ces travaux : https://youtu.be/fkY5aWNomUs . Sloth en anglais = paresse ou paresseux

Le dieu maléfique des Romains : le CO2 !

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La ville de Pamukkale dans le sud-ouest de la Turquie est bien connue des touristes pour ses concrétions spectaculaires de calcite et ses piscines d’eau turquoise chargée en sels minéraux (illustration ci-dessus). Il existe en effet une activité volcanique sous-jacente alimentant ces sources d’eau chaude. À l’époque romaine il existait sur la colline surplombant ce site particulier une ville appelée Hierapolis. Il y fut érigé un temple où les prêtres eunuques sacrifiaient des animaux à Pluton, le dieu des enfers, près de l’entrée d’une fissure du sol d’où sortaient des effluves de vapeur. C’était la porte de l’enfer, en latin Plutonium. Le géographe grec Strabo au premier siècle avant l’ère présente décrivait ainsi cet endroit : « Il y a tellement de vapeurs et de brumes denses qu’on peut difficilement voir le sol. Tout animal qui s’approche de trop près de la grotte meurt instantanément« .

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Le site a été récemment fouillé par une équipe d’archéologues italiens de l’Université de Salento et l’énigme de cet endroit a été révélée. Du gaz carbonique géogénique à plus de 45 % – il y a aussi un peu l’hélium, du radon et de la vapeur d’eau – sort en continu de cette grotte. Les fouilles ont permis de reconstituer le temple dédié à Pluton qui fut fréquenté jusqu’au cinquième siècle de notre ère puis démoli par les Chrétiens bien que des tremblements de terre puissent aussi être incriminés pour expliquer sa disparition car cette région se trouve dans une zone sismique toujours très active aujourd’hui.

Pourquoi les prêtres de Cybèle ne mourraient pas comme les animaux qu’ils présentaient à Hades ou Pluton en offrande ? La légende dit que c’était leur castration qui les avait immunisé en quelque sorte contre les maléfices remontant du monde de l’ombre et des enfers. En réalité, après avoir analysé les effluves de gaz qui montra la présence de CO2 presque à l’état pur, les archéologues et les scientifiques qui s’intéressaient à ce site et à son mystère conclurent très simplement qu’il fallait être un oiseau ou une chèvre pour être presque instantanément asphyxié, c’est-à-dire au ras du sol, car le gaz carbonique est plus lourd que l’air. Les prêtres se tenaient debout et avaient donc peu de chance de mourir d’asphyxie. Quand les archéologues travaillèrent sur ce site ils se rendirent compte que des oiseaux s’approchant trop près de l’entrée de la grotte mourraient immédiatement. C’était le dieu CO2 qui est aujourd’hui sinon vénéré du moins toujours aussi maléfique et infernal …

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Note : Cybèle, déesse d’origine phrygienne (Anatolie) représentait l’abondance de la Terre. Elle s’appellait Demeter chez les Romains et était assimilée à Gaïa, la déesse actuelle des écologistes. Les serviteurs de son culte, du moins dans la Grèce antique, étaient tous des eunuques.

Source : https://www.seeker.com/gate-to-hell-found-in-turkey -1767366949.html

Premières cuvées de vin il y a 8000 ans près de Tbilisi

L’acide tartrique est présent en grande quantité dans le raisin (Vitis vinifera) originaire d’Eurasie et la présence de ce composé qui se retrouve naturellement dans le vin fut à la base de l’identification non équivoque de la première production de vin dans le monde. En dehors d’autres fructifications comme la carambole, l’aubépin et LE tamarinier qui renferment des traces de cet acide le raisin en contient des quantités importantes, jusqu’à 4 grammes par litre de jus. Des poteries retrouvées à proximité de la ville de Tbilisi ont montré par leur teneur en acide tartrique et dans une moindre mesure d’acide citrique qu’elles avaient servi plus de 6000 ans avant notre ère à faire du vin. Cette découverte repousse donc la date des premières productions de vin.

Les jarres utilisées étaient imposantes puisque l’une d’elles mesurait pas moins de 1 mètre de diamètre et un mètre de haut. Elle pouvait contenir jusqu’à 350 litres de jus de raisin et la vinification fut probablement effectuée dans ce récipient qui servait ensuite à stocker le vin pour sa consommation ultérieure. La configuration de ces jarres est telle qu’elle devaient être partiellement enterrées. C’est encore le cas en Géorgie avec le « qvevri », littéralement un vin dit de jarre, vinifiée dans de larges récipients de terre toujours partiellement enterrés. Comme quoi les traditions ne se sont pas évanouies après plus de 8000 ans ! La première description de préparation de vin dans des récipients non enterrés date d’environ 3000 ans avant notre ère et elle figure sur des fresques anciennes de la haute Egypte. Cet art fut introduit en Egypte par les Canaans bien après la pratique courante de production de vin sur les flancs sud du Caucase.

Le climat local de l’époque a pu être reconstitué à l’aide des grains de pollen notamment et ressemblait au climat méditerranéen actuel. Les occupants de cette région devaient donc être de bons vivants comme tous les buveurs de vin …

Source et illustration : PNAS, doi : 10.1073/pnas.1714728114

Il y a 3000 ans les Egyptiens souffraient des mêmes maladies « modernes »

Du temps des pharaons de l’Égypte ancienne le coeur était considéré comme le siège de l’âme et lorsqu’un illustre individu, comme par exemple un pharaon, était inhumé son corps était embaumé avant d’être entouré de bandelettes pour être momifié mais il était éviscéré car les sanies contenues dans ces viscères pouvaient contribuer à corrompre le coeur et l’âme aurait alors la liberté de s’éloigner. Ces viscères étaient si l’on peut dire conditionnées à l’aide de sel, de résines, parfois de miel et éventuellement de bitume puis conservées dans des vase d’albâtre ou de terre cuite appelés vases canopes, hauts d’une quarantaine de centimètres dans lesquels les archéologues ont retrouvé des morceaux de foie, de poumon ou d’intestin. Chaque canope était étiquetée avec une tête humaine pour le foie, une tête de babouin pour les poumons, d’un chacal pour l’estomac et d’un faucon pour les intestins. Si le coeur était préservé car il était le siège de l’âme il fallait que quelques viscères restent auprès du corps dans la sépulture et soient bien conservées pour « la vie d’après ».

Les vases canopes ont été délaissés par les archéologues car ils étaient considérés comme de simples ornements dans la sépulture. Ce n’est que récemment qu’ils ont attiré l’attention des spécialistes qui ont demandé à des biologistes leur concours pour analyser leur contenu. Les puissantes techniques de séquençage de l’ADN ont permis d’envisager une étude de ces restes d’organes contenus dans les vases canopes. Pour comprendre l’effet du procédé d’embaumement les chercheurs ont utilisé des organes de porc qui sont physiologiquement très proches de ceux de l’homme et ils ont reproduit les gestes et les techniques des embaumeurs égyptiens. Puis à l’aide d’appareils d’imagerie médicale ces spécialistes d’un nouveau genre ont pu optimiser les prélèvements de ces restes d’organes. Dans l’illustration les photos posées sur la table de travail sont des clichés obtenus à l’aide d’un scanner médical.

Ayant ainsi réuni tous les atouts pour procéder à des analyses d’ADN les chercheurs, donc des archéo-biologistes, de l’Université de Zürich ont par exemple montré que les intestins de ces Egyptiens anciens contenaient des bactéries capables de digérer certaines fibres mais ces bactéries ont disparu depuis longtemps. Les investigations se sont aussi orientées vers la recherche de la bilharziose, un ver parasite très présent dans les eaux du Nil. Pour l’instant les résultats doivent être confirmé malgré le fait que le nombre de canopes se trouvant dans divers musées soit limité.

Ces travaux ont étonné les chercheurs sur d’autres aspects de la santé des Egyptiens anciens. Par exemple des momies de sujets jeunes ont révélé que près de 30 % des enfants souffraient déjà d’athérosclérose mais ils n’en mourraient pas forcément car ils avaient beaucoup plus de chances de mourir de maladies infectieuses ou de blessures. Peut-être considérons-nous à tort aujourd’hui que cette maladie est réservée aux adultes. L’histoire montre ainsi que si on peut prendre certaines précautions pour combattre des affections comme l’athérosclérose ou l’obésité, ces maladies existaient déjà il y a bien longtemps. De ce fait il faut plutôt s’accommoder de la présence de certaines maladies car ces mesures de précaution sont illusoires. Un véritable pavé dans la mare des certitudes médicales, si on peut formuler les choses ainsi.

Source : Le Temps de Genève