La « sécurité sociale » chez les derniers Néandertaliens

Par le fait du hasard des publications scientifiques, j’abreuverai encore mes lecteurs demain dimanche d’une autre histoire relatives aux hommes de Néandertal qui précise de façon inattendue leurs liens avec l’homme moderne.

Aujourd’hui le Kurdistan iraquien est un endroit dangereux, mais il y a 50000 ans, les chasseurs cueilleurs néandertaliens devaient aussi être sur le qui-vive. Il y avait des ours, des jaguars à dents longues, des lions et des hyènes sans oublier les serpents et les scorpions. Un pas de travers et ces hommes étaient transformés en viande morte. Tout ceci fait qu’il est surprenant qu’un homme de Néandertal appelé Shanidar 1 par les scientifiques ait pu survivre jusqu’à la cinquantaine, l’équivalent de 80 ans aujourd’hui. Il devait avoir profité d’une bonne couverture sociale style Pléistocène de la part de sa tribu.

Un article de PlosOne (voir le lien) très technique décrit en détail le squelette de cet homme découvert dans la grotte de Shanidar près d’Erbil en Irak. Le site qui contient les restes d’une dizaine de néandertaliens est connu depuis la fin des années 1950 mais un examen plus approfondi de Shanidar 1 a montré qu’il souffrait de handicaps sérieux. Des études antérieurs avaient indiqué que cet homme souffrait de multiples blessures, un coup au niveau de la face qui lui fit probablement perdre la vue d’un oeil, des fractures et une amputation de l’avant-bras droit ainsi que des blessures au niveau de la jambe droite. Une dégénérescence systémique du squelette avait également été constatée.

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L’étude récente a montré qu’il était probablement sourd. Indépendamment du fait qu’il avait perdu un avant-bras, un oeil et qu’il souffrait d’autres blessures, la surdité de cet homme en avait fait une proie facile pour les bêtes carnivores sauvages et il dépendait donc étroitement de l’attention constante des autres membres du groupe pour sa survie. Des excroissances osseuses (exostoses) avaient en effet obstrué ses conduits auditifs et le fait d’être sourd ne permettait plus à cet homme de localiser correctement les bruits extérieurs à la grotte et donc l’exposait aux dangers des prédateurs. Pour avoir atteint un tel âge avancé cet homme devait donc être entouré de quelques membres de sa famille ou de son groupe et pour avoir bénéficié d’une telle attention peut-être était-il un « ancien » très respecté, un chaman ou un guerrier illustre … Toutes les suppositions sont possibles.

Source : https://doi.org:10.1371/journal.pone.0186684.g001 . Illustrations : exostoses du conduit auditif externe et entrée de la grotte de Shanidar

D’où nous vient le virus de l’herpès génital ? Bonne question.

Dans sa fameuse chanson « Les Trompettes de la Renommée » (1962) Brassens, ne s’embarrassait pas de pudeur en décrivant avec l’humour qui le caractérisait les conséquences de ses amours avec une marquise : « Madame la Marquise m’a foutu des morpions« . Mais dans le même registre des affections génitales d’où vient le virus de l’herpès génital (HSV2) dont près de 90 % des êtres humains sont porteurs ? Pour répondre à cette question exceptionnellement importante et qui aurait réjoui Brassens une équipe de paléo-archéologues de l’Université de Cambridge en Grande-Bretagne dirigée par le Professeur Charlotte Houldcroft a remonté le temps depuis l’ancêtre commun de l’homme et du chimpanzé (et du bonobo) jusqu’à l’Homo erectus, notre ancêtre direct. La filiation du virus qui accompagna tous les hominidés durant cette longue évolution qui dura plus de 3 millions d’années a pu être établie avec une certaine certitude en se basant sur la vitesse de propagation du virus dans la forêt tropicale entre singes d’aujourd’hui et mesurée en mètres par an. Cette vitesse a été corrélée à l’apparition naturelle de mutations spontanées sur une seule base de l’ADN (SNPs) qui est maintenant largement utilisée pour établir la filiation entre groupes humains.

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Les séquences d’ADN du virus présent dans les populations actuelles tant en Afrique que sur les 4 autres continents ont été utilisées pour confirmer que l’Homo sapiens sapiens avait bien émigré depuis l’Afrique il y a environ 100000 ans avec son virus de l’herpès ! Toutes les possibilités de transmission ont été passées en revue à l’aide de techniques statistiques prenant en considération les probabilités de transmission au cours de l’évolution des hominidés. Selon l’étude publiée dans la revue Virus Evolution (lien en fin de billet) la probabilité la plus sérieuse de transmission mise en évidence est que le virus aurait été véhiculé par l’Homo boisei dont le fossile – un paranthrope mais pas vraiment un être humain (illustration) – retrouvé dans la Gorge de l’Olduvai a indiqué qu’il vivait dans cet endroit limitrophe de la forêt tropicale entre 2,4 et 1,4 millions d’années. Or comme le virus humain – HSV2 – est plus proche du virus affectant la région buccale du chimpanzé, ChHV1, que de son homologue humain provoquant l’herpès buccal (HSV1), il est intéressant de noter que cette transmission au cours de l’évolution entre les singes, ou plutôt leurs ancêtres et l’homme moderne est passé par cet humanoïde Homo boisei. Cependant l’étude n’exclue pas que le virus ait pu être également transmis à ce paranthrope par un autre proto-humain, l’Homo abilis. Dans le doute il est donc permis de dire que c’est l’Homo boisei qui nous a « foutu » l’herpès génital …

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Source, doi : 10.1093/ve/vex026

Comment vivaient nos cousins les hommes de Néandertal ?

Après le séquençage de l’ADN d’une femme néandertalienne dont le squelette fut retrouvé dans les montagnes de l’Altaï au sud de la Sibérie et datant de 122000 ans, l’équipe du Professeur Svante Pääbo du Max Planck Institute de Leipzig a réussi à séquencer la totalité de l’ADN d’un autre Néandertalien. Celle-ci, puisqu’il s’agit aussi d’une femme, vivait il y a 52000 ans et a été découverte dans une grotte en Croatie. Le fait de disposer de ces deux informations génétiques a fait progresser la compréhension au sujet du mode de vie de ces êtres humains qui s’étaient établi en Europe bien avant que l’homme moderne ne vienne s’y implante après avoir quitté l’Afrique il y a une centaine de milliers d’années. Il est maintenant reconnu que l’homme moderne d’Europe mais pas d’Afrique a « fricoté » avec les Néandertaliens puisqu’il possède dans son génome entre 1,8 et 2,6 % de gènes en provenance de ces cousins éloignés. Certains spécialistes ont incriminé ces gènes qui seraient à l’origine de perturbations métaboliques dont certaines populations souffrent aujourd’hui mais sans apporter de preuves formelles car il faudrait réunir plus d’information sur ces « cousins » néandertaliens.

À propos de cousinage, l’ADN de la néandertalienne de l’Altaï a mis en évidence une forte endogamie, en d’autres termes le mode de vie de ces petits groupes de chasseurs-ceuilleurs relativement isolés les uns des autres autorisait en quelque sorte des unions entre cousins ou oncles et nièces. Ce comportement sociétal n’a pas été retrouvé dans l’ADN de la femme de Croatie et il est probable, durant les 70000 années qui ont séparé ces deux spéciments, que la population néandertalienne s’était suffisamment étoffée pour que les unions consanguines aient disparu. Le séquençage de l’ADN de 4 spécimens d’homme moderne datant de 34000 ans et provenant du site de Sunghir en Russie, cette fois tous des hommes, ont indiqué qu’il n’existait pas d’endogamie dans cette population et que donc, comme pour la néandertalienne de Croatie, les hommes (ou les femmes) allaient chercher leur partenaire en dehors de leur clan ou tribu.

Ces observations pourraient apporter une explication à la disparition inexpliquée des Néandertaliens il y a environ 35000 ans. En effet l’endogamie provoque non seulement des malformations physiques et une faiblesse du système immunitaire mais également un amoindrissement des facultés intellectuelles. C’est peut-être la raison pour laquelle ces hommes « anciens » par opposition aux hommes « modernes » ont fini par disparaître malgré des croisements avec ces derniers. Les Néandertaliens n’étaient pas aussi primitifs qu’on a tendance à le croire car ils enterraient leurs morts, confectionnaient des bijoux ou parures, fabriquaient des outils et des armes pour la chasse. Ont-ils acquis ces comportements des hommes modernes nouvellement arrivés sur leur territoire, nul ne le sait. Il faudra encore réaliser beaucoup de travaux pour se faire une idée précise de l’interaction génétique entre eux et l’homme moderne. Ce qui reste troublant est l’absence totale de SNPs (single nucleotide polymorphism) d’origine néandertalienne dans l’ADN mitochondrial de l’homme moderne. Seul l’ADN nucléaire a hérité de ces SNPs. L’ADN mitochondrial n’est transmis que par la mère et cette observation ouvre la porte à toutes sortes de spéculations. Les hybrides homme moderne-néandertalien de sexe féminin étaient-ils stériles ? Il faudra encore beaucoup de travaux pour apporter une réponse catégorique à cette question …

Source : Science Magazine

L’homme a pris « un coup de vieux » de 150000 ans !

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Depuis le début du XXe siècle il est admis que l’homme moderne, Homo sapiens, est issu de l’Ethiopie actuelle depuis la découverte de fossiles datant de 195 000 ans à Omo Kibish. Tous les autres restes que les paléoanthropologues ont examiné et analysé depuis corroborent cette hypothèse. Il y aurait environ 100 000 ans cet homme moderne débuta une étonnante migration hors d’Afrique qui le conduisit dans tout le continent eurasiatique, toutes les îles du Pacifique et jusqu’à l’extrême sud de l’Amérique du Sud. On sait d’autre part que notre ancêtre direct cohabita avec d’autres hommes plus primitifs ou du moins les rencontra au cours de ses migrations, que ce soient les hommes de néandertal en Europe et en proche-Asie ou les hommes de Denisovan quelque part dans le sud de la Sibérie. Ils cohabitèrent et selon les études génétiques disponibles se croisèrent puisqu’on retrouve quelques pour-cents de gènes de néandertaliens chez l’homme moderne.

En Afrique l’Homo sapiens se dispersa depuis l’Ethiopie vers l’Afrique du Sud il y aurait 150 000 ans avant même l’ « Out of Africa » mais sur ce dernier point les fossiles retrouvés sont trop peu nombreux pour qu’il soit possible de se faire une idée précise de ces fluctuations de population et leur exploitation à des fins d’identification de leur ADN est parfois impossible.

Une découverte récente vient de bousculer cette chronologie. Des restes humains en relativement bon état de conservation ont été retrouvés dans le Djebel Irhoud, un massif montagneux situé à une centaine de kilomètres à l’ouest de Marrakesh. Ce site constitué de quelques petites grottes se trouve au milieu d’une carrière de minerai de baryte et des ossements avaient déjà été prélevés dans les années 1960 et datés à l’époque de 40 000 ans. Une nouvelle investigation réalisée par une équipe internationale de paléoanthropologues dirigés par le Docteur Philipp Gunz du Max Plank Institute de Leipzig vient de jeter un gros pavé dans la mare des certitudes relatives à la chronologie de l’apparition de l’homme moderne. Les restes identifiés et datés avec précision du Djebel Irhoud datent de 315 000 ans. Cette datation a été réalisée par thermoluminescence et ne peut être remise en cause. Les caractéristiques faciales et dentaires de l’homme d’Irhoud sont en tous points similaires à celles de l’homme moderne et diffèrent notablement de celles de l’homme de néandertal.

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Ces hommes étaient déjà experts dans la technique de la taille des bifaces de silex, art dit de Levallois, et ils maîtrisaient le feu. Ils se nourrissaient de gazelles et d’autres animaux locaux. Les spécialistes considéraient que l’homme moderne était apparu en Ethiopie, il semble qu’en réalité tout le continent africain favorisa l’apparition de l’Homo sapiens, un jardin d’Eden à l’échelle du continent où cohabitèrent également d’autres hommes plus primitifs puisqu’au Kenya des bifaces du même type datant de plus de 500 000 ans ont été retrouvés. Il reste maintenant à tenter des études de l’ADN de ces spécimens pour reconstruire l’arbre phylogénétique de nos lointains ancêtres, arbre qui risque d’être beaucoup plus complexe qu’on l’imaginait jusqu’à cette découverte … Toujours est-il que nous avons pris « un coup de vieux » de 150 000 ans, ce n’est pas négligeable.

Source et illustrations : Nature, doi : 10.1038/nature22336 et Max Plank Institute Leipzig

De quoi se nourrissaient les Néandertaliens

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C’est en analysant très finement quatre fragments de dents d’hommes de Neandertal qu’une équipe internationale sous la direction du Docteur Laura Weyrich de l’Université d’Adélaïde en Australie a pu obtenir une bonne image de l’alimentation de nos cousins éloignés. Deux spécimens provenaient de la grotte de El Sidron en Espagne et deux autres de la grotte de Spy en Belgique. Il ne s’agissait pas de préciser la structure de l’ADN de ces hommes disparus d’Europe il y a environ 40000 ans mais de rechercher des évidences génétiques des bactéries et autres microorganismes formant ce que l’on appelle la plaque dentaire. Les types de bactéries buccales sont en effet un bon reflet de l’alimentation car ils sont différents selon la quantité de viande, de racines ou encore de champignons ingérés et donc en contact avec la bouche. Les hommes de Neandertal apparus en Europe il y a environ 700000 ans, c’est-à-dire bien avant l’ « Out of Africa » de l’homme moderne il y a 100000 ans étaient des chasseurs-cueilleurs et se contentaient de végétaux et de viande.

Les dents provenant de la grotte de Spy ont montré que les néandertaliens de cette région se nourrissaient presque exclusivement de viande, ils étaient des carnivores au même titre que les loups ! Leur menu était constitué de viande de rhinocéros laineux, de renne, de mouflon, de mammouth ou encore de cheval mais ils ne dédaignaient pas quelques champignons pour agrémenter leur mets. Au contraire ceux de la grotte d’El Sidron en Espagne étaient plutôt végétariens et mangeaient des écorces d’arbre, des mousses et autres lichens, des graines de pin (pignons) et des céréales bien que ne connaissant pas l’agriculture. L’un des spécimens de la grotte espagnole indique qu’il souffrait d’un abcès dentaire et les travaux réalisés (voir le lien) ont indiqué que l’individu utilisait des feuilles de saule probablement pour calmer ses douleurs, la feuille de saule étant riche en acide salicylique connue aujourd’hui sous le nom d’aspirine. Une autre indication de pratiques médicinales ancestrales est la présence d’acides nucléiques de Pénicillium, un champignon microscopique bien connu d’Alexander Fleming, retrouvés à El Sidron comme à Spy.

Finalement l’homme de Neandertal qui s’est hybridé avec l’homme moderne entre cent et quarante mille ans avant l’ère présente avait su s’adapter à son environnement et disposait de pratiques médicinales évidentes. Etait-il intelligent, comment vivait-il, pourquoi a-t-il disparu, des questions auxquelles les analyses de plaques dentaires n’apportent évidemment pas de réponses.

Source et illustration Nature, doi 10.1038/nature21674 aimablement communiqué par le Docteur Weyrich qui est vivement remerciée ici.

Note : Les bactéries buccales d’un chimpanzé sauvage, de l’homme de Neandertal et d’un homme moderne sont représentés au niveau des phylums simplifiés, en bleu les bactéries Gram-positives et en rouge et rose les bactéries Gram-négatives. Les autres microorganismes, végétaux et virus sont représentés du jaune au vert et au gris.

Origine des peuples de l’Asie de l’Est

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Il y a environ 100000 ans l’homme moderne (Homo sapiens sapiens) s’échappa d’Afrique sub-sahélienne et on retrouve ses traces d’occupation les plus anciennes au Moyen-Orient. Puis il partit vers l’est pour finalement arriver en Australie et en Amérique assez récemment puisque les Aborigènes d’Australie y accostèrent là où ils sont encore aujourd’hui il y a une quinzaine de milliers d’année à peu près au même moment que la migration vers l’Amérique du Nord et du Sud alors que le détroit de Behring n’existait pas en raison de la grande glaciation qui recouvrait l’Europe et une partie de l’Amérique du Nord, variations climatiques obligent.

Sur le continent eurasiatique il existe aujourd’hui deux sous-groupes d’Homo sapiens sapiens (on dit des clades) ceux de l’ouest, disons à l’ouest de l’Oural et ceux de l’est, depuis la Chine et la Sibérie jusqu’à l’Australie. Ces deux clades se sont différenciés du point de vue génétique il y aurait environ 45000 ans. Une controverse persiste cependant au sujet de certaines ethnies asiatiques et australasiatiques comme par exemples les « negritos », un groupe ethnique que l’on rencontre dans certaines îles de l’archipel des Philippines, ou encore les papous au sens large du terme et les aborigènes d’Australie. Certaines différences génétiques très discrètes ont été expliquées par la présence de populations dispersées sur le continent eurasiatique qui préexistaient avant le « out of Africa » qui eut lieu il y a 100000 ans telles que l’homme de néandertal ou les Denisovans et pourquoi pas d’autres hominidés.

L’homme moderne rencontra donc, au cours de sa progression vers l’est de l’Asie, d’autres populations plus archaïques avec lesquelles il se mêla puisqu’on retrouve des signatures génétiques caractéristiques des hommes de néandertal et de Denisova chez beaucoup de groupes ethniques d’Asie. Il est intéressant de rappeler que les Denisovans et les néandertaliens cohabitèrent durant plusieurs centaines de milliers d’années de la péninsule ibérique à l’Asie centrale bien qu’ils divergèrent génétiquement il y a environ 600000 ans. En considérant que la dérive génétique est constante (voir le lien Wikipedia), l’équipe du Docteur David Reich, généticien à l’Université d’Harvard, a reconstruit la filiation de tous les groupes ethniques d’Asie de l’Est en collaboration avec le laboratoire d’évolution anthropologique du Max Planck Institute de Leipzig du Docteur Svante Pääbo. Et, oh surprise ! le résultat de ces travaux montre qu’il existe des mutations qui ne proviennent ni des Néandertaliens ni des Denisovans mais d’un autre hominidé inconnu qui a disparu sans laisser de traces sinon ces quelques caractéristiques génétiques.

Quelques 1230000 SNPs (mutations ponctuelles affectant un seul nucléotide de l’ADN) ont été comparées pour identifier les mélanges génétiques ayant eu lieu entre l’homme moderne et ces populations qui existaient dispersées sur le territoire eurasiatique. L’arbre reconstruit paraît très compliqué pour un non-initié (dont je fais partie) mais il mérite d’être examiné. Chimp est l’ancêtre de l’homme c’est-à-dire le chimpanzé. La distance génétique qui sépare les Dinka, un groupe ethnique du Sud-Soudan, donc l’homme moderne qui n’a pas émigré hors d’Afrique, du chimpanzé est de 61 +56 + 80 + 3 = 200 milliers d’unités de dérive génétique. Le dernier ancêtre commun à l’homme moderne et au chimpanzé date ainsi de 6,5 millions d’années selon cette méthode de calcul.

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Il existe dans cet « arbre » généalogique neuf évènements de mélange (ou alliances, admixture en anglais) le premier étant un mélange entre deux ancêtres de l’homme de néandertal (Altaï) pour conduire à l’homme de Denisovan. Cet évènement eut lieu il y a approximativement 500000 ans. Beaucoup plus récemment, c’est-à-dire il y a moins de 100000 ans l’homme de néandertal et l’homme moderne dont l’interfécondité a été prouvée sans que l’on sache toutefois si les descendants mâles étaient féconds a provoqué l’émergence de l’Homo sapiens sapiens « non africain » ayant incorporé 3 % du génome néandertalien qui s’est scindé en deux groupes (clades) : Asie-est et Asie-ouest (East1 et West1). Les individus West1 se sont à nouveau alliés avec des néandertaliens pour donner l’homme de Ust’-Ishim, un individu retrouvé en Sibérie datant de 45000 ans et dont l’ADN mitochondrial a été séquencé. Un autre mélange a donné naissance à l’individu appelé K14, l’homme de Kostenki daté de 37000 ans. Enfin les descendants directs des West1 (North1) se sont mélangé avec ceux des East1 dans les proportions 73/27 % pour donner les Amérindiens dont l’exemple étudié est les Surui, une tribu amazonienne du Brésil qui n’a jamais été en contact avec d’autres êtres humains.

Dans la branche est (East1) on trouve les Onge, un groupe ethnique habitant certaines îles Andaman à l’est de l’Océan Indien et les Ami, des aborigènes taïwanais vivant encore isolés dans la forêt de cette île. La descendance du sous-groupe Australasie est plus compliquée. Un premier mélange avec les Denisovan a donné naissance aux Aborigènes d’Australie et aux habitants de la Nouvelle-Guinée (Papous) incorporant 4 % de gènes de Denisovan. Les « negritos » ou Mamanwa des îles de l’archipel des Philippines résultent de deux admixtures successives conduisant à seulement 1,3 % de gènes provenant des Denisovan. Enfin l’homme de Mal’ta (MA1) retrouvé en Sibérie centrale et datant de 24000 ans partage les gènes de trois lignées, East1, North1 et Denisovan. Il reste à mentionner que les Surui (Amazonie) partagent des SNPs en commun avec les Onge et les Aborigènes d’Australie.

L’ancêtre commun à tous les peuples d’Asie de l’Est et de l’Ouest est donc un inconnu apparu il y a environ 700 à 80000 ans qui n’a pas laissé de traces, une sorte d’hybride entre un hominidé et un néandertalien archaïque. Les Denisovan (première illustration : reconstitution d’artiste) seraient enfin apparentés à l’homme d’Heidelberg (Homo heidelbergensis) qui vécut en Europe entre 700000 et 200000 ans avant l’ère présente.

Cette filiation génétique peut être représentée de manière plus simple ainsi (source Nature, doi ci-dessous). Les Dai sont un groupe ethnique vivant dans le sud du Yunnan en Chine :

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Source : Article encore sous presse aimablement communiqué par le Docteur Reich et aussi Nature : DOI : 10.1038/nature18964

https://en.wikipedia.org/wiki/Human_mitochondrial_molecular_clock

https://jacqueshenry.wordpress.com/2015/09/18/levolution-humaine-un-long-parcours-parfois-seme-dembuches/

Des contemporains de Lucy étaient plus grands et plus forts

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Lorsque la fameuse paléoanthropologue Mary Leakey publia en 1981 les conclusions de ses travaux sur les empreintes de bipèdes dans la région du volcan Ngorongoro appellée la gorge de l’Olduvai en Tanzanie et la découverte de quelques os de l’hominidé qui sera emblêmatique appellé Lucy en Ethiopie, les spécialistes considérèrent que nos lointains ancêtres étaient petits, à peine plus de 1 mêtre 40, graciles, et vivaient en petits groupes disséminés dans une savane peuplée de gazelle et de petits bovidés. Tout ça se passait il y a plus de 3 millions et demi d’années.

Au sud de la vallée de l’Olduvai, sur le flanc ouest du complexe volcanique du Ngorongoro une équipe rassemblant des scientifiques des Universités de Dar es Salaam, de Pérouse et de Florence a mis à jour d’autres traces datant de la même époque, « imprimées » dans du tuf d’origine volcanique et l’étude minutieuses de ces dernières a conduit à la conclusion qu’elles avaient été laissées par des hominidés de la même famille que l’Australopithecus afarensis à peu près au même moment mais qu’il s’agissait d’individus d’une taille nettement plus grande : plus de 1 m 60 pour plus de 60 kg. Ces traces ont été assez bien préservées un peu comme dans le cas de celles des dinosaures (voir un précédent billet sur ce blog) car le tuf a été recouvert de sédiments qui ont en quelque sorte pétrifié ces empreintes de quelques 25 centimètres de long pour la postérité.

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L’équipe du Docteur Marco Cherin a en effet procédé à l’excavation de plus de 60 centimètres de sédiments pour atteindre l’horizon géologique où ont été retrouvées ces traces d’une remarquable netteté au milieu d’une multitude de traces d’autres animaux. Il s’agit incontestablement de bipèdes et compte tenu d’études variées sur les empreintes de pieds tant la taille que le poids et la vitesse de la marche ont pu en être déduits avec précision. Cette sorte d’idée reçue d’un ancêtre de l’homme moderne petit et léger est donc remise en question avec cette nouvelle étude que les curieux peuvent consulter en accès libre et d’où sont tirées les illustrations de ce billet. Seule petite incertitude difficile à éclaircir le dimorphisme entre mâles et femelles pourrait expliquer cette différence.

Source : eLife, doi : 10.7554/eLife.19568