Le 10 septembre 2015, les scientifiques ont officiellement annoncé qu’une nouvelle espèce d’hominine avait été découverte dans le système de grottes de Rising Star, dans le nord de l’Afrique du Sud. Mais la découverte était loin d’être un secret – l’équipe avait tweeté en direct sa saison de terrain plus tôt. Ils ont nommé l’espèce Homo naledi – pour « étoile » dans les langues locales Sotho-Tswana.
À ce jour, ce que les scientifiques savent de l’Homo naledi provient de plus de 2 000 fragments de fossiles qui constituent 21 individus – des adultes mâles et femelles ainsi que des nourrissons – provenant de trois parties différentes du système de grottes de Rising Star. L’espèce est estimée avoir entre 236 000 et 335 000 ans, selon plusieurs méthodes de datation. Pour une science qui peut compter les os de certaines espèces entières d’hominines fossiles avec les doigts d’une main, trouver autant de fossiles d’une espèce en un seul endroit est sans précédent.
Avec la nouvelle célébrité de l’Homo naledi au sein de la paléoanthropologie, les chefs de projet et paléoanthropologues Lee Berger et John Hawks ont été assez avisés pour transformer la situation en une opportunité de remettre en question le statu quo de l’industrie. Le projet Rising Star, soutenu par le National Geographic, a permis d’instaurer de nouvelles mœurs et pratiques sociales en matière d’ouverture des données, ce qui a permis aux chercheurs de travailler sur le matériel d’Homo naledi de manière efficace, rapide et professionnelle. Et rétrospectivement, de nombreux facteurs ont fait que Rising Star était bien placé pour susciter un changement vers plus de pratiques d’accès ouvert dans toute la paléoanthropologie.
« Nous avons une invitation ouverte pour les collègues à vérifier notre travail », a expliqué Lee Berger à Ars. « Et ils peuvent le faire puisque nous avons fait de la collaboration ouverte un élément clé de Rising Star. » Il a fait une pause pendant une minute et a poursuivi. « Je pense que nous élargissons ce que signifie la science, pour la paléoanthropologie, car les gens peuvent voir le site et les fossiles par eux-mêmes pour tester leurs conclusions. Les données sont disponibles. »
Le berceau de l’humanité
L’histoire de l’Homo naledi commence en fait des millions d’années avant que l’expédition Rising Star n’installe son camp à quelque 25 miles de Johannesburg, dans la province sud-africaine de Gauteng.
Les grottes de cette région d’Afrique du Sud se forment lorsque l’eau percole à travers les fissures et les crevasses de la roche dolomitique de la région et érode lentement la roche, formant des cavernes souterraines de toutes formes et de toutes tailles. En s’écoulant dans ces grottes, l’eau laisse derrière elle des dépôts de carbonates de calcium – facilement reconnaissables sous la forme de brèches dures comme du béton ou de dépôts de pierre de coulée en forme de feuille que l’on trouve le long des parois des grottes. Dans le système de grottes Rising Star, cela a donné lieu à un réseau de chambres, y compris celles où les chercheurs ont récupéré des fossiles d’Homo naledi.
Pour les scientifiques qui reconstituent l’histoire des anciens environnements et de l’évolution de l’Afrique du Sud, ces grottes font office de capsules temporelles. Au cours des éons, des restes de plantes et d’animaux (sans parler des hominines) ont été trouvés dans les grottes. On a trouvé suffisamment d’ossements d’hominines pour qu’en 1999, cette région du nord de l’Afrique du Sud – et toutes ses grottes remplies de fossiles – soit désignée comme un site du patrimoine mondial de l’UNESCO de 180 miles carrés appelé le berceau de l’humanité, dédié à l’histoire paléoanthropologique de l’humanité.
Ces ossements sont arrivés dans la grotte par un certain nombre de voies. Les rongeurs, par exemple, traînent les os dans les grottes et ce depuis des millénaires. L’eau provenant de sources souterraines peut déplacer les os de l’endroit où un animal est mort vers un autre endroit du système de grottes entièrement. Bien que ces grottes soient des sources incroyables pour trouver des fossiles, comprendre comment ces fossiles apparaissent dans leurs emplacements actuels – pour être découverts et excavés par les scientifiques modernes – est tout sauf simple.
Des grottes à Facebook et Twitter
En août 2013, le professeur Lee Berger de l’Université de Witwatersrand a engagé Pedro Boshoff pour étudier les grottes du berceau de l’humanité, en cartographiant celles qui avaient des dépôts de fossiles. Boshoff, un spécialiste de la spéléologie, a élargi son équipe pour inclure Rick Hunter et Steven Tucker. Les spéléologues étaient présents dans le système Rising Star depuis les années 1970 et, armés d’une carte de 1985 comme guide, Tucker et Hunter ont commencé à explorer systématiquement.
« J’ai commencé dans le système de grottes Rising Star en 2011 en tant que membre du club d’exploration spéléologique », explique Steven Tucker par courriel. « Cela a toujours été l’une de mes grottes préférées, à la recherche de nouvelles zones explorées. À la mi-2013, j’avais passé bien plus d’une centaine d’heures là-dedans. »
Tucker et Hunter ont découvert qu’ils pouvaient se tortiller à travers une fente de 18 centimètres plutôt intimidante et non cartographiée dans la grotte, alors ils se tortillent. Une fois la fente franchie et après avoir négocié la descente d’un toboggan, Tucker et Hunter se sont retrouvés dans une dernière chambre contenant un nombre démesuré de fossiles (« Lorsque nous avons vu la mandibule pour la première fois, nous avons pensé que c’était peut-être le dernier gars qui était descendu dans la chambre et qui n’en était pas sorti », a plaisanté Hunter lors d’une interview). Lorsqu’ils ont montré à Berger des photos des fossiles, son intérêt a été piqué, c’est le moins que l’on puisse dire.
Sur les photos, Berger a pu voir que les os étaient fraîchement endommagés, probablement par d’autres spéléologues qui ne savaient pas sur quoi ils marchaient. Après avoir consulté des collègues, M. Berger a décidé qu’il était prudent et nécessaire de fouiller les fossiles, de cartographier correctement leurs contextes et de le faire rapidement pour éviter tout autre dommage. Après avoir obtenu les autorisations nécessaires et avec le soutien du National Geographic, M. Berger a commencé à réunir une équipe possédant les connaissances scientifiques et spéléologiques requises pour mener à bien cette tâche. Il a commencé par rédiger une offre d’emploi.
« Devrais-je simplement envoyer cela par courrier à mes collègues et leur demander de le distribuer de la manière habituelle ? ». Berger a écrit dans son best-seller de 2016 sur l’expédition, Becoming Human. « Je devinais qu’il n’y avait probablement pas plus d’une poignée de personnes dans le monde entier qui correspondaient à la description et étaient disponibles dans un délai aussi court. » Berger a décidé de publier l’avis sur Facebook et, de là, il a rapidement déchiré le Twitterverse. L’équipe souterraine était composée de six femmes ayant une grande expérience de l’archéologie et de la spéléologie – Marina Elliott, K. Lindsay Hunter neé Eaves, Elen Feuerriegel, Alia Gurtov, Hannah Morris et Becca Peixotto.
« Il m’a fallu 45 minutes pour descendre dans la chambre de Dinaledi la première fois », a déclaré Marina Elliot, anthropologue biologique à l’Université de Witwatersrand et actuelle directrice de terrain du projet. « Lorsque je suis enfin sortie du toboggan et que j’ai glissé dans le dernier couloir menant à la chambre de Dinaledi, j’ai pu voir que le sol était jonché de morceaux d’os et que les stalactites autour de moi scintillaient sous la lumière de ma lampe frontale. C’était époustouflant ». Elliott s’est arrêté un moment, puis a ri. « Je suppose que c’est ce que l’équipe d’Howard Carter a ressenti lorsqu’elle a ouvert la tombe du roi Tut. »
La saison de terrain de novembre 2013 a été mise en place pour se dérouler comme un projet d’archéologie de récupération. Il s’agissait de faire des fouilles dans la chambre de Dinaledi (c’est ainsi que l’espace a été nommé) – d’y entrer, d’obtenir les fossiles, de documenter le contexte et de repartir. Lorsque Marina Elliott et Becca Peixotto ont atteint la chambre, elles ont commencé à repérer les fossiles à la surface du sol de la grotte. Leur compte était de plus de 300 fragments. « Eh bien, nous avons enlevé nos chaussures et nos chaussettes, pour être sûrs de ne rien endommager », a précisé Marina Elliott. « Les fossiles étaient – sont – incroyablement fragiles. »
« Nous utilisons des cure-dents pour creuser », a expliqué Peixotto. « Nous déplaçons un grain de sédiment à la fois, en regardant tout ». L’équipe d’archéologues utilise également des pinceaux et des récipients Tupperware pour fouiller et transporter les fossiles à la surface – une curieuse juxtaposition de matériel provenant du Dollar Store avec la technologie sophistiquée des caméras, des câbles et d’Internet. Cette dernière était là pour permettre à l’équipe de soutien en surface, dans le « centre de commandement », de surveiller les fouilles en direct et de documenter soigneusement la récupération des fossiles. « Nous utilisons également des piquants de porc-épic, qui sont parfaits pour les sédiments », explique Elliott avec un joyeux aplomb. « Et parfois, nous devons simplement attendre que les porcs-épics quittent les grottes pour pouvoir y entrer. »
A mesure que l’équipe creusait, un curieux schéma a commencé à émerger. Tous les fossiles étaient des ossements d’hominines. Dans les grottes avec des hominines fossiles, il n’est pas rare de trouver des os non hominines, ce qui indique que d’autres animaux ont utilisé les grottes à un moment donné et y sont morts, ou que des forces naturelles, comme l’eau, auraient pu transporter les os jusqu’à l’endroit où ils ont été découverts. Mais à Rising Star, il n’y avait aucun fossile d’une autre espèce. C’était suffisamment inattendu pour que « à un moment donné, Lee m’ait pris à part pour me demander si nous ne fouillions que les hominines et si nous ne mettions pas de côté d’autres éléments pour plus tard », se souvient Elliott. « Je lui ai assuré que nous fouillions tout. Il n’y avait tout simplement rien d’autre que les hominines. »
Au cours de la première saison de fouilles, tous les excavateurs – des astronautes souterrains, terme dont les médias se sont emparés – se sont relayés pour prendre leur poste. Comme il était très difficile de se faufiler dans la chambre de Dinaledi, les quarts de travail sont passés de 1 à 2 heures à 3 ou 4 heures, afin de maximiser le rendement du temps passé à atteindre les fossiles. Les fossiles ont été cartographiés et mis en sac. Les sédiments ont été collectés pour être tamisés plus tard dans le laboratoire. La saison entière a duré trois semaines, et Twitter scientifique a été captivé tout au long, suivant les mises à jour de #RisingStar.
La presse populaire suivant les grandes découvertes de fossiles n’est pas nouvelle. Lorsque le célèbre fossile Lucy a été découvert dans la région d’Afar en Éthiopie en novembre 1974, son découvreur, Donald Johanson, a tenu une conférence de presse à Addis-Abeba le 21 décembre pour présenter Lucy aux médias, bien avant que le fossile ne soit publié dans la littérature académique. De nombreuses découvertes de fossiles sont l’occasion de faire participer le grand public. Avant Rising Star, cependant, aucune excavation d’hominine fossile n’avait été aussi instantanément partagée à travers le monde.
« Un changement générationnel »
Une fois que les 1 350 fossiles et fragments de fossiles ont été récupérés dans les grottes, ils ont été stockés, conservés et accédés à l’Université de Witwatersrand. Il était clair, cependant, que des milliers d’ossements restaient sur le site et que Rising Star deviendrait très rapidement un projet de recherche à long terme, et non l’opération de sauvetage que l’équipe avait commencé à penser qu’il était.
Avant que d’autres fossiles ne soient excavés, cependant, ceux récupérés devaient être préparés et analysés, ce qui demande du temps et des efforts. Traditionnellement, les analyses de matériel fossile d’hominine – en particulier les fossiles qui ont le potentiel d’être de nouvelles espèces – sont entreprises par des scientifiques de haut niveau, et il peut y avoir un décalage considérable entre la découverte de matériel et la publication officielle. De plus, historiquement, les revues n’ont pas toujours exigé que les données des fossiles fassent partie de leur publication.
Berger et Hawks voulaient quelque chose de différent. Il y avait tellement de fossiles à analyser, ont-ils conclu, que le projet nécessitait un atelier massif avec des scientifiques travaillant en collaboration. Ils voulaient, comme ils l’ont indiqué dans l’annonce de leur atelier sur Facebook, des « scientifiques en début de carrière » qui seraient « disposés à partager ces données et ces compétences » dans le cadre d’un « atelier collaboratif. » Et ils voulaient que les fossiles entrent dans le dossier publié en temps opportun.
« Je pense qu’il y a un changement générationnel en ce moment qui transforme la paléoanthropologie en science », m’a expliqué Lee Berger. « Nous mettons les données à disposition et encourageons la collaboration ouverte. »
Ils ont eu plus de 150 candidats, et en mai 2014, plus de 40 sont venus à Johannesburg pour travailler à travers les matériaux fossiles de la grotte pendant cinq semaines. Plusieurs participants à l’atelier estiment que bien plus de 10 000 heures-personnes ont été consacrées à l’analyse de l’assemblage de fossiles. « L’atelier était plus important que d’habitude », a déclaré par courriel Caroline VanSickle, anthropologue biologique. « Il est rare qu’autant de paléoanthropologues se retrouvent au même endroit, au même moment et pendant autant de semaines. Le nombre de participants a été dicté, en partie, par l’ampleur de la découverte du fossile. »
Lors de l’atelier, les scientifiques ont analysé les différents éléments du squelette et analysé les motifs d’usure sur les os. Pendant les fouilles retransmises en direct sur Twitter, les questions ont afflué pour demander à l’équipe quelles espèces d’hominines fossiles se trouvaient dans la grotte et comment les ossements y sont arrivés. L’atelier a été l’occasion de commencer à répondre à ces questions et à d’autres encore. « Je pense que nous avons fait un travail remarquable pour repousser les limites des connaissances, encourager d’autres scientifiques à affiner la compréhension du naledi, et partager notre travail avec le monde », a déclaré l’anthropologue biologique Zach Throckmorton.
Les résultats ont été publiés dans la revue scientifique à comité de lecture en accès libre eLife le 10 septembre 2015. La décision du groupe de publier un ensemble de fossiles d’une telle importance et d’une célébrité exceptionnelle dans une revue à accès libre – au lieu des revues plus traditionnelles comme Nature et Science – a envoyé un message clair. Bien que les revues traditionnelles aient un certain cachet et une certaine gravité dans les cercles scientifiques, elles vivent derrière des murs payants et sont plus lentes à tourner autour de l’examen par les pairs que leurs homologues en libre accès.
« Avec la collaboration réfléchie et délibérée de Rising Star au fil des ans, nous avons montré que vous n’avez pas à opposer la vitesse de publication à la qualité », m’a expliqué John Hawks. « Vous pouvez avoir un bon travail qui est fait relativement rapidement par rapport aux normes paléo. Nous voulons faire appel à des collaborateurs. Nous voulons élever le niveau de la science qui peut être faite avec ces fossiles. »
Dans leur publication, les 47 auteurs ont fait valoir que les fossiles étaient une « espèce d’hominine éteinte jusqu’alors inconnue », avec une anatomie qui ressemblait le plus à d’autres espèces d’Homo précoces, comme Homo erectus ou Homo habilis. (Bien qu’il y avait beaucoup de caractéristiques uniques qui distinguaient cette nouvelle espèce). L’équipe a nommé l’espèce Homo naledi, notant que les 15 individus récupérés dans la grotte constituaient « le plus grand assemblage d’une seule espèce d’hominines encore découvert en Afrique ». À ce jour, l’article a été consulté plus de 231 000 fois.
Comme la plupart des hominines fossiles, l’espèce était un mélange de traits anatomiques apelike et humanlike. Mais cette nouvelle espèce particulière a apporté son lot de caractéristiques étranges et déroutantes, ce qui a rendu difficile pour les scientifiques de déterminer sa place dans l’arbre généalogique des hominines. « Ces spécimens sont uniformes par leur taille réduite, en particulier par rapport aux fossiles contemporains d’Afrique australe, mais ils possèdent également un certain nombre de caractéristiques comparables à celles des humains récents », a noté l’anthropologue biologique Adam Van Arsdale, qui n’est pas affilié au projet. « Homo naledi nous offre une chance d’étudier les modèles en mosaïque de l’évolution », a-t-il élargi dans une interview.
Access
Pour une grande partie de l’histoire de la paléoanthropologie, pouvoir travailler sur des sites fossiles ou avoir accès aux fossiles eux-mêmes passe par un réseau professionnel. L’atelier Rising Star – et les collaborations qui ont découlé de cet atelier initial au cours des années suivantes – ont offert aux scientifiques en début de carrière la possibilité de créer de nouveaux réseaux professionnels. Ces réseaux se sont développés au cours des années suivantes.
A mesure que les participants à l’atelier initial ont avancé dans leur carrière, ils ont travaillé activement pour impliquer encore les jeunes professeurs et les postdocs, ainsi que les étudiants diplômés et de premier cycle, continuant ainsi à renforcer les réseaux de confiance et à renforcer les avantages de la collaboration ouverte. Tous sont intéressés et engagés dans le libre accès aux fossiles et aux données – avec le matériel d’Homo naledi, bien sûr, mais aussi dans d’autres projets auxquels ils ont participé.
Il y a beaucoup de types de données qui entourent Homo naledi – tout, des mesures de calibre, aux scans des fossiles, aux reconstructions 3D de la grotte Rising Star, elle-même. L’équipe s’efforce de maintenir un équilibre entre la disponibilité des données du projet et le contrôle de la qualité par des experts. Il ne s’agit pas d’une course effrénée. « Nous ne pouvons pas toujours être aussi ouverts que nous le souhaiterions », a précisé le chercheur postdoctoral Ashley Kruger, de l’université de Witwatersrand. Kruger est responsable de la numérisation de nombreux aspects du projet. « Cela peut dépendre des règles d’une institution. Mais nous voulons que les données utilisées dans les publications soient ouvertes et disponibles. »
L’accès ouvert n’est pas gratuit, comme le soulignent de nombreux champions ainsi que les critiques de l’approche de Rising Star en matière d’accessibilité des données. La question de savoir où sont stockées les données, comment on peut y accéder et qui peut les utiliser dépend des scientifiques qui les génèrent. Mais le succès de l’accès ouvert dépend également des institutions et des subventions qui financent la recherche et du fait que les revues exigent l’ouverture et la transparence des données avec la publication de recherches évaluées par les pairs.
« Le succès de la politique d’accès ouvert de Rising Star signifie qu’il sera plus difficile pour les paléoanthropologues à l’avenir de ne pas être plus ouverts avec leurs données », a déclaré Throckmorton. « Ils ne seront peut-être pas aussi ouverts que le projet Naledi, mais ils le seront davantage. Il y a eu un changement dans les attentes concernant la publication des fossiles. »
La poussée de Rising Star pour le libre accès ne s’est pas terminée avec la publication eLife. Traditionnellement, les copies de fossiles ont été partagées dans les communautés scientifiques et universitaires par le biais de moulages physiques. Il existe cependant des alternatives : MorphoSource est une archive en ligne qui permet aux chercheurs de stocker et de partager des scans 3D de fossiles, par exemple. Le site est hébergé par l’université de Duke et permet aux utilisateurs enregistrés de télécharger gratuitement des scans pour les imprimer. « Les moulages de fossiles sont coûteux », souligne M. VanSickle, « parfois difficiles ou impossibles à obtenir ». La publication des fossiles dans MorphoSource les rend facilement accessibles. » À ce jour, les scans de cent quarante-trois fossiles de l’Homo naledi ont été téléchargés sur MorphoSource.org où ils peuvent être téléchargés et imprimés gratuitement par quiconque.
Rising Star a mis en place des sessions Google hangout pour discuter avec des classes K-12 à travers le monde. Le projet s’est également fortement engagé en faveur de l’éducation par le biais d’expositions dans les musées, de classes et d’activités de sensibilisation, du centre d’accueil de Maropeng, dans le berceau de l’humanité, au musée Perot des sciences et de la nature de Dallas. Cet automne, le 23 octobre, le projet a lancé une application gratuite de réalité virtuelle qui permet aux « visiteurs » d’entrer dans la chambre de Dinaledi via leur smartphone.
La Sud-Africaine et actuelle étudiante en master Nompumelelo Hlophe, qui a travaillé sur le site pendant les courtes saisons de terrain entre 2015-2016, a traduit la partie audio de la visite de Dinaledi en zoulou. « J’adore la sensibilisation du public et les explications sur l’Homo naledi », m’a dit Hlophe. « Leur dire que j’ai fait partie de ce projet est vraiment puissant. Cela a changé mes objectifs de carrière. »
Rising Star aujourd’hui
Le projet Rising Star est loin d’être terminé et est actuellement dans une saison de terrain dans la chambre de Dinaledi jusqu’en novembre de cette année. « Rising Star se sent comme une exploration dans le vrai sens du terme », a déclaré Elliott à Ars. « C’est de la curiosité avec un but. »
Le but – sous la forme de tests d’hypothèses – a façonné les plusieurs courtes saisons de terrain après 2013 dans le système Rising Star. En plus des fouilles dans la chambre Dinaledi, les fouilles ont commencé dans une deuxième partie du système de grottes, la chambre Lesedi, où trois autres individus Homo naledi ont été récupérés. Trois autres individus Homo naledi ont été excavés de l’antichambre Hill, qui fait partie de Dinaledi proprement dit, ce qui porte le décompte le plus récent des fossiles Rising Star à 21 individus Homo naledi et plus de 2 000 fragments de fossiles. Des géologues ont parcouru les grottes pour aider à reconstituer exactement comment le système s’est formé. La nouvelle équipe d’excavateurs est formée sous l’expertise et la tutelle de Marina Elliott et Becca Peixotto.
Comme Rising Star a pris de l’ampleur, le projet comprend maintenant une équipe de spéléologues à temps plein – composée de Maropeng Ramalepa, Dirk van Rooyen, Mathabela Tsikoane, Steven Tucker et Rick Hunter – pour aider à la sécurité des excavations, aider à manœuvrer les fossiles encombrants hors de la grotte, ainsi que pour continuer à cartographier le système de grottes. « J’ai toujours exploré les grottes principalement pour découvrir de nouvelles parties de systèmes de grottes », explique Steven Tucker. « Après naledi, mes yeux se sont ouverts aux possibilités de découvertes de fossiles dans des grottes bien connues. »
Certains des plus grands objectifs de recherche actuels du projet Rising Star se concentrent sur la question de savoir pourquoi il y a tant d’hominines – et seulement des hominines !- dans les chambres de la grotte. Les chercheurs ont proposé que ce modèle de fossiles ne pouvait que résulter de l’Homo naledi se débarrassant délibérément de leurs morts ; les travaux de terrain actuels continueront à tester cette explication en étendant les fouilles dans la chambre de Dinaledi et en incluant de nouveaux puits d’essai.
Les amateurs de fossiles pourront suivre les fouilles de la fin octobre à la mi-novembre sur Twitter via #RisingStarExpedition et #DinalediChamber.
Pendant la majeure partie de son histoire, la paléoanthropologie a été une science construite à partir de superlatifs. Les gros titres nous parlent du fossile le plus ancien. Le squelette le plus complet. Le plus ancien humain moderne. Ce genre d’affirmations fait qu’il est facile de supposer que la science de l’évolution humaine est motivée par la découverte, et le projet Rising Star, chargé de superlatifs, est la preuve qu’il y a un intérêt sans fin pour les découvertes d’hominines fossiles.
Mais la science est un processus social, et, plus que tout, Rising Star a mis au défi ses collègues paléoanthropologues de réexaminer la façon dont ils s’y prennent pour faire leur science. L’Homo naledi a eu suffisamment de cachet culturel pour mettre au défi la science de l’évolution humaine d’être plus ouverte et accessible avec ses données.