Isotopes stables et reconstitution du régime alimentaire des hominidés fossiles: une revue - article ; n°3 ; vol.11, pg 261-287

Hervé Bocherens

Description

Bulletins et Mémoires de la Société d'anthropologie de Paris - Année 1999 - Volume 11 - Numéro 3 - Pages 261-287
Stable isotopes and reconstruction of the diet of fossel homonids: a review. Summary. — Natural isotopic abundance of carbon (I3C/12C) and of nitrogen (I5N/14N) in bone and tooth collagen is linked to that of the protein fraction of animal and human diets, whereas isotopic abundance of carbon in the mineral phase (carbonate hydroxylapatite) is linked to that of the whole diet. Due to the different conditions of collagen preservation in samples older than a few thousand years, only some Pleistocene specimens from temperate and arctic areas are reliable for the isotopic approach. In this case, the different sources of dietary proteins that can be distinguished are terrestrial plant and animal proteins, freshwater animal proteins, as well as marine animal proteins of different trophic levels (invertebrates, fish, mammals). In tropical areas, carbon isotopic signature can be preserved in enamel carbonate hydroxylapatite for millions of years, and it allows to evaluate the relative amount of foods coming from the food chains starting on Copiants (trees) and of foods coming from those starting on C4-plants (grasses). These approaches can also be used to test the level of dietary homogeneity of ancient hominid populations.
Résumé. — Les abondances isotopiques naturelles en carbone (13C/12C) et en azote (1SN/14N) du collagène osseux et dentaire sont liées à celles de la fraction protéique de la nourriture des animaux et des humains, tandis que les abondances isotopiques en carbone de la phase minérale (carbonate hydroxylapatite) sont liées à celles l'ensemble de la nourriture. En raison des conditions de conservation du collagène dans les spécimens d'âge supérieur à quelques milliers d'années, seuls des échantillons pleistocenes de zones tempérées et arctiques sont étudiables par l'approche géochimique. Dans ce cas, les sources de protéines alimentaires distingables sont les protéines végétales et animales terrestres, les protéines animales d'eau douce, ainsi que les protéines marines de différents niveaux trophiques (invertébrés, poissons, mammifères). En milieu tropical, la signature isotopique en carbone de la carbonate hydroxylapatite peut se conserver pendant des millions ď années dans l'émail, et elle permet de déterminer la part de nourriture provenant des chaînes alimentaires basées sur les végétaux à photosynthèse en C3 (arbres) de celle provenant des chaînes alimentaires basées sur les végétaux à photosynthèse en C4 (graminées). Ces approches permettent également de déterminer le niveau d'homogénéité alimentaire de populations d'hominidés anciens.
27 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

Sujets

• Sociologie, société et politique

Informations

• Publié par: BULLETINS_ET_MEMOIRES_DE_LA_SOCIETE_D-ANTHROPOLOGIE_DE_PARIS0
• Publié le: 01 janvier 1999
• Nombre de lectures: 51
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

Hervé Bocherens
Isotopes stables et reconstitution du régime alimentaire des
hominidés fossiles: une revue
In: Bulletins et Mémoires de la Société d'anthropologie de Paris, Nouvelle Série, tome 11 fascicule 3-4, 1999. pp.
261-287.
Citer ce document / Cite this document :
Bocherens Hervé. Isotopes stables et reconstitution du régime alimentaire des hominidés fossiles: une revue. In: Bulletins et
Mémoires de la Société d'anthropologie de Paris, Nouvelle Série, tome 11 fascicule 3-4, 1999. pp. 261-287.
doi : 10.3406/bmsap.1999.2552
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/bmsap_0037-8984_1999_num_11_3_2552Abstract
Stable isotopes and reconstruction of the diet of fossel homonids: a review. Summary. — Natural
isotopic abundance of carbon (I3C/12C) and of nitrogen (I5N/14N) in bone and tooth collagen is linked
to that of the protein fraction of animal and human diets, whereas isotopic abundance of carbon in the
mineral phase (carbonate hydroxylapatite) is linked to that of the whole diet. Due to the different
conditions of collagen preservation in samples older than a few thousand years, only some Pleistocene
specimens from temperate and arctic areas are reliable for the isotopic approach. In this case, the
different sources of dietary proteins that can be distinguished are terrestrial plant and animal proteins,
freshwater animal proteins, as well as marine animal proteins of different trophic levels (invertebrates,
fish, mammals). In tropical areas, carbon isotopic signature can be preserved in enamel carbonate
hydroxylapatite for millions of years, and it allows to evaluate the relative amount of foods coming from
the food chains starting on Copiants (trees) and of foods coming from those starting on C4-plants
(grasses). These approaches can also be used to test the level of dietary homogeneity of ancient
hominid populations.
Résumé
Résumé. — Les abondances isotopiques naturelles en carbone (13C/12C) et en azote (1SN/14N) du
collagène osseux et dentaire sont liées à celles de la fraction protéique de la nourriture des animaux et
des humains, tandis que les abondances isotopiques en carbone de la phase minérale (carbonate
hydroxylapatite) sont liées à celles l'ensemble de la nourriture. En raison des conditions de conservation
du collagène dans les spécimens d'âge supérieur à quelques milliers d'années, seuls des échantillons
pleistocenes de zones tempérées et arctiques sont étudiables par l'approche géochimique. Dans ce
cas, les sources de protéines alimentaires distingables sont les protéines végétales et animales
terrestres, les protéines animales d'eau douce, ainsi que les protéines marines de différents niveaux
trophiques (invertébrés, poissons, mammifères). En milieu tropical, la signature isotopique en carbone
de la carbonate hydroxylapatite peut se conserver pendant des millions ď années dans l'émail, et elle
permet de déterminer la part de nourriture provenant des chaînes alimentaires basées sur les végétaux
à photosynthèse en C3 (arbres) de celle des sur les à
photosynthèse en C4 (graminées). Ces approches permettent également de déterminer le niveau
d'homogénéité alimentaire de populations d'hominidés anciens.Bull, et Mém. de la Société d'Anthropologie de Paris, n.s. t. 11, 1999, 3-4, p. 261-287.
ISOTOPES STABLES ET RECONSTITUTION DU
RÉGIME ALIMENTAIRE DES HOMINIDÉS FOSSILES:
UNE REVUE
Hervé Bocherens*
Résumé. — Les abondances isotopiques naturelles en carbone (13C/12C) et en azote (1SN/14N) du
collagène osseux et dentaire sont liées à celles de la fraction protéique de la nourriture des animaux
et des humains, tandis que les abondances isotopiques en carbone de la phase minérale (carbonate
hydroxylapatite) sont liées à celles l'ensemble de la nourriture. En raison des conditions de
conservation du collagène dans les spécimens d'âge supérieur à quelques milliers d'années, seuls
des échantillons pleistocenes de zones tempérées et arctiques sont étudiables par l'approche
géochimique. Dans ce cas, les sources de protéines alimentaires distingables sont les protéines
végétales et animales terrestres, les protéines animales d'eau douce, ainsi que les protéines marines
de différents niveaux trophiques (invertébrés, poissons, mammifères). En milieu tropical, la signature
isotopique en carbone de la carbonate hydroxylapatite peut se conserver pendant des millions ď années
dans l'émail, et elle permet de déterminer la part de nourriture provenant des chaînes alimentaires
basées sur les végétaux à photosynthèse en C3 (arbres) de celle provenant des alimentaires sur les à en C4 (graminées). Ces approches permettent également de
déterminer le niveau d'homogénéité alimentaire de populations d'hominidés anciens.
Mots-clés : isotopes stables, carbone, azote, collagène, carbonate hydroxylapatite, régimes
alimentaires
STABLE ISOTOPES AND RECONSTRUCTION OF THE DIET OF FOSSEL HOMONIDS: A REVIEW
Summary. — Natural isotopic abundance of carbon (I3C/12C) and of nitrogen (I5N/14N) in bone
and tooth collagen is linked to that of the protein fraction of animal and human diets, whereas
isotopic abundance of carbon in the mineral phase (carbonate hydroxylapatite) is linked to that of
the whole diet. Due to the different conditions of collagen preservation in samples older than a few
thousand years, only some Pleistocene specimens from temperate and arctic areas are reliable for
the isotopic approach. In this case, the different sources of dietary proteins that can be distinguished
are terrestrial plant and animal proteins, freshwater animal proteins, as well as marine animal proteins
of different trophic levels (invertebrates, fish, mammals). In tropical areas, carbon isotopic signature
can be preserved in enamel carbonate hydroxylapatite for millions of years, and it allows to evaluate
* Laboratoire de Biogéochimie Isotopique, UMR 7618, CNRS-INRA-UPMC, Université P. et M. Curie, case
courrier 120, 4 Place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05 262 HERVÉ BOCHERENS
the relative amount of foods coming from the food chains starting on Copiants (trees) and of foods
coming from those starting on C4-plants (grasses). These approaches can also be used to test the
level of dietary homogeneity of ancient hominid populations.
Key-words: stable isotopes, carbon, nitrogen, collagen, carbonate hydroxylapatite, dietary
regimen (=diet)
INTRODUCTION
Les comportements alimentaires revêtent une importance fondamentale dans l'évo
lution des hominidés. En effet, le régime alimentaire impose des contraintes sur de
nombreux aspects fondamentaux de la biologie d'une espèce, aussi divers que la taille
corporelle, le comportement locomoteur, les stratégies de reproduction et le comportement
social. De nombreuses théories sur l'origine et l'évolution des hominidés sont ainsi basées
sur des modèles alimentaires. Des hypothèses alimentaires ont été proposées pour expliquer
la séparation entre grands singes et hominidés, comme par exemple l'hypothèse de
l'australopithèque « singe tueur» (Dart, 1957), suivie de l'hypothèse des premiers hommes
chasseurs puis charognards (Blumenschine et Cavallo, 1992). Pour expliquer la coexistence
de plusieurs espèces d'hominidés dans le Pleistocene d'Afrique, une différenciation
écologique et alimentaire a été proposée (Coppens, 1986; Picq, 1990). Les stades plus
récents de l'évolution des hominidés ont également leur lot d'hypothèses alimentaires.
Par exemple, des différences d'efficacité dans la chasse entre les néandertaliens et les
hommes modernes ont été suggérées (Binford, 1985 ; Lieberman et Shea, 1994). Les
changements d'alimentation jouent bien entendu un rôle clé dans la mise en place de
l'économie néolithique.
Traditionnellement, les restes osseux, les fragments de plantes et les artefacts sont
utilisés pour reconstituer les régimes alimentaires des hominidés fossiles. Cependant,
l'enregistrement archéologique est biaisé en défaveur des restes périssables, et les
ossements sont souvent bien conservés alors que les plantes ne le sont généralement pas.
De plus, les restes fauniques retrouvés lors des fouilles ne représentent souvent que la
consommation de la période d'occupation du site étudié, souvent courte et saisonnière
(Tauber, 1981). Les restes alimentaires ne sont donc jamais conservés en proportions qui
reflètent précisément leurs proportions dans l'alimentation (Ambrose, 1993). Ainsi, seules