Reconstructing past climate and environment using rodent assemblages from the Middle to Late Pleistocene in western Asia

par Ivan Rey-Rodriguez

Thèse de doctorat en Sciences de la Nature et de l'Homme

Sous la direction de Christiane Denys et de Marta Arzarello.

  • Titre traduit

    Reconstitution du climat et de l'environnement à l'aide des assemblages de rongeurs du Pléistocène moyen au Pléistocène supérieur en Asie occidentale


  • Résumé

    L'Asie occidentale est la sous-région la plus occidentale de l'Asie et constitue une importante enclave de passage entre l'Afrique, l'Asie et l'Europe. Dans cette région, au cours de la dernière décennie, les études sur les petits vertébrés se sont multipliées, principalement en raison de leur intérêt comme outil utile pour les reconstructions paléoenvironnementales et paléoclimatiques. Cependant, la plupart d'entre elles proposent une liste préliminaire de taxons, en raison du manque de référentiel ostéologique et de la connaissance limitée des caractères molaires. En tenant compte de ce contexte, l'objectif principal de cette thèse de doctorat est de reconstruire les conditions environnementales et climatiques passées en utilisant des assemblages de rongeurs en Asie occidentale, en se concentrant sur les sites archéologiques de la grotte d'Azokh 1 et de la grotte de Kaldar. Parallèlement à ce travail, des pelotes de chouettes effraies de la région de Birecik ont été analysés afin d'obtenir une meilleure connaissance des espèces de rongeurs. L'identification correcte des rongeurs était le but principal de ce travail, pour cela nous avons utilisé la littérature et les collections de référence. Cependant, pour certains genres, comme Ellobius, cela n'a pas suffi et nous avons appliqué la méthode de la Géométrie morphométrique en analysant les caractères morphologiques et morphométriques. Ensuite, une étude taphonomique préliminaire ainsi que les méthodes de la pondération de l'habitat et du modèle bioclimatique ont été appliqués aux assemblages de rongeurs fossiles. Enfin, ces deux méthodes ont été utilisées pour tester leur potentiel pour les reconstructions environnementales et climatiques. Nos résultats ont validé ces deux méthodologies pour de futures études archéologiques dans cette région. En outre, les résultats paléoclimatiques et paléoenvironnementaux obtenus dans les couches du Pléistocène moyen au Pléistocène supérieur du site d'Azokh 1, indiquent que le climat était relativement chaud-tempéré et un environnement principalement composé d'arbustes et de steppes. Aucun changement majeur n'a été observé entre les couches étudiées, ce qui indique des conditions favorables pour les populations humaines. En outre, l'analyse paléoécologique effectuée dans la grotte de Kaldar a révélé des températures et des précipitations plus faibles que les conditions actuelles pour le Pléistocène supérieur, ce qui indique que la population humaine vivait dans un environnement principalement composé de steppes sèches avec des parcelles de zones boisées. En résumé, les différentes méthodologies utilisées permettent d'améliorer les identifications taxonomiques, d'identifier les prédateurs à l'origine des assemblages et de récupérer d'importantes informations paléoenvironnementales et paléoclimatiques en Asie occidentale, notamment dans les montagnes du Zagros en Iran et dans la région du Caucase. De plus, concernant la paléobiogéographie de nos espèces de rongeurs identifiées, qui sont principalement composées de taxons d'origine asiatique, indiquant que les montagnes du Zagros et du Caucase ont probablement servi de barrière pour les petits mammifères provenant d'Afrique.


  • Résumé

    Western Asia is the westernmost subregion of Asia and constitute an important enclave of passage between Africa, Asia and Europe. In this region, during the last decade, the small vertebrate studies are increasing, mainly for their interest as a useful tool for palaeoenvironmental and palaeoclimatic reconstructions, however most of them propose preliminary taxa list, due to the lack of osteological referential and the limited knowledge of molar characters. Taking into account this background, the main objective of this PhD thesis is to reconstruct the past environmental and climatic conditions using rodents assemblages in western Asia, focusing in the archaeological sites of Azokh 1 Cave and Kaldar Cave. In parallel to this work, barn owl pellets from Birecik region have been analyzed in order to obtain a better knowledge of rodent species. The correct identification of rodents was the main aim of this work, for that we used the literature and reference collections. However, for some genus, as Ellobius, it was not enough that is the reason because we applied the Geometric Morphometric method analyzing the morphological and morphometric characters. Then, a preliminary taphonomic study and also the Habitat weighting and the Bioclimatic model have been applied to the fossil rodent assemblages. Last both, in order to test the potential of these methods for the environmental and climatic reconstructions. Showing that our results validated both methodologies for further archaeological studies in this region. Besides, the palaeoclimatic and paleoenvironmental results obtained from Azokh 1 Middle to Late Pleistocene layers, indicate that climate was relatively warm-temperate and an environment mainly composed of shrubland and steppe. No major changes have been observed between the studied layers, indicating favourable conditions for human populations. Moreover, palaeoecological analysis performed in Kaldar Cave revealed lower temperatures and lower precipitation than present-day conditions for the Late Pleistocene, indicating that hominin population lived in an environment mainly composed of dry steppes with patches of forested areas. Summarizing, the different methodologies used allow us to improve the taxonomic identifications, identify the predators at the origins of the assemblages and to recover important paleoenvironmental and palaeoclimatic information in western Asia, especially in the Zagros mountains of Iran and the Caucasus region. Also, regarding the paleobiogeography of our rodent identified species, which are mainly composed by taxa of Asiatic origin, indicating that probably the Zagros and Caucasus mountains acted as a barrier for small mammals coming from Africa.