Hominin diversity in the western Indonesian archipelago during the Quaternary : a dental record perspective

par Sofwan Noerwidi

Projet de thèse en Préhistoire

Sous la direction de François Sémah et de Carlos Lorenzo.

  • Titre traduit

    Diversité des hominines dans l'archipel ouest indonésien au Quaternaire : une perspective donnée par l’étude du registre fossile dentaire


  • Résumé

    La partie ouest des îles de l'archipel indonésien est l'un des points chauds paléoanthropologiques. Au cours du Quaternaire, il a été impacté par les changements climatiques et du niveau de la mer, qui pourraient avoir affecté les dispersions et / ou l'isolement des hominines dans cette région. Cette étude vise à évaluer la diversité des humains préhistoriques du Sundaland (Sumatra et Java) à partir de collections dentaires. Nous avons étudié 715 dents supérieures et inférieures, dont 290 dents d'hominines du Pléistocène et 425 dents d’Homo sapiens holocènes. Cette étude était basée sur la caractérisation morphologique et métrique des dents, y compris la morphologie comparative, les mesures classiques, la taille de la couronne et les proportions des cuspides, et la morphométrie géométrique 2D. Les quatre approches de l'analyse comparative métrique et non métrique développées dans cette recherche nous ont permis de distinguer six groupes dentaires : groupe 1 type “Meganthropus”, groupe 2 type “Mojokertensis”, groupe 3 type “Sangiran”, groupe 4 type “Wajak”, groupe 5 type “Prénéolithique” et groupe 6 type “Néolithique-Paléométallique”. De plus, nous avons observé que la diversité de l’expression des caractères dentaires dépassait la distribution chronologique des échantillons. En d'autres termes, la diversité dentaire ne suit pas strictement la chronologie, ce qui signifie que la variabilité est plus élevée que ce qui était attendu. Entre le Pléistocène inférieur (1,6 Ma) et la limite du Pléistocène moyen (0,9 ma), il existe trois groupes d'hominines représentés par les fossiles de la Formation de Pucangan et de la couche de Grenzbank. Le groupe 1 “Meganthropus” montre une taille très robuste et une complexité morphologique occlusale qui pourraient être liées à certains premiers hominines africains. Le type “Mojokertensis” du groupe 2 et le type “Sangiran” du groupe 3 ont tous deux montré des complexités morphologiques de la surface occlusale qui indiqueraient leur appartenance à une même lignée. Basée sur des différences avec le groupe 1 mais sur la proximité des groupes 2 et 3, cette étude présume une continuité biologique entre les hominines du Pléistocène inférieur (Pithecanthropus) au Pléistocène moyen (Homo erectus), mais probablement un écart ou une discontinuité avec le Meganthropus du groupe 1. Notre série comparative de dents du site de Zhoukoudian en Asie continentale s’est retrouvée, dans nos analyses, séparée dans les groupes 2 et 3 prouvant qu'il pourrait y avoir un contact génétique entre des groupes d'Asie du Sud-Est insulaire et d'Asie continentale pendant le Pléistocène moyen.Les membres du type “Wajak” du groupe 4 relevant, pour les plus anciens, du début du Pléistocène moyen (0,78 Ma) pourraient être identifiés comme nouveaux venus en raison de leurs différences morphologiques avec le groupe 2 et groupe 3. Etant donné l’extension chronologique des individus compris dans ce groupe 4, comprenant Punung hominin (115 ka), Lida Ajer (73-63 ka) et 'Homo wajakensis' (37,4-28,5 ka), il semble avoir perduré au-delà du changement climatique spectaculaire, du Pléistocène moyen au Pléistocène supérieur. Le type prénéolithique du groupe 5 (populations de Sumatra et de Java) pourrait avoir évolué à partir de la lignée précédente du groupe 4. Certains caractères dentaires (simplification du schéma occlusal, réduction de taille) seraient le résultat de l'isolement et de l'adaptation à un environnement insulaire provoqué par le maximum interglaciaire de 8,5 ka. Les membres du groupe 6 "Néolithique-Paléométallique“, à la fin de l'Holocène depuis 3,2 ka, montrent une différence remarquable dans les caractères dentaires menant à l'hypothèse de nouveaux arrivants d'Asie continentale, se croisant également avec les indigènes du groupe 5. Deux flux génétiques, de le nord et l'ouest de l'Asie du Sud-Est correspondent aux dispersions Austronésiennes et Austroasiatiques.


  • Résumé

    The western part of the islands of the Indonesian archipelago is one of the paleoanthropological hot spots. During Quaternary, it was impacted by climatic and sea-level changes, which could have affecting the dispersals and/or isolation of the hominins in this region. This study aims to assess the diversity of prehistoric humans in the Sundaland (Sumatra and Java) based on dental collections. We studied 715 upper and lower teeth, consisting of 290 teeth from Pleistocene hominins and 425 teeth from Holocene Homo sapiens. This study was based on the morphological and metric characterization of the teeth, including comparative morphology, classical measurements, crown size and cusp proportions, and geometric morphometrics. The four approaches of metric and non-metric comparative analysis of the western Indonesian dental record developed in this research allowed us to distinguish six dental groups : Group 1 “Meganthropus” type, Group 2 “Mojokertensis” type, Group 3 “Sangiran” type, Group 4 “Wajak” type, Group 5 “Preneolithic” type, and Group 6 “Neolithic-Paleometallic” type. Moreover, we observed that the dental pattern diversity exceeded the chronological distribution of specimens. In other words, dental diversity is not strictly following the chronology, which means that the variability is higher than previously expected. Between the Early Pleistocene (1.6 Ma) to the boundary of Middle Pleistocene (0.9 ma), there are three groups of hominins represented by the fossils from Pucangan Formation and Grenzbank layer. Group 1 Meganthropus shows the very robust size and occlusal morphological complexity which might even be related to some early African hominins. Group 2 “Mojokertensis” type and Group 3 “Sangiran” type both showed morphological complexities of the occlusal surface that would indicate their belonging to the same lineage. Based on differences with Group 1 but closeness of Groups 2 and 3, this study presumed biological continuity between hominins from the Early to Middle Pleistocene Pithecanthropus (Homo erectus), but probably a gap or a discontinuity with the Group 1 Meganthropus. Our comparative series of teeth from the Zhoukoudian site in mainland Asia was separated into these last two groups proving that there could be genetic contact between groups from Island Southeast Asia and Mainland Asia during the Middle Pleistocene. Members of the Group 4 Wajak type since the early of Mid-Pleistocene (0.78 Ma) might be identified as newcomers because of morphological differences on the Group 4 relative to the Group 2 Mojokertensis and Group 3 Sangiran type. This group, including Punung hominin (115 ka), Lida Ajer (73-63 ka), and 'Homo wajakensis’ (37.4-28.5 ka), survived, despite the dramatic climatic change, from the Middle Pleistocene to the Late Pleistocene. The Group 5 Preneolithic type (populations of Sumatra and Java) should have evolved from the previous Group 4 Wajak type lineage. Some dental characters (simplification of the occlusal pattern, size reduction) could be the result of isolation and adaptation to an insular environment caused by the maximum of the interglacial event since 8.5 ka. The members of Group 6 Neolithic-Paleometallic, in the Late Holocene since 3.2 ka, showed conspicuous difference in dental characters leading to the hypothesis of newcomers from mainland Asia, also interbreeding with the indigenous of Group 5. Two genetic flows, from the northern and western Southeast Asia are corresponding to the Austronesian and Austroasiatic dispersals.