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Proportions des tissus des dents déciduales chez deux individus de Dordogne (France) : l’enfant néanderthalien du Roc de Marsal et le spécimen du Paléolithique supérieur final de La Madeleine.

Deciduous dental tissue proportions in two individuals from Dordogne (France): the Neanderthal child of Roc de Marsal and the late Upper Paleolithic specimen of La Madeleine.
P. Bayle

Résumés

En paléoanthropologie, l’emploi de techniques d'analyse microtomographique a récemment apporté des éléments quantitatifs fondamentaux à la caractérisation non invasive à haute résolution de la structure interne des dents. Par rapport aux Hommes modernes, les molaires permanentes des Néanderthaliens présentent un volume relatif d’émail comparable, mais distribué sur une superficie de dentine largement supérieure. Les proportions des tissus des dents déciduales néanderthaliennes, en particulier des dents antérieures, sont au contraire encore peu documentées et les caractéristiques structurales de la denture de l'humanité moderne fossile ne sont pas encore connues.

Grâce à l’utilisation d’un registre à haute résolution de type microtomographique industriel (µCT) et à rayonnement syncrothron (SR-µCT), nous avons eu la possibilité, pour la première fois, d'explorer en 3D et de comparer la structure interne de toute la série des dents déciduales inférieures de l’enfant néanderthalien du Roc de Marsal (Dordogne) et du spécimen du Paléolithique supérieur final de La Madeleine (La Madeleine 4, Dordogne), ainsi que de quantifier les proportions volumétriques de leurs tissus.

Les résultats montrent que, dès les premiers stades du développement, quelle que soit la position dentaire considérée, les Néanderthaliens (représentés également ici par des dents isolées du site de La Chaise, en Charente) présentaient une organisation tissulaire différente de la condition moderne illustrée par notre échantillon de référence, en revanche elle-même semblable à celle du représentant du Paléolithique supérieur final.

Deciduous dental tissue proportions in two individuals from Dordogne (France): the Neanderthal child of Roc de Marsal and the late Upper Paleolithic specimen of La Madeleine.

Recent advances in the application to the human fossil record of high-resolution microtomographic analytical techniques allow the noninvasive quantitative characterization of the inner dental structure. Compared to the extant human condition, Neanderthal permanent molars show comparable relative enamel volumes, but distributed over a greater dentine surface. However, deciduous dental tissue proportions in Neanderthals, notably those of the anterior teeth, are still poorly known, and the structural condition characteristic of the anatomically modern fossil human teeth is unreported yet.

By means of high-resolution industrial (µCT) and synchrotron radiation (SR-µCT) microtomography, we investigated, for the first time, the inner structure of the entire deciduous dental sequence of the Neanderthal child of Roc de Marsal (Dordogne) and of the late Upper Paleolithic specimen from La Madeleine (La Madeleine 4, Dordogne), and comparatively quantified their volumetric dental tissue proportions.

Results show that, since the early developmental stages, Neanderthal teeth (here represented also by isolated specimens from the site of La Chaise, in Charente) are characterized by a unique tissue organization, while the late Upper Paleolithic specimen shows a pattern similar to the extant human condition illustrated by our reference sample.

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Texte intégral

de l’émail et d’ampleur de la cavité pulpaire, a été utilisée pour caractériser la condition néanderthalienne par rapport à l’humanité moderne aux niveaux ontogénétique, paléobiologique, taxonomique, ainsi qu’en référence aux habitudes alimentaires et aux contextes paléoenvironnementaux (e.g., Adloff 1907 ; Gorjanovic-Kramberger 1907, 1908 ; Keith, Knowles 1911 ; Keith 1913 ; Legoux 1966 ; Trinkaus 1983 ; Tillier et al. 1989 ; Zilberman et al. 1992 ; Zilberman, Smith 1992 ; Molnar et al. 1993 ; Smith, Zilberman 1994 ; Ramirez Rozzi 1996 ; Grine 2004). Les auteurs de ces études ont principalement mis en évidence une hypertrophie de la chambre pulpaire des molaires (taurodontisme ; Keith 1913 ; Blumberg et al. 1971 ; Mena 1971 ; Grine, Klein 1985 ; Constant, Grine 2001) et une épaisseur d’émail plus faible chez les Néanderthaliens, ces résultats étant issus de mesures bidimensionnelles réalisées sur des registres radiographiques.

2Très récemment, l’emploi de techniques microtomographiques (µCT, SR-µCT) dans la caractérisation non invasive et la modélisation tridimensionnelle à haute résolution a apporté des éléments quantitatifs fondamentaux à ces thématiques (Mazurier, Macchiarelli 2005 ; Olejniczak, Grine 2005 ; Macchiarelli et al. 2006, 2007, 2008 ; Smith et al. 2007a, b ; Bayle et al. 2009 ; Olejniczak et al. 2008). En plus des connaissances déjà acquises (Zilberman et al. 1992 ; Zilberman, Smith 1992 ; Molnar et al. 1993 ; Smith, Zilberman 1994 ; Ramirez Rozzi 1996 ; Grine 2004), les résultats de ces analyses suggèrent, qu’en référence aux molaires permanentes, les Néanderthaliens partageaient avec les Hommes modernes des volumes relatifs d’émail comparables, mais qu’ils se distinguaient par des proportions de dentine largement supérieures (Macchiarelli et al. 2006, 2007, 2008 ; Olejniczak et al. 2008). Chez les spécimens étudiés, l’émail, réparti sur une surface plus importante et plus complexe (l’interface email-dentine), présente de ce fait une épaisseur plus faible.

3Malgré les progrès de l’« anthropologie virtuelle », si les caractéristiques 3D des éléments dentaires permanents commencent à être partiellement connues, l’endo-structure des dents déciduales de l’humanité fossile reste, quant à elle, à définir, en particulier en ce qui concerne l’arcade antérieure. Pour les quelques études réalisées jusqu’à présent (Mazurier, Macchiarelli 2005 ; Macchiarelli et al. 2006, 2007 ; Bayle et al. 2009a, b), les observations sont cohérentes avec celles réalisées jusqu’à présent pour les dents permanentes. En effet, une condition particulière semble caractériser les proportions des éléments constitutifs des dents déciduales néanderthaliennes, avec des volumes relatifs de dentine très importants associés à des proportions d’émail équivalentes à celles des Hommes modernes. Néanmoins, à la seule exception de l’enfant du Roc de Marsal (Bayle et al. 2009a), jusqu’à présent, aucune denture complète n’a été examinée en 3D pour préciser l’ampleur des différences endo-structurales entre les Néanderthaliens et l’humanité moderne fossile.

4Grâce à l’utilisation d’un registre à haute résolution, le présent travail a pour but de comparer les caractéristiques internes des dents déciduales des mandibules de l’enfant néanderthalien du Roc de Marsal (Roc de Marsal 1) et d’un spécimen du Paléolithique supérieur final, l’enfant de La Madeleine (La Madeleine 4), ainsi que de quantifier les proportions volumétriques de leurs tissus.

Matériel et méthodes

5Le squelette du Roc de Marsal (RdM), découvert en 1961 à Campagne-du-Bugue près des Eyzies-de-Tayac (Dordogne, France) en contexte moustérien (Van Campo, Bouchud 1962 ; Turq 1985, 1989 ; Couchoud 2003 ; Thiébaut, 2003), appartient à un enfant néanderthalien (Piveteau 1962). Cet individu aurait été inhumé en contexte sépulcral (Bordes, Lafille 1962), le caractère intentionnel de la fosse étant toutefois remis en question dans une étude récente (Couchoud 2003). Bien que ce spécimen ait été attribué au stade isotopique 3 ou au début du stade 4, des analyses établies lors de la reprise récente des fouilles suggèrent plutôt une attribution au stade 5a (Sandgathe et al. 2005 ; cité par Tillier 2007). Ce spécimen, relativement complet et bien préservé, présente in situ ses 20 dents déciduales, ainsi que 21 éléments permanents (Legoux 1965 ; Tillier 1983 ; Madre-Dupouy 1992 ; Granat, Heim 2003 ; Bayle et al. 2009a). En comparaison avec des modèles actuels de maturation dentaire et osseuse, l’âge à la mort de cet enfant est estimé entre 2,5 et 4 ans, plus probablement entre 2,5 et 3 ans (Legoux 1965 ; Tillier 1983 ; Madre-Dupouy 1992 ; Granat, Heim 2003 ; Bayle et al. 2009a).

6L’enfant de La Madeleine (LM4) a été découvert en 1926 à Tursac (Dordogne, France), en contexte sépulcral attribué au Magdalénien final (Capitan, Peyrony 1928). Des éléments de parure associés au squelette et du mobilier funéraire ont été découverts dans la fosse fortement ocrée (VanHaeren, D’Errico 2001). Récemment, une analyse par 14C AMS a fourni un âge de 10190 ± 100 ans BP (Gambier et al. 2000). La mandibule, bien conservée mais affectée par de nombreuses fractures, a été reconstruite en incluant les neuf dents déciduales retrouvées isolées dans la sépulture (Heim 1991). Sur la base de modèles de développement modernes, l’âge dentaire et osseux de LM4 a été estimé entre 2 et 4 ans, plus probablement entre 3 et 4 ans (Heim 1991 ; Gambier et al. 2000 ; Bayle et al. 2009b).

7La mandibule de RdM a été détaillée par microtomographie à rayonnement synchrotron (SR-µCT) à l’European Synchrotron Radiation Facility de Grenoble (ESRF ligne ID17). Les images ont été réalisées à une énergie de 51 keV, les projections prises tous les 0,12° et collectées par une caméra 2048×2048 « FRELON » (Bravin et al. 2003). Les sections virtuelles ont été reconstruites à partir des sinogrammes à une résolution de 45,5×45,5×45,7 µm3 (Mazurier et al. 2006).

8L’arcade dentaire inférieure de LM4 a été numérisée par microtomographie (µCT) au Centre de Microtomographie de l’Université de Poitiers (équipement X8050-16 "multi-échelle" Viscom AG ; caméra 1004×1004), à l’aide d’une énergie de 95 kV, d’une intensité de 395 µA, de 32 intégrations/projection et en réalisant 1800 projections (une tous les 0,2°). Le volume final d’images a été reconstruit au format 984×984, par l’intermédiaire du logiciel DigiCT v.1.15 (DIGISENS), à une résolution de 50,9×50,9×50,9 µm3 (Mazurier comm. pers.).

9Toutes les dents déciduales ont fait l’objet d’une segmentation semi-automatique complétée de corrections manuelles, grâce aux logiciels AMIRA v. 3.1 et 4.1.2 (Mercury Computer Systems, Inc.) et Artecore v.1.0 (NESPOS Society), d’après la méthodologie décrite par Spoor et al. (1993) et adaptée ici à un traitement tridimensionnel des images. Les couronnes ont été virtuellement isolées des racines selon la méthode proposée par Olejniczak et al. (2008) et les rendus surfaciques des éléments dentaires obtenus par triangulation et lissage contraint à partir des données volumétriques (algorithme de « marching cube » ; Lorensen, Cline 1987).

10La reconstruction virtuelle des mandibules de RdM et LM4 est présentée en figure 1.

Fig. 1 - Reconstruction virtuelle des mandibules de Roc de Marsal (a) et de La Madeleine (b).
Fig. 1—Virtual reconstruction of the Roc de Marsal (a) and the La Madeleine (b) mandibles.

Fig. 1 - Reconstruction virtuelle des mandibules de Roc de Marsal (a) et de La Madeleine (b).
Fig. 1—Virtual reconstruction of the Roc de Marsal (a) and the La Madeleine (b) mandibles.

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11Les tailles absolues et relatives et les proportions des éléments constitutifs des dents ont été estimées par l’intermédiaire des variables suivantes : Vt = volume total de la dent (mm3) ; Ve = volume de l’émail (mm3) ; Vd = volume total de la dentine (mm3) ; Vp = volume total de la pulpe (mm3) ; Vcdp = volume de la dentine coronaire (incluant la partie coronaire de la chambre pulpaire) (mm3) ; Vcd = volume de la dentine coronaire (à l’exclusion de la partie coronaire de la chambre pulpaire) (mm3) ; Vcp = volume de la pulpe coronaire (mm3) ; Vc = volume total de la couronne (mm3) ; Vcdp/Vc = pourcentage du volume coronaire étant constitué de dentine et de pulpe ; Sedj = aire de l’interface émail-dentine (mm²) ; AET = épaisseur moyenne de l’émail (mm) ; RET = épaisseur relative de l’émail (mesure sans dimension) (pour détails méthodologiques, voir Kono 2004 ; Macchiarelli et al. 2006 ; Olejniczak et al. 2008 ; Bayle et al. 2009).

12La fiabilité et la reproductibilité des mesures ont été évaluées par deux observateurs (P.B. et un observateur indépendant). Les différences enregistrées pour les variables linéaires, surfaciques et volumétriques n’excèdent jamais 5%, ce qui est compatible avec les résultats d’études précédentes utilisant le même type de méthodologies et des protocoles analytiques comparables (Kono 2004 ; Suwa, Kono 2005 ; Olejniczak, Grine 2006). De plus, les résultats obtenus par différentes techniques de microtomographie ont été récemment comparés et leur compatibilité validée (Olejniczak et al. 2007).

13Dans le cas des incisives, les dents de notre échantillon les plus affectées par l’usure occlusale, les valeurs maximales entre les antimères ont été retenues dans la mesure des variables linéaires, surfaciques et volumétriques. Etant donné que la canine gauche de RdM est mal préservée (cassure de l’apex de la racine) et que la canine droite de LM4 est absente, leurs antimères ont été utilisés. Par contre, compte tenu de la très bonne préservation des molaires, les valeurs moyennes entre les antimères ont été calculées dans les deux cas.

14A titre comparatif, les mandibules de huit enfants récents issus de trois collections ostéologiques françaises ont également été détaillées par microtomographie et analysées selon la méthodologie décrite précédemment. Dans cet échantillon, deux mandibules proviennent de la collection d’individus immatures d’âge et de sexe connus conservée à l’Institut d’Anatomie de Strasbourg ; cinq sont issues de la fouille de sauvetage du cimetière médiéval d’Usseau dans les Deux-Sèvres ; et une appartient à la collection de l’équipe Paléobiologie et Paléoanthropologie numérique de l’Université de Poitiers. Dans le tableau et les figures concernées, la valeur moyenne entre ces huit individus a été retenue (HM).

Résultats

15Pour chaque élément dentaire, les résultats des douze variables virtuellement mesurées ou calculées pour les enfants du Roc de Marsal (RdM) et de La Madeleine (LM4) sont présentés dans le tableau I et comparés aux valeurs estimées pour la condition humaine récente (HM).

16Les volumes totaux (Vt) de RdM excèdent systématiquement les valeurs modernes, qu’elles soient fossiles (LM4) ou actuelles (HM), avec des rapports décroissant dans le sens mésio-distal. Comme le montre la figure 2, l’incisive centrale néanderthalienne est plus de deux fois plus volumineuse que la moyenne des incisives actuelles (HM) et environ 1,8 fois supérieure à celle de l’enfant magdalénien. En direction des éléments postérieurs, les rapports tendent à s’équilibrer progressivement, avec des valeurs approchant l’unité. Les différences observées dans les volumes totaux sont principalement dues aux variations de volume de la dentine (Vd) et de la pulpe (Vp), les volumes de l’émail (Ve) présentant des valeurs assez similaires dans les trois cas (Tab. I).

Fig. 2 - Comparaison des volumes totaux (Vt) des dents déciduales inférieures de Roc de Marsal (RdM) et de La Madeleine 4 (LM4) par rapport à la condition humaine actuelle (HM).
Fig. 2 – Comparison of total volumes (Vt) of the lower deciduous teeth of Roc de Marsal (RdM) and La Madeleine 4 (LM4) compared to the extant human condition (HM).

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Tab. I - Mesures linéaires, surfaciques, volumétriques et proportions (%) des tissus des dents déciduales inférieures des enfants du Roc de Marsal (RdM ; Bayle et al. 2009a) et de La Madeleine 4 (LM4 ; Bayle et al. 2009b) comparées à la condition humaine actuelle (HM). di1 = incisive centrale déciduale inférieure ; di2 = incisive latérale déciduale inférieure ; dc = canine déciduale inférieure ; dm1 = première molaire déciduale inférieure ; dm2 = seconde molaire déciduale inférieure. Vt = volume total de la dent (mm3) ; Ve = volume de l’émail (mm3) ; Vd = volume total de la dentine (mm3) ; Vp = volume total de la pulpe (mm3) ; Vcdp = volume de la dentine coronaire (incluant la partie coronaire de la chambre pulpaire) (mm3) ; Vcd = volume de la dentine coronaire (à l’exclusion de la partie coronaire de la chambre pulpaire) (mm3) ; Vcp = volume de la pulpe coronaire (mm3) ; Vc = volume total de la couronne (mm3) ; Vcdp/Vc = pourcentage du volume coronaire étant constitué de dentine et de pulpe ; Sedj = aire de l’interface émail-dentine (mm²) ; AET = épaisseur moyenne de l’émail (mm) ; RET = épaisseur relative de l’émail (sans dimension) (pour détails méthodologiques, voir Kono 2004 ; Macchiarelli et al. 2006 ; Olejniczak et al. 2008 ; Bayle et al. 2009a, b).
Tab. I – Linear, surface, volumetric measurements and proportions (%) in the lower deciduous dental tissues of the Roc de Marsal (RdM; Bayle et al. 2009a) and La Madeleine 4 (LM4; Bayle et al. 2009b) infants compared to the extant human condition (HM). di1 = lower deciduous central incisor; di2 = lower deciduous lateral incisor; dc = lower deciduous canine; dm1 = lower deciduous first molar; dm2 = lower deciduous second molar. Vt = total tooth volume (mm3); Ve = volume of the enamel cap (mm3); Vd = total volume of the dentine (mm3); Vp = total volume of the pulp (mm3); Vcdp = volume of coronal dentine (including the coronal aspect of the pulp chamber) (mm3); Vcd = volume of the coronal dentine (excluding the coronal aspect of the pulp chamber) (mm3); Vcp = volume of the coronal pulp (mm3); Vc = total volume total of the crown (mm3); Vcdp/Vc = percent of coronal volume that is dentine and pulp; Sedj = surface area of the enamel-dentine junction (mm²); AET = average enamel thickness (mm); RET = relative enamel thickness (dimensionless) (for methodological details, see Kono 2004 ; Macchiarelli et al. 2006 ; Olejniczak et al. 2008 ; Bayle et al. 2009a, b).

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17Cette conformation est illustrée par la figure 3, présentant, à titre d’exemple, la reconstruction 3D de la dm2 de chaque spécimen fossile et d’un des spécimens actuels de comparaison, décomposée entre émail, dentine et cavité pulpaire. Il est possible de constater la particularité de la dent néanderthalienne, caractérisée par une expansion relative et absolue de la dentine entre le collet et la bifurcation des racines, qui se traduit par un volume global sensiblement plus important de la cavité pulpaire, notamment en raison de l’hypertrophie de la chambre. A ce propos, les dimensions réduites de la molaire déciduale magdalénienne sont notables, et ce également en comparaison avec le spécimen humain récent (Tab. I).

Fig. 3 - Reconstruction numérique des secondes molaires déciduales inférieures gauches (dm2) de Roc de Marsal (a), de La Madeleine 4 (b) et d’un spécimen humain actuel (c), réparties entre émail, dentine et cavité pulpaire.
Fig. 3 – Digital reconstruction of the lower left deciduous second molars (dm2) of Roc de Marsal (a), La Madeleine 4 (b), and of an extant human specimen (c), separated into enamel, dentine, and pulp cavity.

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18Au niveau de la couronne, les volumes relatifs d’émail (Ve) et de dentine (Vcdp) sont comparés dans les diagrammes de la figure 4. Pour tous les éléments dentaires, le pourcentage de couronne étant constitué de dentine et de pulpe (Vcdp/Vc) est toujours supérieur chez RdM, les valeurs étant comprises entre 67% et 76% chez le spécimen néanderthalien et entre 53% et 65% chez les modernes.

Fig. 4 - Comparaison des volumes des tissus de la couronne (Ve et Vcdp) des dents déciduales inférieures de Roc de Marsal (RdM) et de La Madeleine 4 (LM4) par rapport à la condition humaine actuelle (HM).
Fig. 4 – Comparison of crown tissue volumes (Ve and Vcdp) of the lower deciduous teeth of Roc de Marsal (RdM) and La Madeleine 4 (LM4) with respect to the extant human condition (HM).

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19Quelle que soit la position de la dent dans l’arcade, l’aire de l’interface émail-dentine (Sedj) est systématiquement supérieure chez RdM, avec des proportions très importantes pour l’incisive centrale (Tab. I).

20Tous les éléments de la denture déciduale néanderthalienne présentent des épaisseurs moyennes et relatives d’émail (AET et RET) inférieures à celles des individus modernes de comparaison, avec des valeurs relatives (RET) comprises entre 6,12 et 9,07 pour RdM et entre 11,88 et 15,68 pour LM4 et HM (Fig. 5). Dans tous les cas analysés, l’épaisseur moyenne d’émail (AET) augmente depuis les couronnes antérieures vers les dents postérieures de l’arcade, une telle tendance n’étant toutefois pas clairement identifiable pour les valeurs d’épaisseur relatives (RET).

Fig. 5 - Epaisseurs moyennes (AET ; mm) et relatives (RET ; sans dimension) de l’émail des dents déciduales de Roc de Marsal (RdM) et de La Madeleine (LM4) en comparaison avec la condition humaine actuelle (HM).
Fig. 5 – Average (AET; mm) and relative (RET; unitless) enamel thickness of the deciduous teeth of Roc de Marsal (RdM) and La Madeleine (LM4), compared to the extant human condition (HM).

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Discussion et conclusions

21L’étude radiographique de 25 molaires néanderthaliennes et 91 molaires modernes du Paléolithique supérieur et du Mésolithique, proposée par Zilberman et al. (1992), reste la plus vaste analyse comparative réalisée jusqu’à présent sur les proportions des tissus des dents déciduales. Selon cette étude, en comparaison avec la condition humaine moderne, les spécimens néanderthaliens présentent des hauteurs de dentine comparables, mais des hauteurs et largeurs d’émail inférieures, et des hauteurs entre le collet et la base de la chambre pulpaire et des largeurs de dentine supérieures (Zilberman et al. 1992).

22Des études récentes ont montré qu’une comparaison bidimensionnelle directe des hauteurs d’émail et de dentine, ne prenant pas en compte les différences structurales volumétriques de l’ensemble des tissus dentaires, ne reflétait pas la complexité (paléo)biologique de l’indicateur (Macchiarelli et al. 2007). L’analyse 3D à haute résolution de quelques dents néanderthaliennes antérieures et postérieures (Mazurier, Macchiarelli 2005 ; Macchiarelli et al. 2006, 2007 ; Bayle et al. 2009a, b), tend à confirmer les résultats obtenus par Olejniczak et al. (2008) sur 88 molaires permanentes (17 M1, 13 M2 et 12 M3 néanderthaliennes ; 7 M1, 15 M2 et 24 M3 actuelles), à savoir que des proportions de dentine très importantes associées à des volumes d’émail équivalents à ceux des humains modernes singulariseraient également les éléments de la denture primaire des Néanderthaliens.

23Les résultats de la présente étude montrent que la denture déciduale de l’enfant du Roc de Marsal (RdM) présente, quelle que soit la position de l’élément dans l’arcade, des volumes totaux supérieurs à ceux mesurés chez le spécimen du Paléolithique supérieur final de La Madeleine (LM4) et chez huit individus actuels (HM), et ce selon des rapports décroissant mésio-distalement (Bayle et al. 2009a, b). Les volumes d’émail étant assez proches entre RdM et les individus modernes, ces différences seraient liées à des proportions de dentine et de pulpe nettement supérieures chez le Néanderthalien (Macchiarelli et al. 2006, 2007 ; Olejniczak et al. 2008), ce qui corrobore les observations réalisées pour deux dents déciduales, la canine S45 et la seconde molaire S14-5 du site moustérien de La Chaise (Charente, France, OIS 6 ; Macchiarelli et al. 2006, 2007).

24De la même façon, au niveau de la couronne, les données issues de cette étude appuient les résultats obtenus par l’étude des molaires permanentes, à savoir que le pourcentage de couronne constitué par de la dentine et de la pulpe est systématiquement plus grand chez les Néanderthaliens que chez les individus modernes étudiés jusqu’à présent, et ce à toutes les positions de la denture postérieure (Olejniczak et al. 2008). L’émail des dents déciduales, à l’instar de celui des dents permanentes, est réparti sur une interface émail-dentine plus grande, tout en présentant des volumes similaires. Dans cette étude, comme dans celle d’Olejniczak et al. (2008), les épaisseurs moyennes et relatives d’émail présentent ainsi des valeurs inférieures chez les Néanderthaliens. Une augmentation de l’épaisseur moyenne de l’émail des éléments antérieurs vers l’arcade postérieure, déjà signalée pour les dentures permanentes d’Hommes modernes et de chimpanzés (Smith et al. 2008), est également observée pour les dentures déciduales humaines néanderthaliennes et modernes incluses dans la présente étude (contra Olejniczak et al. 2008 pour les molaires permanentes). Toutefois, une telle tendance n’a pas été identifiée pour les valeurs d’épaisseur relative d’émail des dentures déciduales de la présente étude (cf. Olejniczak et al. 2008).

25Bien que les investigations ne concernent pour le moment que six spécimens (ceux de cette étude et les dents isolées de La Chaise ; Macchiarelli et al. 2006, 2007), les résultats suggèrent que, dès les premiers stades de la croissance, les Néanderthaliens présentaient une organisation tissulaire différente de la condition moderne, incluant celle du Paléolithique supérieur final, et ce quelle que soit la position dentaire considérée.

26Comme l’a observé Olejniczak et al. (2008) pour les dents permanentes, la nature de ces différences n’est pas comprise actuellement. Bien que les travaux soient encore peu nombreux (Richards et al. 2001), une modification des habitudes alimentaires a pu entraîner une évolution des adaptations fonctionnelles des tissus dentaires (Olejniczak et al. 2008). D’autre part, des auteurs ont suggéré que des interfaces émail-dentine plus larges et plus complexes, comme celles présentées par les Néanderthaliens étudiés jusqu’à présent pour ce caractère, aient pu occasionner, lors de la croissance et du développement de l’organe dentaire, des forces de tension et de compression hétérogènes, entraînant des formes tissulaires (conformation et taille) distinctes (Suwa, Kono 2005 ; Macchiarelli et al. 2006 ; Olejniczak et al. 2008).

27Enfin, des différences dans les mécanismes ontogénétiques entre les Néanderthaliens et l’humanité moderne auraient pu conduire à ces contrastes dans la taille absolue et relative des dents et dans les proportions des tissus. Notamment, des variations dans les séquences de développement dentaire pourraient être liées à des distributions volumétriques distinctes au sein des arcades dentaires. A ce propos, des observations préliminaires chez l’enfant du Roc de Marsal ont montré qu’un décalage dans la maturation des incisives (relativement retardée) par rapport à celle des molaires (relativement avancée) pouvait éventuellement être mis en relation avec des incisives plus de deux fois plus volumineuses associées à des molaires à peine plus volumineuses que dans la condition humaine actuelle représentée par notre échantillon de comparaison (Bayle et al. 2009a). Cependant, les études ayant caractérisé en 3D et à haute résolution la structure interne des dents fossiles et actuelles, et surtout sa variabilité intra- et inter-populationnelle, restent encore peu nombreuses, et il est probable que l’extension des recherches en « odontologie virtuelle » à ce niveau de précision dans le registre paléoanthropologique, notamment dans celui du Paléolithique supérieur ancien, fournira des éléments permettant de préciser, dans une perspective paléobiologique et fonctionnelle, la nature de la « condition néanderthalienne ».

Remerciements

28Recherche financée par les projets européens EVAN (MRTN-CT-2005-019564), TNT, et le GDR 2152 du CNRS. Merci au Musée National de Préhistoire des Eyzies-de-Tayac (J.-J. Cleyet-Merle) pour l’accès aux spécimens du Roc de Marsal et de La Madeleine, à l’Institut d’Anatomie de Strasbourg (J.-L. Kahn) et à l’UMR 5199 PACEA, équipe LAPP (M. Bessou, B. Maureille, P. Murail) pour le prêt des spécimens comparatifs inclus dans cette étude. Merci également aux équipes de l’ESRF, Grenoble (A. Bravin, C. Nemoz) et du Centre de Microtomographie de l’Université de Poitiers (R. Macchiarelli, P. Sardini) pour les acquisitions de ces spécimens, ainsi qu’à celle de la Société Etudes Recherches Matériaux, Poitiers (A. Mazurier) pour sa collaboration. Enfin, pour leur aide analytique et leurs commentaires sur le manuscrit, je tiens à remercier J. Braga, R. Macchiarelli et A. Mazurier. Le présent manuscrit a bénéficié des commentaires de deux lecteurs anonymes. Les examens (SR-)µCT des mandibules du Roc de Marsal et de La Madeleine sont disponibles sur la plateforme NESPOS https://www.nespos.org/display/openspace/Home.

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Bibliographie

Adloff (P.) 1907, Die Zähne des Homo primigenius von Krapina, Anatomischer Anzeiger 31: 273-282.

Bayle (P.), Braga (J.), Mazurier (A.), Macchiarelli (R.) 2009a, Dental developmental pattern of the Neanderthal child from Roc de Marsal: a high-resolution 3D analysis, Journal of Human Evolution 56: 66-75.

Bayle (P.), Braga (J.), Mazurier (A.), Macchiarelli (R.) 2009b, Brief communication: High-resolution comparative analysis of the dental development in the Late Paleolithic child from La Madeleine, American Journal of Physical Anthropology sous presse (DOI 10.1002/ajpa.21000).

Blumberg (J.E.), Hylander (W.L.), Goepp (R.A.) 1971, Taurodontism: a biometric study, American Journal of Physical Anthropology 34: 243-256.

Bordes (F.), Lafille (J.) 1962, Découverte d'un squelette d'enfant moustérien dans le gisement du Roc de Marsal, commune de Campagne-du-Bugne (Dordogne), Comptes Rendus de l’Académie des Sciences de Paris 254: 714-715.

Bravin (A.), Fiedler (S.), Coan (P.), Labiche (J.-C.), Ponchut (C.), Peterzol (A.), Thomlinson (W.) 2003, Comparison between a position sensitive germanium detector and a taper optics CCD "FRELON" camera for diffraction enhanced imaging, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 510: 35-40.

Capitan (L.), Peyrony (D.) 1928, La Madeleine : son gisement, son industrie, ses œuvres d’art, Librairie E. Nourry, Paris, 125 p.

Constant (D.A.), Grine (F.E.) 2001, A review of taurodontism with new data on indigenous southern African populations, Archives of Oral Biology 46: 1021-1029.

Couchoud (I.) 2003, Processus géologiques de formation du site moustérien du Roc de Marsal (Dordogne, France), Paléo 15: 51-68.

Gambier (D.), Valladas (H.), Tisnerat-Laborde (N.), Arnold (M.), Besson (F.) 2000, Datation des vestiges humains présumés du Paléolithique supérieur par la méthode du carbone 14 en spectrométrie de masse par accélérateur, Paléo 12: 201-212.

Gorjanovic-Kramberger (D.) 1907, Die Kronen und Wurzeln der Mahlzähne des Homo primigenius und ihre genetische Bedeutung, Anatomischer Anzeiger 31: 97-134.

GorjanoviC-Kramberger (D.) 1908, Über prismatische Molarwurzeln rezenter und diluvialer Menschen, Anatomischer Anzeiger 32: 401-413.

Granat (J.), Heim (J.-L.) 2003, Nouvelle méthode d'estimation de l'âge dentaire des Néandertaliens, L'Anthropologie 107: 171-202.

Grine (F.E.) 2004, Geographic variation in human tooth enamel thickness does not support Neandertal involvement in the ancestry of modern Europeans, South African Journal of Science 100: 389-394.

Grine (F.E.), Klein (R.G.) 1985, Pleistocene and Holocene human remains from Equus Cave, South Africa, Anthropology 8: 55-97.

Heim (J.-L.) 1991, L'enfant magdalénien de La Madeleine, L’Anthropologie 95: 611-638.

Keith (A.) 1913, Problems relating to the teeth of the earlier forms of prehistorical man, Proceedings of the Royal Society of Medicine 6: 103-119.

Keith (A.), Knowles (F.) 1911, A description on teeth of Paleolithic men from Jersey, Journal of Anatomy and Physiology 46: 12-27.

Kono (R.) 2004, Molar enamel thickness and distribution patterns in extant great apes and humans: new insights based on a 3-dimensional whole crown perspective, Anthropological Science 112: 121-146.

Legoux (P.) 1965, Détermination de l'âge dentaire de l'enfant néandertalien du Roc-Marsal, Revue Française d’Odonto-Stomatologie 10: 1-24.

Legoux (P.) 1966, Détermination de l'âge dentaire de fossiles de la lignée humaine, Maloine S.A., Paris, 307 p.

Lorensen (W.E.), Cline (H.E.) 1987, Marching cubes: a high-resolution 3D surface construction algorithm, Computer Graphics (ACM) 21: 163-169.

Macchiarelli (R.), Bondioli (L.), Debénath (A.), Mazurier (A.), Tournepiche (J.-F.), Birch (W.), Dean (C.) 2006, How Neanderthal molar teeth grew, Nature 444: 748-751.

Macchiarelli (R.), Bondioli (L.), Mazurier (A.) 2008, Virtual dentitions: touching the hidden evidence, in J.D. Irish, G.C. Nelson (éds.), Technique and application in dental anthropology, Cambridge University Press, Cambridge, p. 426-448.

Macchiarelli (R.), Mazurier (A.), Volpato (V.) 2007, L'apport des nouvelles technologies à l'étude des Néandertaliens, in B. Vandermeersch, B. Maureille (éds.). Les Néandertaliens. Biologie et cultures, Editions du CTHS, Paris, p. 169-179.

Madre-Dupouy (M.) 1992, L'enfant du Roc de Marsal. Etude analytique et comparative, Cahiers de Paléoanthropologie, Editions du CNRS, Paris, 299 p.

Mazurier (A.), Macchiarelli (R.) 2005, Anterior deciduous dentition in Neanderthals: topographic variation in enamel thickness and inner structural morphology, Bulletins et Mémoires de la Société d’Anthropologie de Paris 17: 280 (abstract).

Mazurier (A.), Volpato (V.), Macchiarelli (R.) 2006, Improved noninvasive microstructural analysis of fossil tissues by means of SR-microtomography, Applied Physics A 83: 229-233.

Mena (C.A.) 1971, Taurodontism, Oral Surgery 22: 812-823.

Molnar (S.), Hildebolt (C.), Molnar (I.M.), Radovcic (J.), Gravier (M.) 1993, Hominid enamel thickness. I. The Krapina Neanderthals, American Journal of Physical Anthropology 92: 131-138.

Olejniczak (A.J.), Grine (F.E.) 2005, High-resolution measurement of Neandertal tooth enamel thickness by micro-focal computed-tomography, South African Journal of Science 101: 219-220.

Olejniczak (A.J.), Grine (F.E.) 2006, Assessment of the accuracy of dental enamel thickness measurements using microfocal X-ray computed tomography, Anatomical Record A 288: 263-275.

Olejniczak (A.J.), Smith (T.M.), Feeney (R.N.M.), Macchiarelli (R.), Mazurier (A.), Bondioli (L.), Rosas (A.), Fortea (J.), de la Rasilla (M.), Garcia-Tabernero (A.), Radovcic (J.), Skinner (M.M.), Toussaint (M.), Hublin (J.-J.) 2008, Dental tissue proportions and enamel thickness in Neandertal and modern human molars, Journal of Human Evolution 55: 12-23.

Olejniczak (A.J.), Tafforeau (P.), Smith (T.M.), Temming (H.), Hublin (J.-J.) 2007, Technical note: compatibility of microtomographic imaging systems for dental measurements, American Journal of Physical Anthropology 134: 130-134.

Piveteau (J.) 1962, Apports nouveaux en paléontologie humaine, Annales de Paléontologie 48: 289-297.

Ramirez Rozzi (F.V.) 1996, Comment on the causes of thin enamel in Neandertals, American Journal of Physical Anthropology 99: 625-626.

Richards (M.P.), Pettitt (P.B.), Stiner (M.C.), Trinkaus (E.) 2001, Stable isotope evidence for increasing dietary breadth in the European mid-Upper Paleolithic, Proceedings of the National Academy of Sciences 98: 6528-6532.

Sandgathe (D.), Dibble (H.L.), McPherron (S.J.P.), Turq (A.) 2005, Roc de Marsal (Campagne du Bugue, Dordogne). Rapport d’opération pour l’année 2005, http://www.oldstoneage.com.

Smith (T.M.), Olejniczak (A.J.), Reh (S.), Reid (D.J.), Hublin (J.-J.) 2008, Enamel thickness trends in the dental arcade of humans and chimpanzees, American Journal of Physical Anthropology in press (DOI 10.1002/ajpa.20796).

Smith (T.M.), Tafforeau (P.), Reid (D.J.), Grün (R.), Eggins (S.), Boutakiout (M.), Hublin (J.-J.) 2007a, Earliest evidence of modern human life history in North African early Homo sapiens, Proceedings of the National Academy of Sciences 104: 6128-6133.

Smith (T.M.), Toussaint (M.), Reid (D.J.), Olejniczak (A.J.), Hublin (J.-J.) 2007b, Rapid dental development in a Middle Paleolithic Belgian Neanderthal, Proceedings of the National Academy of Sciences 104: 20220-20225.

Smith (P.), Zilberman (U.) 1994, Thin enamel and other tooth components in Neanderthals and other hominids, American Journal of Physical Anthropology 95: 85-87.

Spoor (C.F.), Zonneveld (F.W.), Macho (G.A.) 1993, Linear measurements of cortical bone and dental enamel by computed tomography: applications and problems, American Journal of Physical Anthropology 91: 469-484.

Suwa (G.), Kono (R.T.) 2005, A micro-CT based study of linear enamel thickness in the mesial cusp section of human molars: reevaluation of methodology and assessment of within-tooth, serial, and individual variation, Anthropological Science 113: 273-289.

Thiébaut (C.) 2003, L'industrie lithique de la couche III du Roc de Marsal (Dordogne) : le problème de l'attribution d'une série lithique au Moustérien à denticulés, Paléo 15: 141-168.

Tillier (A.-M.) 1983, L'enfant néanderthalien du Roc de Marsal (Campagne du Bugue, Dordogne). Le squelette facial, Annales de Paléontologie 69: 137-149.

Tillier (A.-M.) 2007, Naître et grandir en Europe au Paléolithique moyen. L'exemple des Néandertaliens, in B. Vandermeersch, B. Maureille (éds.), Les Néandertaliens. Biologie et cultures, Editions du CTHS, Paris, p. 139-149.

Tillier (A.-M.), Arensburg (B.), Duday (H.) 1989, La mandibule et les dents du Néanderthalien de Kebara (Homo 2) Mont Carmel, Israël. Paléorient 15: 39-58.

Trinkaus (E.) 1983, The Shanidar Neandertals, Academic Press, New York, 502 p.

Turq (A.) 1985, Le Moustérien de type Quina du Roc-de-Marsal (Dordogne), Bulletins de la Société Préhistorique Française 82: 46-51.

Turq (A.) 1989, Le squelette de l'enfant du Roc de Marsal. Les données de la fouille, Paléo 1: 47-54.

Van Campo (M.), Bouchud (J.) 1962, Flore accompagnant le squelette moustérien découvert au Roc de Marsal, commune du Bugue, (Dordogne) et première étude de la faune du gisement, Comptes Rendus de l’Académie des Sciences de Paris 254: 897-899.

VanHaeren (M.), D’Errico (F.) 2001, La parure de l'enfant de La Madeleine (fouilles Peyrony). Un nouveau regard sur l'enfance au Paléolithique supérieur, Paléo 13: 201-237.

Zilberman (U.), Skinner (M.), Smith (P.) 1992, Tooth components of mandibular deciduous molars of Homo sapiens sapiens and Homo sapiens neanderthalensis: a radiographic study, American Journal of Physical Anthropology 87: 255-262.

Zilberman (U.), Smith (P.) 1992, A comparison of tooth structure in Neanderthals and early Homo sapiens sapiens: a radiographic study, Journal of Anatomy 180: 387-393.

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Pour citer cet article

Référence électronique

P. Bayle, « Proportions des tissus des dents déciduales chez deux individus de Dordogne (France) : l’enfant néanderthalien du Roc de Marsal et le spécimen du Paléolithique supérieur final de La Madeleine. », Bulletins et mémoires de la Société d’Anthropologie de Paris [En ligne], 20 (3-4) | 2008, mis en ligne le 26 avril 2012, consulté le 12 décembre 2017. URL : http://journals.openedition.org/bmsap/6143

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Auteur

P. Bayle

Département de Préhistoire, UMR 7194-USM 204, Muséum National d’Histoire Naturelle, 1 rue René Panhard, 75013, Paris, France, email : bayle@mnhn.fr et Centre d’Anthropobiologie et Imagerie Anatomique, FRE 2960, Université Toulouse III – Paul Sabatier, 39 allées Jules Guesde, 31000 Toulouse, France.

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Droits d’auteur

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