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CHOMOLANGMA

Réflexions sur le sens de la vie. Diversités culturelles et médiatiques.

Grotte de Vogelherd (5)

Publié le 28 Avril 2019 par Reun's dans HISTOIRE-Préhistoire-Cénozoïque

Plancher statigraphique étage IX

Cette couche, datée de l'Eémien et correspondant au plancher stratigraphique de la grotte, contient six artefacts lithiques ainsi que la molaire d'un spécimen d'éléphant55,9.

Objets d'art préhistorique de la grotte

Le mobilier d'art préhistorique de la Vogelherd comprend 11 statuettes (dont dix fabriquées en ivoire de mammouth), environ 350 objets de parure46,108, trois flûtes fragmentées109,110 ainsi qu'une gravure d'ours des cavernes représenté en posture dressée111.

Figurines et statuettes

Une importante proportion des figurines recueillies au sein de la grotte correspondent aux niveaux stratigraphiques IV et V (époque aurignacienne)Note 8. Ces deux horizons culturels comportent de nombreuses figurines zoomorphiques (félidés, bisons, chevaux et mammouths). Le mobilier exhumé de ces deux couches est complétée d'une statuette anthropomorphique « schématisée » et sculptée en ronde-bosse113.

Figurine de cheval sauvage
Photographie en couleurs sur fond noir et de profil d'une statuette en ivoire représentant un cheval à la tête inclinée et aux pattes amputées au niveau supérieur des cuisses.
 
Sculpture représentant un cheval sauvage.

Parmi les figurines recueillies dans la Vogelherd se trouve un artefact représentant un cheval sauvage (« le cheval de Vogelherd ») daté d'environ 32 000 ans. La pièce, qui mesure 4,8 cm de long, pour 2,5 cm de haut et 0,7 cm de large, représente un étalon dans une position typiquement imposante114,115,116,117,118.

Le cou du cheval, relativement long, est comparable à celui d'un cygne119. Pour Gisela Freund, la tète de l'animal, « très finement sculptée, est l'une des plus belles tètes de cheval paléolithique »114. L'artefact est marqué d'incisions à peine visibles en forme de « X » de la tête jusqu'à la queue118,116,119. Les pattes de l'animal sont cassées118,116,114. Par ailleurs, la pièce est également brisée selon une coupe d'axe longitudinal et n'est donc actuellement visible qu'en demi-relief114,115,116,117. Cette cassure aurait été probablement faite par l'auteur de la sculpture lui-même114. D'autre part, en raison de l'aspect gracile de l'animal, l'auteur de la figurine a très certainement voulu représenter un Equus cabalus germanicus plutôt qu'un cheval de Przewalski, une espèce qui est plus documentée dans l'art du Paléolithique114.

Figurines de mammouth
Photographie en couleurs sur fond noir d'une statuette faite en ivoire et représentant un mammouth.
 
Figurine de mammouth trouvée en 1931.

Les fouilles de la grotte ont également permis de délivrer une figurine représentant un spécimen de mammouth laineux (Mammuthus primigenius) adulte, une espèce dont le biome s'étendait sur l'ensemble du continent eurasien durant l'époque du Pléistocène120.

Cette pièce, conçue dans de l'ivoire de mammouth121 — autrement dit, la partie dentine de la défense de mammouth, ce type de matériau organique présentant une plasticité qui rend plus facile le façonnage, le modelage et le polissage122 —, mesure environ 50 mm de long120 pour 34 mm de haut et 22,1 mm de large123. La sculpture a été retrouvée avec les pattes postérieures et la trompe cassées124. En raison d'un trou pratiqué sur la partie supérieure des pattes postérieures, la figurine était problement destinée à servir de pendentif124.

L'artefact est, pour Hansjürgen Müller-Beck, l'« une des plus anciennes figurines animales connues »120. Cette pièce zoomorphique est datée entre 30 000 et 35 000 ans AP122. La figurine présente à sa surface des incisions en forme de X, un type d'incision également connue sous le terme de croix de saint André. Ces marques pourraient indiquer une forme de symbolisme de type sémantique125.

La Vogelherd a livré une autre pièce qui figure, selon G. Riek, un mammouth53,126. Pour Harald Floss, cette interprétation est « contestable »126. L'objet est conçu dans du grès126,53. Cette pièce mesure 5,42 cm de long pour 3,20 cm de large et 3,97 cm de haut53.

Enfin, lors de la campagne de fouilles de 2005-2012, une troisième statuette de mammouth de 3,7 cm de long a été mise au jour127 et pesant environ 7,5 grammes a été répertoriée comme étant la plus ancienne œuvre miniature de l'humanité entièrement conservée dans son état initial. Contrairement à la plupart des autres figurines de la Vogelherd, elle porte relativement peu de motifs décorés, seules ses membres inférieurs et supérieurs sont marqués d'une croix fine et six incisions sont visibles au niveau de sa tête128,129,130.

 
Figurine de bison
Photographie en couleurs sur fond noir d'une statuette en ivoire posée sur un socle anthracite et représentant le corps d'un bison.
 
Figurine de bison.

Le mobilier de la caverne comprend la statuette d'un bison95,131. La pièce mesure plus 70 mm de long pour 5,25 cm de haut et 1,35 cm d'épaisseur131. La figurine, datée d'environ 35 000 AP, a été sculptée dans de l'ivoire de mammouth131.

La figurine présente les marques d’un procédé technologique caractéristique pratiqué pour sculpter les reliefs de l'éléphantidé, notamment son pelage95. Ce procédé consiste à modeler la surface du matériau au moyen de petites incisions de forme circulaire95. La statuette est dotée de pattes courtes et présente une bosse ainsi qu'une crinière « stylisées »95.

Figurines de félidés
Photographie en couleurs sur fond noir d'une statuette en ivoire posée sur un socle noir et représentant un lion des cavernes aux pattes amputées.
 
Lion des cavernes132.

L'instrumentum artisanal issu de la Vogelherd comprend plusieurs figurines de félidés. L'une d'entre elles représente un lion des cavernes mesurant 72 mm de long pour 11 mm de large et 53 mm de haut132. Les oreilles de l'animal sont couchées et correctement sculptées132. À contrario, les yeux et la gueule du lion des cavernes ont été représentés avec plus de négligence132. Le corps de l'animal est en grande partie recouvert de rangées de points tracées parallèlement132. L'abdomen présente des motifs en forme de losange132. Les pattes de l'animal sont réduites à des moignons132.

Photographie en couleurs et de profil d'une statuette en ivoire représentant un léopard des neiges, le corps fixé sur un axe en verre, l'échine marquée d'incise, la gueule entrouverte et au flanc postérieur gauche disparu.
 
Figurine représentant une panthère ou une lionne114,132,133.

Le mobilier d'art de la grotte se compose également d'un autre lion des cavernes. L'objet mesure 2,95 × 2,15 cm pour une épaisseur de 6 mm. La pièce a subi une cassure en coupe horizontale au niveau de ses pattes. Des incisions et marques poinçonnées ont été pratiquées sur son corps133. En outre, la statuette est dépourvue de crinière134. Une troisième statuette de félin, représentant une panthère (ou une lionne), a été mise au jour133,114. La pièce mesure 6,85 cm de long pour 1,5 cm de large et 2,45 cm de haut114. Sur la surface du corps de l'animal, des motifs en forme de fossettes ont été incisés114. La nuque du félin porte 6 sillons parallèles114. G. Freund remarque que la conception stylistique de la pièce, et en particulier sa gueule, confère à la figurine « un caractère dangereux »114. Pour André Leroi-Gourhan, la réplétion de marques incisées en forme de ponctuation identifiées sur les parties dorsale, abdominale et les cuisses des deux figurines, associée, pour l'une d'entre elles, à des marques en croisillons pratiquées sur le flanc, suggèrent que ces statuettes représentent des « panthères tachetées »135. Les marques en pointillée relevées sur les deux statuettes sont comparables à celles observées sur les figurines mises en évidence dans l'abri du Morin, en Gironde135. Ces deux figurines de félidés, dont les cous sont étendus vers l'avant, présentent la même particularité que les représentations pariétales de lions des cavernes découverts dans la grotte Chauvet136,137. En outre, ils sont représentés dans des postures agressives113.

 
Figurine d'ours ou de lion
Photographie en couleurs sur fond noir et vue du dessus d'une statuette en ivoire représentant un ours des cavernes, ses pattes amputées reposant sur un socle de verre.
 
Figurine d'ours ou de lion138,139.

Une figurine fabriquée en ivoire de mammouth a été retrouvée incomplète (sans tète) lors des travaux d'excavation de 1931139,140,138. La pièce, datée d'environ 40 000 années AP, mesure 58 mm de long pour 14 mm de large et 24 mm de haut139.

Dans son rapport de fouilles de 1934, Riek considère que la statuette représente un ours ou un jeune rhinocéros139,138,140. Dans une publication de 1956, les préhistoriens Henri Breuil, Louis-René Nougier et Romain Pissigny porte interrogation sur l'interprétation de Riek140. J. Hahn, en 1986, reprend l'hypothèse de Riek et estime que la pièce pourrait représenter soit un ours, soit un jeune rhinocéros138.

La tète de l'animal est mise en évidence durant la campagne de fouilles de 2005-2012, en 2013138,139. Le remontage des deux fragments (corps et tète) a permis de mettre en évidence que l'ensemble de la statuette représente un ours ou un lion138,139.

Figurine de cervidé
Photographie en couleurs sur fond noir d'un artefact fragmenté.
 
Corps d'un cervidé124.

La statuette représentant un corps de cervidé — un renne, d'après G. Riek — est fracturée selon une coupe longitudinale124. L'une des pattes antérieure est sectionnée jusqu'à sa base et la tète de l'animal est également cassée124. Riek suggère que la tète de la figurine a été fracturée de manière intentionnelle par l'auteur de la sculpture141.

La pièce mesure 6,37 cm de long pour 1,5 cm de large et 2,2 cm de haut141. La totalité de la surface du corps présente des incisions : des traits, des sillons partiellement courbés et tracés parallèlement, ainsi que des motifs en forme de virgule124.

Figurines anthropomorphiques

Une Vénus a été retrouvée lors des fouilles de la grotte142. La sculpture anthropomorphique a été réalisée dans une défense de sanglier142. L'artefact a fait l'objet d'un polissage142 et mesure 6,9 cm de haut143. Cette représentation féminine correspond au niveau magdalénien de la grotte142. La Vénus de Vogelherd, ouvragée en ronde-bosse, est dépourvue de tête et son corps est représenté de manière schématique144,113.

Une autre sculpture anthropomorphique a été mise en évidence durant les travaux d'excavation de 1931114. La pièce est à l'état inachevé et son interprétation n'est pas clairement établie114. Pour Harald Floss, cette figurine « présente des similitudes formelles » avec une pièce retrouvée au Trou Magrite (à Pont-à-Lesse, dans la province de Namur145), mais également avec une sculpture représentant un phallus découvert sur le site de l'abri BlanchardNote 9, en Dordogne ou encore la Vénus de Hohle Fels147.

 

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Grotte de Vogelherd (4)

Publié le 28 Avril 2019 par Reun's dans HISTOIRE-Préhistoire-Cénozoïque

  Horizon culturel Correspondance géologique Datation
  Néolithique    
  Magdalénien Holocène87 13 015 ± 55 ans AP
  Magdalénien Holocène87 13 630 ± 410 ans AP
  Aurignacien supérieur   26 110 ± 150 ans AP
  Aurignacien moyen (ou « Aurignacien typique »81,82)   31 680 ± 310 ans AP
  Moustérien supérieur (Paléolithique moyen tardif)    
  Moustérien moyen    
  Moustérien inférieur - Micoquien84,88 - « bifacial »9 - « Moustérien à option Micoquien » (MMO)73    
    Interglaciaire - Eémien55,85

 

Horizons des cultures archéologiques

Environ 90 % des outils confectionnés à partir de pierre, d'os, d'ivoire et de bois ont été mis en évidence dans les couches V et IV de l'Aurignacien30. Les variétés de roche les plus utilisées pour la fabrication de l'outillage en pierre sont l'Hornstein89,90 (également appelée « chert commun »91). Ces matériaux ont été extraits des environs de la grotte90,92,89.

Par ailleurs, pour la préhistorienne Denise de Sonneville-Bordes, les caractéristiques des outils lithiques retrouvés dans la cavité souterraine tendent à conforter l'hypothèse d'un faciès archéologique de l'Aurignacien propre à la région du Jura souabe93,90,89,92.

Certains des objets lithiques retrouvés, datant du Paléolithique moyen, montrent que la grotte pourrait avoir été d'abord occupée par des Néandertaliens tardifs94.

La bonne conservation des pièces archéologiques attribuables au Magdalénien, est en grande partie due aux dépôts sédimentaires survenus lors du début de la période géologique de l'Holocène87.

Enfin les industries lithique et osseuse de la caverne présentent des profils technologiques et typologiques très proches de ceux recueillis dans la grotte de Geißenklösterle. Les horizons stratigraphiques des deux établissements préhistoriques affectent également d'importantes similarités, en particulier l'étage aurignacien95.

Néolithique
Étage I
Photographie en couleurs sur fond noir de poteries à panse large et de tessons de poteries portant des incises obliques en forme de ruban.
 
Céramiques rubanées complètes et fragmentées comparables à celles retrouvées dans la grotte.

Le niveau stratigraphique I correspondant à la période du Néolithique est, lors de sa mise au jour, d'une épaisseur de 0,20 m. Cette strate comporte des céramiques identifiées, à leurs découverte, comme appartenant à la culture rubanée. Ces pièces de poteries sont associées à des fossiles de spécimens fauniques forestiers. Cette couche repose sur une strate composée d'humus et de matière organique issue de mammifères16.

Paléolithique supérieur
Magdalénien II

L'étage Magdalénien — d'une épaisseur de 0,20 m lors de sa mise au jour16 — de la grotte de Vogelherd comprend les couches stratigraphiques II et III. Un important gisement de pierres taillées se trouve dans la couche II. Ce gisement se compose de onze couteaux de qualités d'exécution variées, dont deux à lame à bords irréguliers, deux munis d'un manche en écorce d'arbre, deux à lame triangulaire, un à lame biseautée, quatre à lame pointue, de deux grattoirs et d'un burin à pointe grossièrement travaillée. Parmi les autres découvertes figurent un artefact en boisde renne dont la partie médiane de la surface, au niveau de la fourche, présente des incisions, ainsi qu'une plaque d'ivoire affectée de fines rainures40,16,96.

Magdalénien III

Dans la couche III — épaisse de 0,20 m lors de sa mise au jour16 —, des artefacts en pierre ont été découverts. Parmi le gisement, se trouvent quatre couteaux à lame effilée, trois couteaux à lame émoussée, une pointe, un couteau à manche en écorce large et un couteau de forme incurvée également doté d'un manche en écorce. En outre, un fragment de bois de renne, dont la surface présente des stries, vient compléter le mobilier retrouvé dans la couche III40,16,96.

Aurignacien IV
Croquis en noir et blanc représentant des outils préhistoriques.
 
Mobilier lithique retrouvé aux niveaux Aurignacien IV et V de la Vogelherd.

Dans la couche de l'Aurignacien tardif ou supérieur, comme l'a décrit Riek à propos de l'horizon archéologique IV9— 0,25 m d'épaisseur lors de sa mise au jour —, le mobilier archéologique mis au jour suggère une présence humaine au sein de la grotte en plusieurs phases d'occupation. Selon le rapport de fouilles de Riek, en plus des 1 729 objets lithiques tels que des grattoirs ou des poinçons, 82 artefacts de nature organique ont été découverts lors de la première excavation de la grotte9,16,96. Parmi ces artefacts, quelques pièces décorées de rainures en rangée ont été mises en évidence. D'autres découvertes organiques, incluant des éléments d'armement dont des pointes de flèche et des propulseurs, se comptent en nombre plus restreint dans cette couche. L'un d'eux possède une base fendue, quatre autres ont une base massive et trois ont été exhumés sous forme fragmentée. L'un de ces fragments présente des encoches latérales et des marques en forme de X40,16,96,9,93.

L'étage IV comprend de nombreux burins — 381 au total —, certains de forme diédrale, d'autres affectant un aspect tronqué. Plusieurs autres outils de ce type possèdent une surface ayant été très peu débitée71,93.

Aurignacien V
Photographie en couleurs sur fond gris de six silex taillés et de forme oblongue.
 
Lamelles Dufour comparables à celles retrouvées dans la caverne.
Croquis en noir et blanc représentant des outils préhistoriques.
 
Mobilier osseux retrouvé aux niveaux Aurignacien IV et V de la Vogelherd.

Dans la couche de l'Aurignacien V — 0,70 m d'épaisseur lors de sa mise au jour —, deux foyers de cheminée, clairement distincts, ont été retrouvés, l'un situé dans la grande galerie et l'autre à côté de l'entrée sud-ouest. Ces âtres mesurent environ 0,65 à 0,70 m de profondeur et se composent de débris de chaux grise plus ou moins compacts40,16,96,93.

Un total de 910 outils lithiques, dont la répartition se concentre principalement à proximité du hall principal et de l'entrée sud-ouest, ont été mis en évidence. Parmi ces objets, les burins (224 pièces au total71) et les pointes sont les plus fréquemment représentés. En outre, un grand nombre d'outils — lamelles classiques et, dans une moindre mesure, des lamelles Dufour93 — composés de matériau lithique et organique ont également été mis en évidence. Associés à ces gisements d'outillage, de nombreux artefacts fabriqués en os et en ivoire ont été découverts dans la couche V. Les artefacts les plus communs conçus en matière organique incluent des fragments de projectiles40,16,96, notamment des pointes en os et à base dite « massive » — comparables à celles mises en évidence dans les grottes de Mladeč (en), en Moravie — et datées entre 31 900 et 27 400 AP. Dans une moindre mesure, l'industrie osseuse aurignacienne de la grotte se compose également de pointes de sagaieplates à base fendue97. La couche aurignacienne comporte également un retouchoir. Cette production conçue en pierre présente des stigmates de peintures. Ces traces pourraient être soit « intentionnelles », soit « fonctionnelles », soit « décoratives »98,99.

Enfin, un briquet à percussion, fait en pyrite et daté entre 30 000 et 36 000 années AP, vient compléter l'inventaire de ce niveau archéologique100,80,78,Note 7 Cet outil utilisé pour produire du feu mesure 52 mm de long pour 43 mm de large et 41 mm d'épaisseur100. L'artefact pèse 145 g100. La zone de percussion du briquet, de forme circulaire, mesure 30 mm de long sur 25 mm de large100. La surface de l'outil est marquée par une fissure de 2 mm de large100. Cette faille, qui s'étire depuis la zone de percussion jusqu'à la partie centrale de l'artefact, présente une profondeur de 14 mm100. La fissure forme deux lignes distante de 6 à 15 mm et qui se rejoignent au niveau de la zone centrale de l'outil à produire du feu100.

Paléolithique moyen
Moustérien VI

Le niveau VI — couche correspondant au Moustérien supérieur et que Riek avait incorrectement identifié comme étant de l'Aurignacien ancien (ou Aurignacien supérieur)9,69,78,71 — a fourni des pointes de forme triangulaire et à base fendue. Ces pièces ont été façonnées à partir de côtes de mammouths101,97,41. En outre, pour Gisela Freund, l'industrie lithique de ce niveau présente de forte similitudes avec celle de l'« Aurignacien ancien » recueilli dans l'Ilsenhöhle (de), une grotte située près de la ville de Ranis102.

Moustérien VII
Photographie en couleurs sur fond gris d'un silex ocre, jaune et gris taillé en forme de losange irrégulier.
 
Biface du Moustériencomparable à celui découvert dans la grotte.

Les artefacts en pierre de la couche VII du Moustérien comprennent un large biface fait de silex ocre jaune et blanc, une pointe en silex ocre et gris présentant un côté biseauté, une seconde pointe en silex gris-jaune, et un total de cinq grattoirs dont trois affectés d'une forme incurvée et deux d'aspect rectiligne. Par ailleurs, un morceau de mâchoire supérieure de cheval sauvage a été également exhumé. Lors de sa découverte, ce fragment osseux présentait cinq incisives intactes. La couche du Moustérien est précédée par une strate sédimentaire de 0,90 m d'épaisseur40,16,96.

Le mobilier de ce niveau du Paléolithique moyen est complété par deux pointes de lances fabriquées en os69.

Moustérien - Micoquien - bifacial VIII

Cet étage, de faciès simultanément moustérien et micoquien85,73,84,78,88, est documenté par des bifaces associés à de nombreux restes fauniques fossilisés, dont une molaire d'Elephas antiquus Falconeri, des ossements de Rhinoceros tichorhinus, d'Elephas primigenius et de Rangifer tarandus16,96,55,9,103. Le mobilier lithique contenu dans cet étage est également composé de Keilmesser (de)6, un type de biface dit « à dos »104,105, outil à section triangulaire et à base convexe qui présente une face postérieure large, partiellement non-taillée, aux bords façonnés pour en faciliter la prise et une face antérieure tranchante et retouchée106.

Le niveau stratigraphique VIII, que Riek attribue à de l'Acheuléen supérieur (« Jungacheuleen »), contient également des grattoirs retouchées et des poinçons au bords également retouchés107,45.

 

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Grotte de Vogelherd (3)

Publié le 28 Avril 2019 par Reun's dans HISTOIRE-Préhistoire-Cénozoïque

Fouilles et inventaires de 1952 à 1987
Photographie en couleurs d'un homme habillé d'un pull rouge, recouvert d'une parka bleue foncée et à la tête couverte d'un béret.
 
Le préhistorien Hansjürgen Müller-Beck effectue un inventaire de l'industrie lithiqueet osseuse de la Vogelherd dans les années 1950 et 1980.
Photographie en couleur d'un homme à demi accroupi, portant une barbe et des lunettes et vêtu d'un jean et d'une chemise marron en train de reconstituer un débitage laminaire par percussion directe.
 
Le préhistorien Joachim Hahn fait un inventaire du petit mobilier issu de la grotte dans les années 1970.

Après les fouilles des années 1930, le , Hern Siegfried Weber découvre, au sein d'un dépotoir situé au niveau de l'entrée sud-ouest, deux fragments de figurine53,54,55. Les pièces, probablement deux parties d'une tête de lion confectionnée en ivoire de mammouth, ne peuvent cependant pas être jointes l'une à l'autre car il manque la section médiane53,54,55. Weber conserve l'un des deux fragments dans sa collection privée, tandis que l'autre moitié de la tète de lion est conservée au Landesmuseum Württemberg, à Stuttgart54,53,55. Durant la même période, le géologue K. Bleich met en évidence, dans un dépôt sédimentaire constitué de grès, un artefact présentant une perforation55,53. G. Riek, dans une publication de 1954, estime que l'objet retrouvé par Bleich est une figurine représentant un mammouth55,53. Cette hypothèse est infirmée par Joachim Hahn en 1986 : en effet, en raison du « manque de clareté » de l'analyse de Riek, il considère que la pièce est plus probablement un pendentif plutôt qu'une figurine55.

La première campagne de fouilles « officielle » de la caverne est menée en 1978 par l'archéologue Eberhard Wagner. Deux sondages, sous la forme de tranchée, sont alors pratiqués à proximité de l'entrée de la grotte. Toutefois, les résultats archéologiques obtenus par cette campagne se révèlent modestes26.

Entre 1954 et 1987, plusieurs archéologues, paléontologues et préhistoriens effectuent des analyses et examens du gisement recueilli par Riek et son équipe lors de la campagne d'excavation des années 193039,30. En 1954, le paléontologue Ulrich Lehmann effectue une analyse d'une partie des fossiles fauniques30. En 1957, le préhistorien Hansjürgen Müller-Beck, puis en 1965 la préhistorienne Denise de Sonneville-Bordes, et enfin en 1977, le préhistorien et archéologue Joachim Hahn réalisent les inventaires de l'industrie lithique issue de la caverne39,30. En 1972, puis 1977, 1986 et 1987, G. Albrecht, Hahn et Müller-Beck réalisent successivement des études sur les artefacts à matériau organique provenant de la caverne39,30.

 

Campagne de fouilles des années 2000 et 2010
Photographie en couleurs d'un terrain en pente creusé parsemé de gravats, un conteneur bleu turquoise visible au premier plan.
 
Chantier de fouilles de Vogelherd en 2008.
Photographie en couleurs et en buste d'un homme en vêtu d'une chemise blanche.
 
L'archéologue Nicholas J. Conardconduit la campagne de fouilles des années 2005-2012.

La dernière campagne d'investigations de la grotte s'échelonne entre 2005 et 201246,56. Le programme de prospections archéologiques, amorcé par l'université de Tübingen, débute sur le site de fouilles en 56,26. Le chantier de fouilles est dirigé par l'archéologue américain Nicholas J. Conard56,26. Les recherches sont en grande partie orientées sur les déblais sédimentaires dégagés par Riek dans les années 193046,26,56. Ces déblais, dont les analyses et examens ont été incomplets — aucun tri ni tamisage n'ont été opérés46 —, reposent sur le devant de l'une des entrées. Parmi les déblais, les fouilleurs ont mis en évidence 297 kg de fossiles, 128 kg d'ivoire de mammouth, 44 000 artefacts en pierre et 68 000 éclats. Sont associés à ces éléments, plusieurs figurines et objets mobiliers57,9,30,58. L'ensemble des déblais, d'un volume total de 16 litres, ont été répartis en 50 sacs de quelques centimètres de diamètre58. Ces dépôts sédimentaires, à contrario des travaux de 1931, ont tous été tamisés à l'eau durant la campagne de 2005-201259.

Lors de ces prospections, l'équipe de fouilleurs, qui comprend une quinzaine d'étudiants58, a également mis en évidence des ossements humains. La datation au carbone 14 de ces restes fossilisés a révélé qu'ils sont vieux d'environ 5 000 ans9.

Photographie en couleurs d'une large tranchée creusée dans un terrain en pente, des gravats et des écofacts blancs parsemant le fond de l'excavation.
 
Sondages effectués en 2012 dans les déblais sédimentaires recueillis par Riek en 1931.

Une statuette représentant un mammouth et une autre figurant un torse de lion des cavernes ont été mises en évidence en 2006 par l'un des sondeurs du chantier de fouilles de la Vogelherd60,61,62,63,64. Le fouilleur a communiqué le résultat de ses découvertes au centre d'information du parc archéologique de Vogelherd62. En 2007, venant compléter la mise au jour de la figurine de mammouth, trois fragments de flûtes d'os et d'ivoire ont été trouvés65. La campagne de fouilles de 2005-2012 a également permis de retrouver, parmi les déblais placés devant l'accès sud-ouest de la Vogelherd, près de 350 perles datées de la période aurignacienne46.

Les travaux de triage des artefacts mis au jour pendant la campagne de 2005-2012 ainsi que le bilan archéologique sont réalisés en 201466,67. En 2015, le bilan et les résultats de cette campagne de fouilles sont présentés au cours d'un congrès annuel organisé par la Société Hugo Obermaier (Hugo-Obermaier-Gesellschaft) et tenu à Heidenheim66.

Die Mammutjäger vom Lonetal, qui est réédité en 195168, puis en 200050, est remanié en 2014, sous la direction de Nicholas J. Conard et de l'archéologue Ewa Dutkiewicz52. Pour Eva Dutkiewicz, Riek, dont le « passé de nazi est incontesté », a entrepris des travaux dans la grotte de Vogelherd qui n'ont pas été réalisés dans d'« excellentes conditions », mais qui ont rendu le préhistorien célèbre52. En outre, les résultats de l'analyse isotopique des ossements humains ont montrés que Riek en a donné une interprétation erronée, les tests d'ADN fossile étant alors inconnus du préhistorien52.

Stratigraphie de la grotte

La stratigraphie de la Vogelherd présente une stratigraphie de 3 m d'épaisseur69. Les niveaux archéologiques contenant du mobilier (artefacts et écofacts) datés de l'Aurignacien font, à eux seuls, 1,5 m d'épaisseur70. La culture du Gravettien est totalement absente des différents niveaux stratigraphiques de la grotte69,26,9,71.

La stratigraphie du site préhistorique est composée de 9 niveaux numérotés par des chiffres romains allant de I à IX69,72,9,71. Les neuf niveaux sont recouverts par une couche d'humus de 0,20 m d'épaisseur et contenant des matériaux sédimentaires45,73. En outre, une couche « stérile »Note 6 s'intercale entre les étages V et VI77,72,9,71.

Stratigraphie établie par Riek

Lors de la première campagne de fouilles de la grotte, G. Riek a établi les biostratigraphie et chronostratigraphie suivantes9,77,78,71 :

Biostratigraphie de G. Riek
Étage stratigraphique Horizon culturel Correspondance géologique
Étage stratigraphique I Néolithique  
Étage stratigraphique II Magdalénien  
Étage stratigraphique III Magdalénien  
Étage stratigraphique IV Aurignacien supérieur  
Étage stratigraphique V Aurignacien moyen  
Étage stratigraphique VI Aurignacien inférieur  
Étage stratigraphique VII Moustérien  
Étage stratigraphique VIII Acheuléen supérieur  
Étage stratigraphique IX (plancher stratigraphique)   Interglaciaire - Eémien55
Stratigraphie au niveau de l'aire artisanale et domestique établie par G. Riek (profil stratigraphique no 1)25
Étage stratigraphique Culture associée ou niveau stérile Épaisseur (cm)
Étage stratigraphique I Humus 20
Étage stratigraphique II Culture à céramique cordée 25
Étage stratigraphique III Humus/terre brun-noire 15
Étage stratigraphique IV Magdalénien 40
Étage stratigraphique V Aurignacien 95
Étage stratigraphique VI Artefacts du Paléolithique supérieur associés à des ossements humains fragmentés 10
Étage stratigraphique VII Roche calcaire à grain fin 20
Étage stratigraphique VIII Acheuléen supérieur 90
Étage stratigraphique IX Plancher stratigraphique

-

 

 

Stratigraphie révisée

Les analyses réalisées par l'archéologue Hans Müller-Beck (en 1983), par Joachim Hahn et enfin Nicholas J. Conard ont permis de réviser la succession des horizons culturels de la grotte. La couche stratigraphique identifiée et interprétée par G. Riek comme étant de l'Aurignacien ancien ou inférieur (« Ulteres Aurignacien ») s'est révélée correspondre au Moustérien supérieur (ou fin du Paléolithique moyen)79,9,80,72,71.

Par ailleurs, l'Aurignacien dit moyen, faciès propre à l'Europe de l'Ouest définit par Henri Breuil et repris par Riek pour désigner la culture matérielle mise au jour dans le niveau V, est requalifié d'« Aurignacien typique » par Müller-Beck, à la fin des années 1960, et repris par Denise de Sonneville-Bordes, au début des années 1970, pour caractériser un faciès Aurignacien spécifique à l'Allemagne de l'Ouest81,82.

D'autre part, l'étage stratigraphique VIII, interprété par Riek comme étant de l'Acheuléen récent ou Acheuléen supérieur (« Jungacheuleen »83) a été également révisé : Müller-Beck, en 1983, établi que ce niveau contient du matériel moustérien et Conard, dans les années 2000, le désigne sous le terme de « bifacial », les deux archéologues s'accordant sur le fait que l'étage VIII date du Paléolithique moyen9,77,78. Pour Michael Bolus, en 2015, le mobilier contenu dans ce niveau peut être attribué à un faciès Micoquien et « doit être classer » comme étant du « Moustérien souabe »84. Le faciès caractérisant le niveau VIII peut être également désigné sous les termes de « Moustérien avec option Micoquien » (MMO), autrement dit un faciès caractérisé à la fois par du Moustérien (présence d'outils unifaciaux) et du Micoquien (présence d'outils bifaciaux)85,73,84,86.

Enfin, la datation par le carbone 14 des fossiles stratigraphiques récemment exhumés des dépôts sédimentaires a permis de préciser les époques successives de la caverne9,79,78.

 

Biostratigraphie et chronostratigraphie révisées9,71,69
Étage stratigraphique Horizon culturel Correspondance géologique Datation
Étage stratigraphique I Néolithique    
Étage stratigraphique II Magdalénien Holocène87 13 015 ± 55 ans AP
Étage stratigraphique III Magdalénien Holocène87 13 630 ± 410 ans AP
Étage stratigraphique IV Aurignacien supérieur   26 110 ± 150 ans AP
Étage stratigraphique V Aurignacien moyen (ou « Aurignacien typique »81,82)   31 680 ± 310 ans AP
Étage stratigraphique VI Moustérien supérieur (Paléolithique moyen tardif)    
Étage stratigraphique VII Moustérien moyen    
Étage stratigraphique VIII Moustérien inférieur - Micoquien84,88 - « bifacial »9 - « Moustérien à option Micoquien » (MMO)73    
Étage stratigraphique IX (plancher stratigraphique)   Interglaciaire - Eémien55,85

 

 

 

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Grotte de Vogelherd (2)

Publié le 28 Avril 2019 par Reun's

Caractéristiques et description

Plan au sol et en couleurs d'une cavité.
 
Plan au sol de la grotte.
Photographie en couleurs d'une colline percée de deux ouvertures, recouverte d'un tapis herbeux, d'arbres et de roches affleurantes, un étroit sentier aménagé d'un banc visible à mi-hauteur.
 
Vue panoramique de la Vogelherd.

La grotte présente un plan au sol sous la forme d'un Y26,27,28,19. Elle est orientée selon un axe nord-ouest/sud-est29. La Vogelherd est pourvue de trois galeries qui se relient au niveau de la partie centrale de la grotte27. Deux des trois galeries forment un angle de 270 °28. Les galeries s'étendent sur 15 à 25 mde long. Leurs largeurs s'échelonnent entre un minimum de 2 m et un maximum de 7 m ; leurs voûtes s'élèvent à des hauteurs comprises entre 2 et 3 m30.

L'ensemble de la chambre principale de la caverne se développe sur une longueur d'environ 50 m31. En outre, la caverne de Vogelherd recouvre une surface totale de 170 m226,7.

La cavité est munie de trois accès interconnectés les uns aux autres. L'une de ces trois entrées est établie à l'extrémité sud-est de la grotte, tandis que les deux autres sont situées à ses extrémités nord et sud-ouest32,33,34.

 

Historique

Découverte et première campagne de fouilles

Le , l'historien et dialectologue Hermann Mohn découvre fortuitement des pierres fragmentées par le feu à proximité d'un groupe de tombes datées du Néolithique. Il suppose alors la présence d'une grotte et en informe le centre d'archéologie de Tübingen35,36,37. Le site préhistorique est, dans un premier temps, appelé du nom de son inventeur : Mohnloch (cavité de Mohn)35,36.

Ultérieurement, le préhistorien Gustav Riek vient prospecter le site. Le , Mohn revient sur les lieux en compagnie de Gustav Riek. Ils découvrent, à quelques dizaines de centimètres des pierres craquelées mises en évidence par Mohn quelques mois plus tôt, une large ouverture creusée dans la roche35. L'ouverture mesure 30 cm de large pour 40 cm de haut38.

La première tranchée est pratiquée par Riek à travers l'entrée le 35. Le lendemain, les premières traces d'une occupation du site au cours du Paléolithiquesont mises en évidence35.

Les premières fouilles et exploration de la grotte de Vogelherd — pratiquées illégalement à l'époque — sont entreprises à partir du  par G. Riek26,39. Riek et son équipeNote 4 commencent par déblayer les sédiments accumulés aux niveaux de deux points d'entrée de la grotte permettant ainsi d'y accéder. Cette opération s'effectue en l'espace de seulement dix semaines30,Note 5. Au terme du déblaiement, tous les matériaux sédimentaires — soit environ un volume de 300 m340 — sont extraits de la cavité41. L'ensemble de ces couches archéologiques comblaient une surface de 125 m2 et s'élevaient, à certains endroits, jusqu'à une hauteur de 5 m42.

Durant cette première campagne d'investigations, les fouilleurs mettent en évidence, parmi les déblais sédimentaires, des artefacts attribués à plusieurs époques : les plus anciens sont retrouvés dans la couche sédimentaire formée à l'Eémien, constituant la base stratigraphique de la grotte, et les plus récents sont datés du Néolithique10. Dans le gisement se trouve la tête d'une figurine représentant un lion des cavernes. Lors de sa découverte, cette pièce archéologique apparaît sous la forme de deux fragments26,43,44. D'autres statuettes, ou fragments de statuettes, sont mises au jour dans la partie centrale de la Vogelherd, entre la galerie d'accès sud et celle d'accès sud-ouest27.

Quelques objets attribués au Paléolithique moyen sont retrouvés de manière sporadique, la plupart d'entre eux ayant été fabriqués au cours du Paléolithique supérieuret appartenant à la culture de l'Aurignacien40,9. Deux pointes de flèche fabriquées en bronze à barbelures sont mis en évidence à proximité des vestiges néolithiques, vers l'entrée sud-ouest45. Ces deux artefacts sont attribués au bronze final45.

Au niveau de l'accès sud-ouest de la Vogelherd, les fouilleurs découvrirent, au sein d'un gisement de restes osseux, des sections de défenses de mammouth mesurant chacune 50 cm46. Au même endroit, de la poussière d'ivoire est mise en évidence sur un bloc de pierre46. Pour Riek, il s'agit d'un indice matériel montrant qu'il y a eu broyage de l'ivoire46. Le préhistorien en conclue que l'emplacement de l'entrée sud-ouest est probablement un espace dédié au travail de cette matière46.

Les travaux, entrepris en juillet, sont complétées par d'autres fouilles effectuées le 26. G. Riek publie le rapport de la campagne de fouilles de la caverne en 193447,35.

 Cliquez sur une vignette pour l’agrandir.

 

Publications et rapport de fouilles des années 1930

Gustav Riek publie deux rapports de fouilles, l'un en 1932 et le second en 193426,48,49. Dans le rapport de fouilles de 1934, Kulturen, le préhistorien fait une description détaillée des processus géologiques de formation de la grotte, de la pétrographie des roches sédimentaires et des éléments matériels de l'occupation du site préhistorique durant le Paléolithique26. Ces indications sont complétées par un plan de la Vogelherd comprenant ses différents niveaux stratigraphiques ainsi que cinq schémas montrant le profil de la cavité26.

Durant la même période, Riek publie également un ouvrage intitulé Die Mammutjäger vom Lonetal50,51,52. L'ouvrage, basé sur les travaux de Riek au sein de la Vogelherd, évoque la lutte entre des Homo sapiens (les chasseurs de Mammouth) et les hommes de Néandertal50,51,52. Dans cet ouvrage, Riek fait très nettement tourner l'avantage aux hommes modernes50,51. Pour la paléoanthropologue Miriam Haidle, cette lutte ne reflète pas les faits matériels observés par la recherche archéologique récente et, de surcroît, montre une supériorité des hommes modernes sur les Néandertaliens qui est erronée51,50.

 

 

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Grotte de Vogelherd (1)

Publié le 28 Avril 2019 par Reun's dans HISTOIRE-Préhistoire-Cénozoïque

Grotte de Vogelherd 
Vogelherd
Vogelherdhoehle innen.JPG
Vue de l'intérieur de la grotte
Localisation
Coordonnées
Adresse
Massif
Vallée
Localité voisine
Voie d'accès
Hanns-Voith-Weg (via la route L1168)1,2,3
Caractéristiques
Type
Altitude de l'entrée
480 m
Période de formation
Cours d'eau
Occupation humaine
Statut patrimonial
Localisation sur la carte du Bade-Wurtemberg
voir sur la carte du Bade-Wurtemberg

 

 

La grotte de Vogelherd (ou simplement la Vogelherd), formée de roches karstiques, est localisée près de la ville de Niederstotzingen au sein de la vallée de la Lone dans le Land du Bade-Wurtemberg, en Allemagne.

La grotte est l'un des plus importants sites archéologiques du Paléolithique supérieur en Europe centrale. Le site est associé à un parc archéologique implanté dans le pourtour de la Vogelherd sur un flanc du massif du Jura souabe oriental, entre Niederstotzingen et Herbrechtingen. En 2017, elle a été désignée par l'UNESCO pour faire partie de l'une des six cavernes inscrites sur la liste du patrimoine mondial de l'humanité du bien culturel intitulé « Grottes et art de la période glaciaire dans le Jura souabe ».

L'existence de la Vogelherd est connue depuis 1931, avec la mise au jour de figurines zoomorphiquesappartenant à la culture de l'Aurignacien. Ces artefacts sont considérés par une partie de la communauté scientifique comme faisant partie des plus anciennes œuvres d'art figuratif façonnées par l'humanité. De son excavation conduite par Gustav Riek au début des années 1930 jusqu'à la campagne de fouilles dirigée par Nicholas J. Conard dans les années 2000 et 2010, la grotte a livré onze figurines, trois flûtes, plus 300 perlesainsi que de nombreuses pièces d'industrie lithique et osseuse. La plus grande partie de ces artefacts sont datés de l'Aurignacien, le reste du mobilier de la Vogelherd appartenant au cultures du Magdalénien, du Micoquien et du Moustérien.

L'occupation de la caverne débute à la fin du Paléolithique moyen, il y a plus de 115 000 années AP. En outre, quelques décennies après leurs découvertes, des restes humains issus de la grotte, tels que les spécimens inventoriés sous les termes « Stetten 1 », « Stetten 2 », « Stetten 3 » et « Stetten 4 », ont été datés entre environ 5 000 et 4 000 années AP, montrant ainsi que ce site préhistorique a été occupé jusqu'au Néolithiquefinal.

 

Situation et topographie

Image en couleurs représentant une carte légendée.
 
Géolocalisation de la grotte dans l'arrondissement d'Heidenheim, en Bade-Wurtemberg.
OpenStreetMap [archive]
Photographie en couleurs d'une rivière aux rives recouvertes d'herbacées, une route bordée d'un massif forestier visibles au second plan.
 
Cours de la Lone traversant Stetten Ob Lontal, à proximité de la grotte de Vogelherd.

La grotte de Vogelherd est localisée à Stetten ob Lontal, un quartier de la ville de Niederstotzingen, une commune faisant partie de l'arrondissement d'Heidenheim, dans l'Est du Bade-Wurtemberg6,Note 1. La Vogelherd est distante d'environ 30 km de la ville d'Ulm, en axe nord-ouest7. Le site est établi dans la vallée de la Lone, à 1 km en axe nord-ouest des rives de ce cours d'eau8,3,9,6. La cavité s'ouvre sur un flanc du massif du Jura souabe oriental8,3,9,6.

La grotte trouve son emplacement sur un territoire faisant partie de la vallée de la Lone — l'« élément 2 » du bien patrimonial Grottes et l’art de la période glaciaire dans le Jura souabe, élément d'une superficie de 190,4 ha pour 391,9 ha de zone tampon8. Cette zone s'étend sur 3 km et comprend une partie du fond et des versants de la vallée. Ce territoire se prolonge jusqu'à la limite du plateauavoisinant. Relativement étrécie, la majeure partie de la dépression formée par le lit de la Lone se déploie sur une largeur de 200 m, la largeur de cette cuvette pouvant atteindre, en certains points, jusqu'à 500 m. Ses versants atteignent jusqu'à 30 m de dénivelé. Les paysages qui composent la vallée de la Lone sont à caractère rural, comprenant des parcelles cultivées au niveau de son fond et des pentes constituées de massifs forestiers10. La vallée de la Lone, qui s'étend sur une longueur de 50 km, débute après la ville de Geislingen et prend fin au niveau de la Brenz11. Le cours de la Lone coupe et alimente un vaste plateau jurassique, compris entre Ulm et Geislingen, et qui s'élève à une cote d'environ 1 000 m12,11.

La Vogelherd s'élève à une altitude de 480 m et elle surplombe le fond de la vallée de la Lone d'une hauteur de 20 m13,14,15,16. Son entrée sud-est est accessible par la voie Hanns-Voith-Weg, via la route L11682,3,1. L'ensemble de la cavité n'est pas visible depuis cette route17.

 

Contexte géologique, karstologique et lithostratigraphique de la grotte

 

Photographie en couleurs d'une paroi rocheuse de teinte brune et à la surface altérée et érodée.

Paroi de la grotte formée de roches karstiques.

 

La grotte et la vallée de la Lone s'inscrivent au sein du Jura souabe. Les roches de ce massif, de nature calcaire, ont été formées au début du Jurassique inférieur, il y a environ 200 Ma. Entre 12 et 2,6 Ma, les roches du Jura souabe ont été soumises à d'importants phénomènes d'érosion. C'est à cette époque que la vallée de la Lone a acquis sa configuration actuelle. Entre 1,8 Ma et environ 800 000 années (période du Calabrien) les eaux du bassin du Danube se sont élevées pour atteindre jusqu'à près de 80 m au-dessus de leur niveau actuel, inondant ainsi les dépressions creusées au sein du Jura souabe. Ce phénomène a induit un drainaged'alluvions, lesquelles se sont déposées sous formes de couches sédimentaires. Aux environs de 300 000 années AP, les eaux du bassin danubien ont effectué un retrait18,10,4.

La Vogelherd est l'un des 76 géotopes de l'arrondissement d'Heidenheim recensés par l'Institut d'état pour l'environnement, l'étude et la conservation de la nature du Bade-Wurtemberg et la vallée de la Lone est l'un des 77 géotopes nationaux d'Allemagne19. La grotte, répertoriée no 59 au sein de l'arrondissement, s'inscrit dans la formation dite de l'Obere Schwarzjuramergel, une sous-unité faisant partie du groupe lithostratigraphique du Jura noir (de)Note 2,19,20. L'Obere Schwarzjuramergel, annotée « wJζ », s'est formée durant le Toarcien, le dernier étage du Lias19,20,21,22. Le faciès biostratigraphique de l'Obere Schwarzjuramergel (ou Jura noir ζ) est caractérisé par la présence de trois espèces d'ammonites : la Dumortieria levesquei, la Grammoceras thouarsense et l'Haugia variabilis22.

Le processus de formation de la cavité de Vogelherd s'est réalisé sur une longue période. Les trois dernières phases de ce processus correspondent aux deux dernières ères glaciaires et à leur période interglaciaire : la première phase est survenue au cours de la glaciation de Riss (Pléistocène moyen) ; la seconde phase durant l'interglaciaire de Riss-Würm ; et la dernière troisième phase pendant la glaciation de Würm (époque géologique du Pléistocène supérieur)4.

Les formations karstiques du Jura souabe marquent une continuité avec celles du Jura franconien. Dans les vallées du Jura souabe, les premiers phénomènes de karstification apparaissent au Paléogène, entre 66 et 23,03 Ma AP, voire au Crétacé supérieur, entre 100,5 Ma et 66,0 Ma. Avec la surrection, mais également avec l'activité volcanique du Hegau, la montée du massif souabe se poursuit et s'amplifie au cours du Pliocène (entre environ 5,33 Ma et 2,58 Ma AP)23.

La formation de la cavité de Vogelherd résulte d'un processus d'érosion et de dissolution hydrochimique de roches calcaires par infiltration d'eaux de pluies à caractère acides creusant ainsi une galerie souterraine au sein d'un environnement géologique devenu karstique. Après l'exsurgence des eaux souterraines, ce complexe géomorphologique creusé dans la roche a été asséché, devenant ainsi une cavité naturelle. Au point de jonction de la cavité avec la dépression fluviale de la Lone, par mécanismes de taille et d'érosion de la roche, des ouvertures se sont créées, formant ainsi l'entrée de la grotte18,10,4.

Lors de son excavation, la caverne a livré une couche de dépôts sédimentaires épaisse de 2,4 m. Les matériaux sédimentaires les plus anciens qui ont été excavés datent d'environ 350 000 ans — glaciation de Riss, Pléistocène moyen24,Note 3.

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Biochimie (6 & fin)

Publié le 27 Avril 2019 par Reun's dans SCIENCES biologie cellulaire et moléculaire

Histoire

Article détaillé : Histoire de la biologie.

L'idée que l'activité de la « matière vivante » provienne de réactions chimiques est relativement ancienne (Réaumur, Spallanzani, etc.). La synthèse de l'urée, réalisée en 1828 par le chimiste allemand Friedrich Wöhler, en sera une des confirmations les plus décisives réalisées au xixe siècle. Avant cette date, on considérait que la substance présente dans les organismes présentait des particularités propres au vivant (théorie du vitalisme ou des humeurs héritée des Grecs anciens Aristote, Gallien ou Hippocrate).

Un autre Allemand, Justus von Liebig sera le promoteur d'une nouvelle science, la biochimie, qui sera un domaine d'illustration pour plusieurs de ses compatriotes jusqu'à la seconde guerre mondiale. Parmi les plus célèbres on retiendra Hermann Emil Fischer (la célèbre projection de Fischer des glucides), Eduard Buchner (biochimie de la fermentation) et Richard Willstätter (mécanisme des réactions enzymatiques).

Dès lors l'exploration de la cellule connaît un nouvel essor mais on s'intéressera plus particulièrement à ses constituants chimiques et à la façon dont ils réagissent entre eux afin de réaliser un métabolisme au niveau cellulaire. Après les travaux de Louis Pasteur, la recherche va se porter dans les substances intervenant dans les fermentations et les digestions (les ferments solubles). Antoine Béchamp les nommera en 1864 « zymases » mais on préfèrera utiliser le nom d'enzymes introduit dès 1878 par Wilhelm Kühne.

Les autres composants attirant l'attention sont des molécules « albuminoïdes » nommées protéines depuis 1838. Celles-ci sont considérées comme des agrégats de petites molécules à l'origine de l'état colloïdal du hyaloplasme de la cellule. Selon Friedrich Engels, elles sont la manifestation même de la vie (Dialectique de la nature, 1835) ; cela suscite dès lors une attitude vitaliste qui en France sera défendue par Émile Duclaux. Marcellin Berthelot permet une avancée majeure en décrivant le fonctionnement de l'invertase : dès 1860, il décrit la façon dont l'hydrolyse de liaisons glucidiques est catalysée par ce glucose hydrolase. Dès 1920, une autre interprétation s'impose avec la mise en évidence de la nature moléculaire des protéines par Hermann Staudinger. Ce nouveau statut est accompagné de caractéristiques structurales qui conduisent à de nouvelles interprétations fonctionnelles, certaines protéines pouvant être des enzymes, comme Victor Henri l'avait pressenti dès 1903.

Otto Warburg met en place la chimie cellulaire et met le microrespiromètre à la disposition des chercheurs. Cet appareil va aider le Hongrois Albert Szent-Györgyi puis l'Allemand Hans Adolf Krebs à élucider le mécanisme de la respiration cellulaire. Il est démontré alors que le gaz carbonique produit à cette occasion est le résultat d'une série de réactions biochimiques effectuées à l'aide d'enzymes spécifiques, le cycle de Krebs. On établit aussi que toutes les cellules tirent leur énergie d'une même molécule, l'adénosine triphosphate ou ATP, découverte en 1929 par Karl Lohmann.

Au début des années 1940, Albert Claude montre que la synthèse de l'ATP se déroule au niveau de la membrane interne des mitochondries. Dans le même temps, le Britannique Peter Mitchell explique le mécanisme de cette réaction, qui s'accompagne de formation d'eau.

L'étude des thylakoïdes dans les chloroplastes des végétaux chlorophylliens permet de comprendre progressivement le mécanisme de la photosynthèse. En 1932, Robert Emerson reconnaît une phase lumineuse et une phase obscure et en 1937 Archibald Vivian Hilldémontre que la production d'oxygène caractéristique de la photosynthèse résulte de la photolyse (décomposition chimique par la lumière) de l'eau. Enfin à partir de 1947, Melvin Calvin décrit la fabrication des substances carbonées à partir du dioxyde de carbone absorbé, c'est le cycle de Calvin.

En 1951, Erwin Chargaff montre que la molécule d'ADN, connue depuis 1869, est essentiellement présente au niveau des chromosomes. On remarque aussi qu'il y a autant d'adénine que de thymine, de guanine que de cytosine. Le jeune James Dewey Watson et Francis Harry Compton Crick vont publier la structure en double hélice de l'ADN dans la revue Nature le 25 avril 1953. Ils se basent sur les images en diffraction des rayons X obtenues par Maurice Wilkins et Rosalind Elsie Franklin.

Toutes ces découvertes sont le prélude à une meilleure compréhension moléculaire de la vie et à de nombreuses autres avancées médicales et biologiques.

Apparition des techniques de biochimie

C'est en 1929 que Theodor Svedberg a l'idée de soumettre le matériel cellulaire à une centrifugation poussée (ultracentrifugation) afin d'isoler les différents constituants des cellules. En 1906, le botaniste Mikhaïl Tswett met au point la chromatographie, technique permettant de séparer les biomolécules. La technique d'électrophorèse a été développée en 1930 par Arne Wilhelm Tiselius, elle permet la séparation des biomolécules chargées sous l'effet d'un champ électrique. Le biochimiste britannique Frederick Sanger développa en 1955 une nouvelle méthode pour analyser la structure moléculaire des protéines (séquence d'acides aminés) et montra qu'une molécule d'insuline contenait deux chaînes peptidiques, reliées ensemble par deux ponts disulfure.

 

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Biochimie (5)

Publié le 27 Avril 2019 par Reun's dans SCIENCES biologie cellulaire et moléculaire

La taille des gènes peut varier de quelques centaines à plusieurs dizaines de milliers de nucléotides. Cependant même les gènes les plus longs n'utilisent qu'une faible portion de leur séquence pour coder l'information nécessaire à l'expression en protéines. Ces régions codantes sont appelées exons et les séquences non codantes introns. D'une manière générale, plus l'organisme est complexe, plus la quantité et la taille des introns est importante. Ainsi la présence d'introns sur l'ADN d'organismes procaryotes est extrêmement rare. Certaines régions de l'ADN sont impliquées dans la régulation de l'expression des gènes. Ces séquences de régulation sont généralement localisées en amont (du côté 5') ou en aval (côté 3') d'un gène et plus rarement à l'intérieur d'introns ou d'exons.

Vitamines
Article détaillé : Vitamine.
 
Cristaux de vitamine C.

Les vitamines (du latin vita, vie) sont des composés organiques essentiels à la vie, agissant à faibles quantités, pour le développement, l'entretien et le fonctionnement de l'organisme. Nos cellules sont incapables de les synthétiser et elles doivent être apportées par l'alimentation sous peine d'avitaminose ; l'excès de vitamines est la survitaminose. La vitamine B1(thiamine) est la première vitamine à avoir été découverte par le japonais Umetaro Suzuki cherchant à soigner le béribéri (une maladie due au déficit en vitamine B1, caractérisée par des atteintes musculaires et neurologiques). Elle fut isolée par Kazimierz Funk (biochimiste américain d'origine polonaise) en 1912. Aujourd'hui, on connaît 13 vitamines différentes pour l'homme. C'est un ensemble hétérogène du point de vue chimique et physiologique (mode d'action).

Les vitamines se divisent en deux grandes catégories : les vitamines hydrosolubles (groupes B et C) et les vitamines liposolubles (les groupes A, D, E, et K). Les vitamines hydrosolubles ne peuvent pas franchir la membrane cellulaire et elle doivent se fixer à un récepteur pour pénétrer la cellule. Elles sont facilement éliminées par les reins et la sueur, l'alimentation doit les fournir quotidiennement. Les vitamines liposolubles peuvent facilement traverser la membrane cellulaire. Leurs récepteurs se trouvent dans la cellule, soit dans le cytosol, soit dans le noyau. Elles sont stockées dans le tissu adipeux et le foie (d'où le risque de surdosage, surtout pour les vitamines A et D). Certaines vitamines sont des cofacteurs nécessaires à l'activité d'enzymes (vitamines du groupe B), d'autres constituent une réserve de pouvoir réducteur (vitamine C, E). Les fonctions des autres vitamines restent à élucider.

Sous-disciplines

  • Biochimie structurale
  • Biochimie métabolique
  • Biochimie génétique
  • Biochimie fonctionnelle
  • Biochimie médicale et clinique

Biochimie, une science multidisciplinaire

Pour mener à bien leurs études, les biochimistes font appel à des techniques et des connaissances issues de nombreuses disciplines scientifiques autres que la biologie, par exemple :

Disciplines Quelques applications
Chimie analytique

Elle utilise notamment les méthodes :

Chimio-synthèse
  • La synthèse artificielle de peptides.
  • Les réacteurs enzymatiques (synthèse de métabolites à grande échelle).
Cinétique chimique
Thermochimie
Physique

La biologie structurale qui a pour objet la détermination de structure des macromolécules utilise des techniques physiques :

Informatique

Appliquée à la biologie (également appelée la bio-informatique), pour l'analyse de séquences nucléotidiquesou d'acides aminés :

 

Un laboratoire à l'Institut de biochimie de Cologne.

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Biochimie (4)

Publié le 27 Avril 2019 par Reun's dans SCIENCES biologie cellulaire et moléculaire

Information génétique

Classiquement, on considère que le gène est une région d'un brin d'ADN dont la séquence code l'information nécessaire à la synthèse d'une protéine. Trois types d'ADN différents constituent le génome (l'ensemble des gènes d'un individu ou d'une espèce) :

  • l'ADN « domestique » : représentant environ 75 % du génome, est formé de gènes présents en un seul exemplaire ou en un nombre limité de copies. Toutefois, par extension, ce type d'ADN englobe également certains gènes spécifiques dits à multicopies, comme ceux des ARN ribosomiques ou bien ceux codant les histones. Ces derniers existent sous forme de larges amas de copies (50-10 000 copies) localisés sur un ou plusieurs chromosomes ;
  • l'ADN « répétitif et dispersé » (minisatellites et microsatellites) : constitue 15 % du génome et est caractérisé par de courtes séquences nucléotidiques (supérieures à 100 pour les minis), répétées en tandem un très grand nombre de fois (105 - 106 fois), en de nombreuses régions du génome ;
  • l'ADN « satellite » : (environ 10 % du génome) est constitué de séquences hautement répétitives, essentiellement localisées dans les régions des centromères et des télomères.

Le génome humain comprend environ 3 milliards de paires de bases représentant près de 30 000 gènes (en fait, dans les estimations récentes, c'est entre 20 000 et 25 000 gènes). Toutefois, il ne semble pas y avoir de relation systématique entre le nombre de paires de bases par génome et le degré de complexité d'un organisme. Ainsi, certaines plantes et organismes amphibiens possèdent un génome comptant plus de 100 milliards de paires de nucléotides, soit 30 fois plus qu'un génome humain. En effet, le génome des cellules eucaryotes semble contenir un large excès d'ADN. Chez les mammifères, moins de 10 % du génome serait utile à l'expression en protéines ou à la régulation de cette expression.

 

 

 

 

La séquence complète du gène humain HSMG03 codant l'exon 3 de la myoglobine (taille : 1,2 kb), 3 milliards de ces 4 lettres forment le génome de l'espèce humaine (Homo sapiens).

 

       Origine
       1 GGTCCTGGAA TAAAGAGAAG GTAGGAGGAC AACTGACTCC CATCTGGCCC CTGGCTTGTC
      61 CCACCCTGGT GACCATTTTC TCTCCTCACC CTCCCTGCAG TTCATCTCGG AATGCATCAT
     121 CCAGGTTCTG CAGAGCAAGC ATCCCGGGGA CTTTGGTGCT GATGCCCAGG GGGCCATGAA
     181 CAAGGCCCTG GAGCTGTTCC GGAAGGACAT GGCCTCCAAC TACAAGGAGC TGGGCTTCCA
     241 GGGCTAGGCC CCTGCCGCTC CCACCCCCAC CCATCTGGGC CCCGGGTTCA AGAGAGAGCG
     301 GGGTCTGATC TCGTGTAGCC ATATAGAGTT TGCTTCTGAG TGTCTGCTTT GTTTAGTAGA
     361 GGTGGGCAGG AGGAGCTGAG GGGCTGGGGC TGGGGTGTTG AAGTTGGCTT TGCATGCCCA
     421 GCGATGCGCC TCCCTGTGGG ATGTCATCAC CCTGGGAACC GGGAGTGCCC TTGGCTCACT
     481 GTGTTCTGCA TGGTTTGGAT CTGAATTAAT TGTCCTTTCT TCTAAATCCC AACCGAACTT
     541 CTTCCAACCT CCAAACTGGC TGTAACCCCA AATCCAAGCC ATTAACTACA CCTGACAGTA
     601 GCAATTGTCT GATTAATCAC TGGCCCCTTG AAGACAGCAG AATGTCCCTT TGCAATGAGG
     661 AGGAGATCTG GGCTGGGCGG GCCAGCTGGG GAAGCATTTG ACTATCTGGA ACTTGTGTGT
     721 GCCTCCTCAG GTATGGCAGT GACTCACCTG GTTTTAATAA AACAACCTGC AACATCTCAG
     781 TTTCTGCCTG GCATTTTTCA TCTCCTAGAG TAAATGATGC CCCCACCAGC ACCAGCATCA
     841 AGGAAGAAAT GGGAGGAAGG CAGACCCTGG GCTTGTGTGT GCAGAGAGCC TCAGGAAAGA
     901 GGAGAAGGGG AGGAGGAAAG GCAGGAGGGT GAGAGGGACA GGAGCCCACC CTCCCTGGGC
     961 CACCGCTCAG AGGCAGGCCC AGTGCAGGGC ATGGGGAAAT GGAAGGGACA GGCTTGGCCC
    1021 CAGCCTTGGG AGCACCTTCT CTTCGGGGGA GGTGGGAGGC AGCGAACAGA CCTCTGCAAT
    1081 ACGAGGAGAG AGTGACAGGT GCGCCAGGCT GTGGGAACCC AGAGGAGAGG GGAAGCCATC
    1141 ATCATCATGG CTGCAATACC TTCAGTAACG TGGGAAGGTC ACCCTGCTAG TAAGTGGCAG
    1201 AGCTGGGACT CAAACTATGG CCTGGA 

(d'après Weller et al., 1984. EMBO J. 3(2); 439-446)

 

 

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Biochimie (3)

Publié le 27 Avril 2019 par Reun's dans SCIENCES biologie cellulaire et moléculaire

Fonctions

Les protéines assurent plusieurs fonctions au sein des cellules et de l'organisme, qui sont à l'essence même de la vie. En voici une liste non exhaustive avec quelques exemples :

Protéome

Pour un total d’environ 20 000 à 25 000 gènes (génome)12, on estime à un million le nombre de protéines différentes qui peuvent être produites dans les cellules humaines (protéome)[réf. nécessaire]. Le nombre de protéines produites par le cerveau humain, dont le rôle est essentiel pour son fonctionnement, est estimé à environ 12 000[réf. nécessaire].

Acides nucléiques
Article détaillé : Acide nucléique.
 
Modèle atomique d'une molécule d'ADN bicaténaire, formée par deux chaînes de nucléotides enroulées en hélice.

Les acides nucléiques ont été isolés initialement des noyaux des cellules eucaryotes (du latin nucleus, noyau). Ce sont des macromolécules comportant des sous-unités appelées nucléotides. On peut en distinguer deux grands types : les acides désoxyribonucléiques (ADN) et les acides ribonucléiques (ARN). L'ADN est le support universel de l'information génétique(sauf pour certains virus). Grâce à deux fonctions catalytiques, cette molécule assure la transmission et l'expression de l'information qu'elle contient :

  • la fonction autocatalytique : permet l'autoduplication de l'ADN et assure la transmission de l'information d'une génération à une autre ;
  • la fonction hétérocatalytique : gouverne la synthèse protéique. Étant donné que les enzymes sont des protéines et que toutes les synthèses et réactions dépendent d'elles, l'ADN contrôle toute l'organisation et les processus biologiques des cellules et des organismes. Ainsi, l'ADN exprime l'information qu'il comprend.
Structure

Le nucléotide, unité de base des acides nucléiques, comporte trois composants : de l'acide phosphorique, un pentose et une base nucléique :

  • l'acide phosphorique (H3PO4) possède trois fonctions acides. Deux de ces fonctions sont estérifiées par deux fonctions alcools portées par les carbones 3' et 5' du pentose. La troisième fonction acide est libre. (On numérote les carbones avec des chiffres accompagnés de l’indication (') pour éviter des confusions avec les numérotations des bases) ;
  • le pentose (sucre en C5) : c'est le ribose, présent sous deux formes, le 2'-désoxyribose et le 2'-oxyribose, respectivement dans l'ADN et l'ARN. La liaison pentose-base est une liaison glycosidique. Elle se forme par élimination d'une molécule d'eau entre la base et l'OH semi-acétalique situé sur le carbone 1' de l'ose. L'association pentose-base est appelée nucléoside ;
 
Appariement des bases dans l'ADN double brin.

Dans l'ADN bicaténaire, les bases nucléiques des deux brins s'apparient suivant la règle de complémentarité : A apparié avec T, C apparié avec G. Cet appariement est maintenu grâce à des liaisons hydrogène et peut donc être affecté par la chaleur (dénaturation thermique). Par convention, la séquence d'un acide nucléique est orientée dans le sens de l’extrémité 5' (comportant un groupe phosphate) vers l’extrémité 3' qui possède un OH libre. Ainsi, dans l'ADN bicaténaire (double brin), les deux brins sont disposés dans deux sens opposés. Les extrémités 5' et 3' de l'un des brins correspondent aux extrémités 3' et 5' du brin parallèle complémentaire (anti-parallèles). Dans l’espace, les deux chaînes présentent une configuration hélicoïdale. Elles s’enroulent autour d’un axe imaginaire pour constituer une double hélice à rotation droite (dans les formes A et B de l’ADN) ou plus exceptionnellement à rotation gauche (dans la forme Z de l’ADN).

 

 

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Biochimie (2)

Publié le 27 Avril 2019 par Reun's dans SCIENCES biologie cellulaire et moléculaire

Article détaillé : Lipide.
 
Beurre.
Définition[modifier | modifier le code]

Les lipides, du grec « lipos » (« graisse »), constituent une classe assez hétérogène de molécules. Sont regroupées sous cette dénomination les molécules ayant un caractère hydrophobe marqué, c'est-à-dire très peu solubles dans l'eau mais solubles dans la plupart des solvants organiques, comme le chloroforme, par exemple. Nous trouvons aussi des lipides dans la cire de bougie, les graisses animales, l'huile d'olive et pratiquement tous les corps gras. La biochimie a complété cette définition en montrant que les lipides possédaient des voies de synthèse communes. Cependant, il n'existe pas encore de définition unique d'un lipide reconnue par l'ensemble de la communauté scientifique. Ceci tient probablement au fait que les lipides forment un ensemble de molécules aux structures et aux fonctions extrêmement variées dans le monde du vivant8.

D'un point de vue métabolique, les lipides constituent des réserves énergétiques. Les sucres sont par exemple transformés en lipides et stockés dans les cellules adipeuses en cas de consommation supérieure à l'utilisation.

Les lipides, en particulier les phospholipides, constituent l'élément majeur des membranes cellulaires. Ils définissent une séparation entre le milieu intracellulaire et le milieu extracellulaire. Leur caractère hydrophobe rend impossible le passage de molécules polaires ou chargées, comme l'eau et les ions, car ils forment des groupes très compacts issus de liaisons covalentes faibles appelées interaction hydrophobe. Seules voies de passage possible : les protéines membranaires où, par exemple, les ions entrent et sortent de la cellule par le biais de canaux ioniques.

Plusieurs hormones sont des lipides, en général dérivées du cholestérol (progestérone, testostérone, etc.), ce qui permet d'agir comme filtre aux entrées des cellules. Les vitamines liposolubles peuvent aussi être classées parmi les lipides.

Contrairement aux acides nucléiques ou aux protéines, les lipides ne sont pas des macromolécules constituées d'une succession d'unités de base.

Structure et classification[modifier | modifier le code]

Les lipides peuvent être classés selon la structure de leur squelette carboné (atomes de carbone chaînés, cycliques, présence d'insaturations, etc.)9 :

Les phospholipides : lipides qui constituent la membrane cellulaire permettant le passage de certains minéraux ;

Pour des raisons pratiques et historiques, acylglycérols et phosphoglycérides sont souvent considérés comme deux catégories différentes, de même que phosphoglycérides et phosphosphingolipides peuvent être regroupés sous l'appellation de phospholipides11.

Protéines (protides)
Articles détaillés : Protéine et Acide aminé.
 
La myoglobine, protéine respiratoire des muscles.

Les protéines (du grec prôtos, premier) sont des polymères composés d'une combinaison de quelque 20 acides aminés. La plupart des protéines sont formées de l'union de plus de 100 acides aminés (résidus) reliés entre eux par des liaisons peptidiques. Pour un nombre moins important de résidus on parle de peptides (< 50 résidus) et de polypeptides (≥ 50 résidus).

Acides aminés[modifier | modifier le code]

Les acides aminés (« amin » du grec ammôniakos, ammoniac) sont des composés organiques azotés qui possèdent une formule générale du type :

L'atome de carbone central Cα (carbone alpha) est relié à un groupe amine (NH2-), à un groupe carboxyle acide (-COOH) et à une chaîne latérale R variable d'un acide aminé à un autre. Les chaînes latérales (R) peuvent avoir des propriétés différentes, certaines sont hydrophiles, d'autres hydrophobes. Certaines, en solution aqueuse, s'ionisent positivement (basiques) et d'autres négativement (acides) ou restent neutres. Les mammifères possèdent les enzymes nécessaires pour la synthèse de l'alanine, l'asparagine, l'aspartate, la cystéine, le glutamate, la glutamine, la glycine, la proline, la sérine, et la tyrosine. Quant à l'arginine et l'histidine, ils sont produits mais en quantité insuffisante surtout pour les jeunes individus. En revanche, l'isoleucine, la leucine, la lysine, la méthionine, la phénylalanine, la thréonine, le tryptophane, et la valine ne peuvent pas être produits par notre organisme. Pour éviter tout carence, ils doivent être apportés régulièrement par l'alimentation dans les bonnes proportions : ce sont les acides aminés essentiels.

Structure des protéines

Les acides aminés peuvent se lier les uns aux autres par une liaison peptidique au cours de la biosynthèse des protéines dans les ribosomes. La liaison peptidique s'établit entre le carboxyle (COOH) d'un acide aminé et le groupe amine (NH2) de l'autre :

la réaction produit un dipeptide :

Dans la cellule, cette réaction est catalysée par la peptidyltransférase, elle nécessite l'hydrolyse d'ATP (source d'énergie) et la présence d'ions magnésium. Pour chaque liaison formée, une molécule d'eau est formée.

La séquence des acides aminés d'une protéine (l'arrangement et l'ordre des résidus) constitue la structure primaire. Par exemple, pour construire un peptide de 10 résidus à l'aide de la collection de 20 acides aminés, on dispose de 2010. En solution aqueuse, les radicaux possèdent des propriétés chimiques différentes. Certains radicaux peuvent former des liaisons chimiques plus ou moins fortes avec d'autres radicaux de la même chaîne peptidique. Certains se repoussent et d'autres se rapprochent et forment des liens chimiques. La chaîne d'acides aminés aura donc tendance à se replier sur elle-même pour adopter une structure tridimensionnelle précise. Et cette dernière dépend avant tout de la séquence des acides aminés formant la chaîne. En effet, quatre grands types d'interactions interviennent dans le repliement de la chaîne peptidique :

Ces quatre premiers types d'interactions sont considérés comme étant faibles (forts lorsque nombreux cependant).

Ainsi certaines parties de la chaîne peptidique adoptent une structure régulière appelée structure secondaire. On en reconnaît, selon les angles de torsion des liaisons, trois grands types :

  • l'hélice α : la chaîne peptidique prend la forme d'une spirale. Les différentes spires sont stabilisées par des liaisons hydrogène tous les quatre résidus (liaisons hydrogène dites « intracaténaires ») ;
  • le feuillet β : il se forme des liaisons hydrogène entre certains segments (brins β) de la chaîne peptidique disposés parallèlement les uns par rapport aux autres (les liaisons hydrogène sont dites « intercaténaires »). L'ensemble forme comme un feuillet plissé ;
  • le coude ou « turn » : c'est une structure moins ordonnée qui forme généralement un lien court entre des structures ordonnées (hélice-hélice, feuillet-feuillet ou feuillet-hélice). Une boucle est un lien plus long.

La forme finale de la chaîne peptidique, c’est-à-dire la structure tridimensionnelle qu'adopte la chaîne d'acides aminés, constitue la structure tertiaire de la protéine (voir la figure de la myoglobine en 3D).

Certaines protéines, plus complexes, résultent de l'assemblage des différentes chaînes (monomères) ce qui constitue la structure quaternaire de la protéine. Par exemple, l'hémoglobine est formée de l'association de quatre chaînes peptidiques.

La structure de la protéine peut être dénaturée par plusieurs facteurs, notamment la température, les pH extrêmes et l'augmentation de la force ionique dans le milieu ou par des agents chimiques dénaturants (2-mercaptoéthanol). La dénaturation de la structure 3D d'une protéine a généralement pour conséquence la perte de sa fonction. On parle de « relation structure-fonction ».

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