A CT scan of a femur showing splintered arrowhead fragments

L’os de 7 000 ans détient 3 pointes de flèches avec des poisons mixtes – les plus anciens de leur espèce enregistrés

Par Anissa Chauvin

En 1983, les archéologues fouillant une grotte en Afrique du Sud ont découvert un os inhabituel du fémur. Il appartenait à un antilope non spécifié et s’est avéré avoir 7 000 ans. Rayons X a révélé que trois pointes de flèches osseuses modifiées avaient été placées dans la cavité de la moelle.

À la fin de l’excavation de 1983, l’os, ainsi que d’autres artefacts récupérés de la grotte, ont été placés dans les magasins du département d’archéologie de l’Université de Witwatersrand. Il se trouvait là jusqu’en 2022. C’est alors que de nouvelles recherches archéologiques ont commencé sur le site où le fémur avait été découvert: Kruger Cave, dans les montagnes de Magaliesberg occidentales, à environ 1,5 heures de route de Johannesburg. Cet intérêt renouvelé a incité les scientifiques à jeter un coup d’œil neuf sur les trésors de Kruger Cave.

Je suis un archéologue qui s’intéresse aux matériaux organiques préservés à Kruger Cave et à protéger le site pour les générations futures. Avec d’autres scientifiques de l’Université de Johannesburg, je soupçonnais que le fémur contenait plus que des sédiments et de la moelle dégradées. Nous avions travaillé ensemble pour publier les constituants chimiques d’un Conteneur de médicaments vieux de 500 ans découvert dans le Cap oriental, en Afrique du Sud, et a décidé de mener une enquête similaire sur la chimie de la matrice entourant les pointes de flèches à l’intérieur du fémur.

Nos recherches ont révélé que le contenu du fémur est sans doute le plus ancien poison de flèche multi-composantes au monde. C’est une recette complexe combinant au moins deux ingrédients de la plante toxique. Il existe également des preuves d’une troisième toxine.

Ce n’est en aucun cas la plus ancienne utilisation de poison pour la chasse. L’application du poison aux armes de chasse est pensé avoir créé environ 60 000 à 70 000 ans, ainsi que l’invention de la technologie de projectile en Afrique. Mais les preuves de poison à cette période sont au mieux provisoires et encore à vérifier chimiquement.

Notre découverte est la plus ancienne utilisation confirmée d’un mélange de deux ou plusieurs toxines végétales spécifiquement appliquées aux pointes de flèches. La capacité de mélanger des recettes complexes, que ce soit à des fins de poison, d’adhésif ou médicinales, parle directement de leurs fabricants capacités cognitives et connaissances pharmacologiques traditionnelles.

Cette étude met également en évidence la contribution potentielle de l’archéobotanique (l’étude des restes de plantes anciennes) et la chimie organique à notre compréhension du passé. Cela montre également comment ces deux disciplines peuvent fonctionner ensemble pour raconter l’histoire de notre passé.

Étudier le fémur

Les images de rayons X prises dans les années 1980 étaient de qualité relativement mauvaise. Nous avons donc décidé de réimmerger le fémur à l’aide de micro-CT. Ce processus utilise essentiellement des milliers de rayons X pour reconstruire des artefacts en trois dimensions, à une très haute résolution. Nos résultats ont révélé que la matrice en forme de sédiments remplissant la cavité de la moelle dans laquelle les pointes de flèches avaient été placées n’était pas des sédiments archéologiques réguliers. C’était clairement une affaire étrangère.

Un petit échantillon du matériau a été prélevé et ses constituants chimiques ont été analysés. Les résultats de la chimie ont révélé la présence de deux glycosides cardiaques toxiques (qui perturbent le fonctionnement du muscle cardiaque): la digitoxine et la strophanthidine. Les deux sont connus pour avoir été utilisés historiquement dans certains poisons associés à la chasse à l’arc. Nous avons également trouvé de l’acide ricinoléique, qui peut se produire à la suite de la dégradation oxydative de la ricine toxique. Ces composés organiques, et d’autres que nous avons identifiés, ne se produisent pas dans les mêmes plantes. Cela indique que plusieurs ingrédients végétaux doivent avoir été combinés pour créer une recette toxique.

Aucune des espèces végétales contenant de la digitoxine et de la strophanthadine ne se produit naturellement au voisinage de la grotte de Kruger. Les restes de ces plantes n’ont également pas été détectés dans des études archéobotaniques du matériel excavé. Cela suggère que soit les gens voyageaient de longues distances pour acquérir leurs ingrédients ou qu’il y avait un commerce établi dans ces produits floraux.

Les chercheurs savent que le transport à longue distance des coquilles de mer, comme des ornements et plus tard en devise, se produisait dans toute l’Afrique il y a 7 000 ans. Mais le mouvement à longue distance des plantes non domestiques à un rendez-vous si tôt est quelque chose que nous ne nous attendions pas. Le fait que les gens savaient quelles plantes acquérir, où les trouver et comment les utiliser en dit long sur l’antiquité des systèmes de connaissances pharmacologiques traditionnels.

En Afrique australe, les adhésifs fabriqués avec résine du conifèreainsi que des mélanges ocre et gras, remontent au moins 60 000 ans. Connaissance documentée de Propriétés médicinales des plantes Dans la région, remonte à la même période. Cependant, la médecine confirmée la plus ancienne qui combine plus d’un ingrédient – qui, comme mentionné précédemment, nous avons identifié à partir d’une découverte dans la province du Cap oriental d’Afrique du Sud – est seulement 500 ans.

Poison et armes

L’application du poison aux armes signale une progression évolutive dans le développement de la technologie de chasse.

Dossiers historiques démontrez que dans la plupart des régions du monde, les chasseurs se sont appuyés sur des composés toxiques dérivés des plantes et des animaux pour rendre leurs armes plus efficaces. En Afrique australe, une grande variété de plantes et d’animaux sont connues pour avoir été utilisées par différents groupes de chasseurs pour faire basculer leurs flèches. Ces poisons étaient souvent combinés dans recettes complexes en utilisant une variété de procédures préparatoires.

Le Premières preuves moléculaires de poison En Afrique australe provient d’une spatule en bois vieille de 24 000 ans à Border Cave dans les montagnes de Lebombo à la frontière entre le Swaziland et l’Afrique du Sud, où des traces d’acide ricinoléique ont été trouvées. L’acide ricinoléique est l’un des sous-produits (une molécule constituante plus petite d’un composé organique plus grand) de la puissante toxine ricine, qui se trouve dans la plante de haricot à rine. L’exemple de la grotte frontalière est cependant probablement un poison unique et non une recette complexe.

Ce qui est supposé être un poison de flèche a été trouvé sur les pointes de flèches osseuses à Grotte de KuumbiZanzibar, à partir de dépôts âgés de 13 000 ans. Aucun test chimique ou d’autres tests scientifiques n’a été entrepris pour vérifier cette interprétation.

Enfin, une autre équipe a récemment analysé le poison à partir d’un Arrow de 1 000 ans de Kruger Cave. Bien que les sous-produits oxydatifs des glycosides cardiaques aient été identifiés positivement, ce spécimen a été significativement plus dégradé que celui du récipient du fémur plus âgé. Nous pensons que le conteneur du fémur a aidé à protéger le poison des pires effets de la dégradation biologique.

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Anissa Chauvin