An ecological niche shift for Neanderthal populations in Western Europe 70,000 years ago

Abstract

Middle Paleolithic Neanderthal populations occupied Eurasia for at least 250,000 years prior to the arrival of anatomically modern humans. While a considerable body of archaeological research has focused on Neanderthal material culture and subsistence strategies, little attention has been paid to the relationship between regionally specific cultural trajectories and their associated existing fundamental ecological niches, nor to how the latter varied across periods of climatic variability. We examine the Middle Paleolithic archaeological record of a naturally constrained region of Western Europe between 82,000 and 60,000 years ago using ecological niche modeling methods. Evaluations of ecological niche estimations, in both geographic and environmental dimensions, indicate that 70,000 years ago the range of suitable habitats exploited by these Neanderthal populations contracted and shifted. These ecological niche dynamics are the result of groups continuing to occupy habitual territories that were characterized by new environmental conditions during Marine Isotope Stage 4. The development of original cultural adaptations permitted this territorial stability.

Guide francophone pour la modélisation de niches écologiques

“…En effet, si la tolérance d'une espèce à une variable est assez vraisemblablement unimodale (Drake, 2015), alors N F devrait théoriquement prendre une forme convexe, comme un ellipsoïde ou un polyèdre (e.g., Van Aelst et Rousseeuw, 2009;Escobar et al, 2014Escobar et al, , 2017Qiao et al, 2016;Jiménez et al, 2019;Soberón et Peterson, 2020;Nuñez-Penichet et al, 2021b;Jiménez et Soberón, 2022). Ces dernières années, plusieurs études se sont concentrées sur l'emploi de l'ellipsoïde en ENM (Qiao et al, 2016;Jiménez et al, 2019;Nuñez-Penichet et al, 2021b;Banks et al, 2021;Vignoles, 2021;Jiménez et Soberón, 2022). Il s'agit en effet d'un objet simple à modéliser et à quantifier, car il comporte deux paramètres: le centroïde et la matrice de covariance (Jiménez et al, 2019).…”

“…Ces méthodes vont se concentrer sur la comparaison de distributions de probabilités ou de favorabilité données par un ou des algorithmes; il ne s'agit donc pas de comparer des niches d'un point de vue environnemental, mais plutôt d'évaluer la similarité de la répartition d'environnements favorables ou occupés par les deux espèces considérées. La méthodologie la plus simple consiste à binariser les prédictions entre les pixels favorables et non-favorables, puis à la soustraire afin d'identifier les zones présentant un gain, une perte ou une absence de changement de la favorabilité (e.g., Nuñez-Penichet et al, 2021a;Banks et al, 2021). Elle ne permet toutefois pas de comparer le degré de favorabilité de différentes zones.…”

“…Quelque soit le type de comparaison effectué, la signification des valeurs obtenues doit ensuite être vérifiée statistiquement (Figure 11). En particulier, la proportion des environnements partagés par l'aire de calibration des deux modèles joue un rôle crucial dans la pertinence de la comparaison (e.g., Warren et al, 2008;Banks et al, 2021). Si les environnements accessibles à deux espèces comparées sont trop différents, l'absence ou quasi-absence de recouvrement/similarité entre leurs niches sera peu, voire pas significative, car la comparaison de niches modélisées à partir des données d'occurrences prélevées aléatoirement dans les aires de calibration respectives aurait donné le même résultat (par exemple, Figure 11B).…”

“…Les modèles obtenus s'appuient sur des corrélations entre des occurrences connues pour ledit taxon et des variables environnementales présentées sous forme de cartes à plus ou moins haute résolution. Ils sont utilisés pour une grande diversité d'applications et de problématiques, telles que la découverte de nouvelles espèces ou populations (e.g., Raxworthy et al, 2003;de Siqueira et al, 2009;Peterson et Navarro-Sigüenza, 2009), la planification des politiques de conservation de la biodiversité (e.g., Sohn et al, 2013;Sobral-Souza et al, 2021), les dynamiques spatiales d'espèces invasives (e.g., Zhu et al, 2012;Escobar et al, 2014;Alkishe et al, 2020;Nuñez-Penichet et al, 2021a), les mécanismes de macroévolution des espèces (e.g., Saupe et al, 2019), la paléoécologie et paléo-distribution d'espèces fossiles (e.g., Myers et al, 2015;Gibert, Vignoles et al, 2022), la diffusion de maladies via des vecteurs animaux (e.g., Sweeney et al, 2006;Escobar et al, 2017;Marques et al, 2020Marques et al, , 2021, l'impact du changement climatique sur les espèces animales ou végétales (e.g., Warren et al, 2014;Ashraf et al, 2017), ou encore les relations cultureenvironnement chez les chasseurs-cueilleurs du Paléolithique (e.g., Banks et al, 2006Banks et al, , 2009Banks et al, , 2011Banks et al, , 2021Vignoles et al, 2021). Dans les années 2000, le nombre d'études employant l'ENM a explosé (Lobo et al, 2010).…”

Neanderthal palaeoecology in the late Middle Palaeolithic of western Iberia: a stable isotope analysis of ungulate teeth from Lapa do Picareiro (Portugal)

“…Climatic and environmental factors did have a role in the distribution of Neanderthal sites, and often, major technological and behavioural reorganisations occurred after severe climate episodes (e.g. Pettitt, 2003; Banks et al ., 2021).…”