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Pour le moment, seul le crâne et la mâchoire inférieure sont connus, aucun reste du squelette axial ou appendiculaire n'a été récolté. Même un artiste particulièrement imaginatif ne pourrait donc en faire un portrait en pied.
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En fonction des éléments connus de la tête osseuse on peut envisager une taille proche de celle du Chimpanzé commun (Pan troglodytes).
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Toumaï ne ressemble ni à un Chimpanzé, ni à un Gorille, ni à aucun des hominidés fossiles plus récents décrits à ce jour.
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L'absence de restes osseux des membres ne permet pas de dire si Toumaï était bipède, toutefois, une telle adaptation serait en accord avec les similitudes de la face et du basicrâne qu'il partage avec les hominidés, bipèdes avérés.
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Le crâne est caractérisé par une face haute, peu prognathe dans sa partie inférieure (sub-nasale), avec un très fort bourrelet sus orbitaire (probablement un caractère de mâle), associée à une capsule cérébrale allongée et étroite. La capacité cérébrale faible (environ 350 cc) est comparable à celle des Chimpanzés actuels. Arcade dentaire en U avec des dents jugales (molaires, prémolaires) plus petites que celles des Australopithèques. L'émail des dents est plus épais que chez les Chimpanzés mais moins épais que chez les Australopithèques.
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Les canines ont des couronnes sensiblement de même hauteur que celle des autres dents à l'inverse des grands Singes où elles sont beaucoup plus hautes. Chez ces derniers la canine supérieure avec sa couronne très haute entre en occlusion avec la première prémolaire inférieure (P/3) qui présente alors une facette d'usure : la facette aiguisoire qui n'existe pas chez les humains.
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Toumaï a des canines supérieures de petite taille, coniques à usure apicale, moins asymétriques que celles d'Ardipithecus (4.4 - 5.8 Ma), mais bien distinctes de celles d'Orrorin (6 Ma) qui ressemblent à celles d'un Chimpanzé femelle.
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La canine inférieure de Toumaï présente une usure située uniquement au dessus du tubercule distal, ce qui implique un complexe C-P/3 non tranchant, c'est-à-dire sans facette aiguisoire sur la troisième prémolaire (probablement une des premières caractéristiques des humains).
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Toumaï possède un certain nombre de caractères : canines petites à usure apicale, complexe C-P/3 non tranchant, épaisseur intermédiaire de l'émail, prognathisme subnasal réduit, pas de diastème (espace entre les dents), torus sus orbitaire fort et continu, basicrâne long et horizontal, qui indiquent, sans aucune ambiguïté, son appartenance au rameau humain.
Le crâne sub-complet du nouvel hominidé, a été trouvé le 19 juillet 2001 par Ahounta Djimdoumalbaye, licencié ès Sciences Naturelles de l'Université de N'Djaména, le meilleur " chasseur " de fossiles de la M.P.F.T.. Ainsi, sur les 6 restes (un crâne, 2 fragments de mâchoire inférieure, 3 dents isolées) du nouvel hominidé mis au jour par la M.P.F.T. entre juillet 2001 et février 2002, Ahounta en a trouvé, à lui seul, la moitié.
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