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Des crânes anciens révèlent les secrets de la marche humaine sur deux jambes

Des crânes anciens révèlent les secrets de la marche humaine sur deux jambes

résumé: Une étude récente utilisant des tomodensitogrammes 3D du singe Lufengpithecus, vieux de 6 millions d'années, fournit de nouvelles informations sur l'évolution de la bipédie chez l'homme. En analysant la région osseuse de l'oreille interne du singe, les chercheurs ont découvert un lien entre ses canaux semi-circulaires et son comportement locomoteur, suggérant une évolution en trois étapes de la locomotion bipède humaine à partir des mouvements arboricoles et terrestres de nos ancêtres.

L’étude révèle que les premiers singes, y compris les ancêtres humains, partageaient des méthodes de locomotion qui ont servi de précurseur à la bipédie. Cette recherche représente une avancée majeure dans la compréhension du développement moteur chez l’homme et le singe.

Faits marquants:

  1. L’étude s’est concentrée sur la région osseuse de l’oreille interne des crânes de Lufengpithecus, en utilisant une imagerie avancée pour détecter les schémas de mouvement.
  2. Il propose une évolution en trois étapes de la locomotion bipède humaine, de la locomotion arboricole dans les arbres à une combinaison d'escalade, de suspension des membres antérieurs et de marche au sol à quatre pattes.
  3. La recherche suggère que le changement climatique survenu il y a environ 3,2 millions d’années pourrait avoir accéléré l’évolution de la diversité locomotrice chez les singes et les humains.

source: L'Université de New York

Les humains et nos plus proches parents vivants, les singes, présentent une diversité remarquable de types de locomotion, allant de la marche debout sur deux jambes à la grimpe aux arbres et à la marche en utilisant leurs quatre membres.

Alors que les scientifiques sont depuis longtemps fascinés par la question de savoir comment la posture et la locomotion humaines ont évolué à partir d'un ancêtre quadrupède, ni les études antérieures ni les archives fossiles n'ont permis de reconstruire une histoire claire et définitive des premières étapes de l'évolution qui ont conduit à la bipédie humaine.

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Reconstruction du comportement locomoteur et paléoécologie du Lufengpithecus. Illustration de Xiaokong Guo ; Image fournie par Xijun Ni, Institut de paléontologie des vertébrés et de paléontologie humaine, Académie chinoise des sciences.

Cependant, une nouvelle étude, qui se concentre sur des preuves récemment découvertes sur des crânes fossiles de singes vieux de 6 millions d'années, AimantpithèqueFournit des indices importants sur les origines de la locomotion bipède grâce à une nouvelle méthode : l’analyse de la région osseuse de l’oreille interne par tomodensitométrie 3D.

« Les canaux semi-circulaires, situés dans le crâne entre notre cerveau et l'oreille externe, sont essentiels pour assurer notre sens de l'équilibre et de notre position lorsque nous bougeons, et ils fournissent également un élément essentiel de notre mouvement que la plupart des gens ne réalisent probablement pas »,  » il explique. Yinan Zhang, doctorant à l'Institut de paléontologie et de paléoanthropologie des vertébrés de l'Académie chinoise des sciences (IVPP) et auteur principal de l'article, qui paraît dans la revue innovation.

« La taille et la forme des canaux semi-circulaires sont liées à la façon dont les mammifères, y compris les singes et les humains, se déplacent dans leur environnement. Grâce à des techniques d'imagerie modernes, nous avons pu visualiser la structure interne des crânes fossiles et étudier les détails anatomiques des canaux semi-circulaires. pour révéler comment les mammifères disparus se déplaçaient.

« Notre étude suggère une évolution en trois étapes de la locomotion bipède humaine », ajoute Terry Harrison, anthropologue à l'Université de New York et l'un des co-auteurs de l'article. « Premièrement, les premiers singes se déplaçaient dans les arbres selon un style très similaire à celui des gibbons en Asie aujourd'hui.

« Deuxièmement, le dernier ancêtre commun des singes et des humains était similaire dans son répertoire moteur à Aimantpithèque, utilisant une combinaison d'escalade et d'escalade, de suspension des membres antérieurs, de bipédie arboricole et de marche au sol. À partir de ce vaste répertoire locomoteur d’ancêtres, la locomotion bipède humaine a évolué.

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La plupart des études sur l'évolution de la locomotion des singes se sont concentrées sur la comparaison des os des membres, des épaules, du bassin et de la colonne vertébrale et sur leur relation avec les différents types de comportements locomoteurs observés chez les singes vivants et les humains.

Cependant, la diversité des comportements locomoteurs chez les singes vivants et le caractère incomplet des archives fossiles ont entravé le développement d’une image claire des origines de la bipédie chez l’homme.

Crânes Aimantpithèque– qui a été découvert à l'origine dans la province chinoise du Yunnan au début des années 1980 – a donné aux scientifiques l'occasion d'aborder de nouvelles manières des questions restées sans réponse sur l'évolution du mouvement.

Cependant, une compression et une distorsion extrêmes des crânes ont obscurci la région osseuse de l'oreille et ont conduit les chercheurs précédents à croire que les délicats canaux semi-circulaires n'étaient pas préservés.

Pour mieux explorer cette zone, Zhang, Ni et Harrison, ainsi que d'autres chercheurs de l'IVPP et de l'Institut des reliques culturelles et d'archéologie du Yunnan (YICRA), ont utilisé des techniques de numérisation 3D pour éclairer ces parties des crânes afin de créer une reconstruction virtuelle du crâne. Canaux osseux de l'oreille interne. Ils ont ensuite comparé ces analyses avec celles collectées sur des singes vivants, d'autres fossiles et des humains d'Asie, d'Europe et d'Afrique.

« Nos analyses montrent que les premiers singes partageaient un répertoire locomoteur qui était l'ancêtre des humains bipèdes », explique Shijun Ni, professeur à l'IVPP, qui a dirigé le projet. « L'oreille interne semble fournir un enregistrement unique de l'histoire évolutive du mouvement des singes, offrant ainsi une alternative inestimable pour l'étude du squelette postcrânien. »

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« La plupart des singes fossiles et leurs ancêtres présumés ont un statut locomoteur intermédiaire entre les gibbons et les singes africains », ajoute Nee. Plus tard, la lignée humaine s'est éloignée des grands singes en acquérant la capacité de marcher sur deux jambes, comme le montre… australopithèque, Un des premiers parents humains d'Afrique.

En étudiant le taux de changement évolutif dans le labyrinthe osseux, l’équipe internationale a suggéré que le changement climatique pourrait avoir été un moteur environnemental important dans la promotion de la diversité locomotrice chez les singes et les humains.

« Les températures mondiales plus froides, associées à l'accrétion des calottes glaciaires dans l'hémisphère Nord il y a environ 3,2 millions d'années, correspondent à une légère augmentation du taux de changement dans le labyrinthe osseux, ce qui pourrait indiquer une augmentation rapide de la fréquence des singes et organismes. » Harrison explique le développement moteur humain.

Des images pour reconstituer le comportement moteur et l’environnement Aimantpithèque et oreille interne reconstruite Aimantpithèque disponible sur demande.

À propos de l’actualité de la recherche en neurosciences évolutionnistes

auteur: James Devitt
source: L'Université de New York
communication: James Devitt – Université de New York
image: Illustration de Xiaokong Guo ; Image fournie par Xijun Ni, Institut de paléontologie des vertébrés et de paléontologie humaine, Académie chinoise des sciences.

Recherche originale : Les résultats apparaîtront dans Innovation