Introduction à la locomotion bipède

La locomotion bipède fait référence à la marche sur deux jambes en position verticale, et le seul animal à le faire tout le temps est l'homme moderne. Nos ancêtres primates vivaient dans les arbres et mettaient rarement les pieds sur terre; nos ancêtres hominins ont quitté ces arbres et vivent principalement dans les savanes. On pense que marcher debout tout le temps a été un pas en avant évolutif si vous voulez, et l'une des caractéristiques d'être humain.

Les érudits ont souvent soutenu que marcher debout était un énorme avantage. La marche droite améliore la communication, permet un accès visuel à de plus grandes distances et modifie les comportements de lancer. En marchant debout, les mains d'un hominin sont libres de faire toutes sortes de choses, de tenir des bébés à fabriquer des outils en pierre ou à lancer des armes. Le neuroscientifique américain Robert Provine a fait valoir que le rire soutenu, un trait qui facilite grandement les interactions sociales, n'est possible que chez les bipèdes car le système respiratoire est libre de le faire en position verticale.

Preuve de locomotion bipède

Les chercheurs ont utilisé quatre méthodes principales pour déterminer si un hominin ancien particulier vit principalement dans les arbres ou se tient debout: construction ancienne du pied squelettique, autres configurations osseuses au-dessus du pied, empreintes de ces hominins et preuves alimentaires provenant d'isotopes stables.

Le meilleur d'entre eux, bien sûr, est la construction des pieds: malheureusement, les ossements ancestraux anciens sont difficiles à trouver en toutes circonstances, et les os des pieds sont en effet très rares. Les structures du pied associées à la locomotion bipède comprennent un pied plat de rigidité plantaire, ce qui signifie que la semelle reste plate d'un pas à l'autre. Deuxièmement, les hominins qui marchent sur la terre ont généralement les orteils plus courts que les hominins qui vivent dans les arbres. Une grande partie de cela a été tirée de la découverte d'un Ardipithecus ramidus, un de nos ancêtres qui apparemment marchait parfois droit, il y a environ 4,4 millions d'années.

Les constructions squelettiques au-dessus des pieds sont légèrement plus courantes, et les chercheurs ont examiné les configurations de la colonne vertébrale, l'inclinaison et la structure du bassin, et la façon dont le fémur s'insère dans le bassin pour émettre des hypothèses sur la capacité d'un hominin à marcher droit..

Empreintes et régime

Les empreintes de pas sont également rares, mais lorsqu'elles sont trouvées dans une séquence, elles contiennent des preuves qui reflètent la démarche, la longueur de la foulée et le transfert de poids pendant la marche. Les sites d'empreinte comprennent Laetoli en Tanzanie (il y a 3,5 à 3,8 millions d'années, probablement Australopithecus afarensis; Ileret (il y a 1,5 million d'années) et GaJi10 au Kenya, tous deux probablement l'homo erectus; les empreintes du diable en Italie, H. heidelbergensis il y a environ 345 000 ans; et Langebaan Lagoon en Afrique du Sud, les premiers humains modernes, il y a 117 000 ans.

Enfin, il a été démontré que le régime alimentaire infère l'environnement: si un hominin particulier mangeait beaucoup d'herbes plutôt que des fruits d'arbres, il est probable que l'hominin vivait principalement dans des savanes gazonnées. Cela peut être déterminé par une analyse isotopique stable.

Bipédalisme le plus ancien

Jusqu'à présent, la première locomotive bipède connue était Ardipithecus ramidus, qui marchait parfois - mais pas toujours - sur deux jambes il y a 4,4 millions d'années. On pense actuellement que la bipédie à plein temps a été atteinte par l'australopithèque, dont le type fossile est la célèbre Lucy, il y a environ 3,5 millions d'années.

Les biologistes ont soutenu que les os des pieds et des chevilles ont changé lorsque nos ancêtres primates "sont descendus des arbres", et qu'après cette étape évolutive, nous avons perdu la possibilité de grimper régulièrement sur les arbres sans l'aide d'outils ou de systèmes de soutien. Cependant, une étude réalisée en 2012 par le biologiste évolutionniste humain Vivek Venkataraman et ses collègues souligne qu'il y a des humains modernes qui grimpent régulièrement et avec succès avec succès de grands arbres, à la recherche de miel, de fruits et de gibier..

Escalade d'arbres et locomotion bipède

Venkataraman et ses collègues ont étudié les comportements et les structures anatomiques des jambes de deux groupes modernes en Ouganda: les chasseurs-cueilleurs Twa et les agriculteurs Bakiga, qui coexistent en Ouganda depuis plusieurs siècles. Les savants ont filmé les Twa grimpant aux arbres et ont utilisé des images fixes pour capturer et mesurer la flexion de leurs pieds lors de la grimpe d'arbres. Ils ont constaté que, bien que la structure osseuse des pieds soit identique dans les deux groupes, il existe une différence dans la flexibilité et la longueur des fibres des tissus mous dans les pieds des personnes qui pouvaient grimper aux arbres facilement par rapport à celles qui ne le pouvaient pas..

La flexibilité qui permet aux gens de grimper aux arbres ne concerne que les tissus mous, pas les os eux-mêmes. Venkataraman et ses collègues avertissent que la construction du pied et de la cheville Australopithèque, par exemple, n'exclut pas l'escalade dans les arbres, même si elle permet une locomotion bipède verticale. 

Sources

Been, Ella et al. "Morphologie et fonction de la colonne vertébrale lombaire du Kebara 2 Néandertal." Journal américain d'anthropologie physique 142,4 (2010): 549-57. Impression.

Crompton, Robin H. et al. "Fonction externe du pied semblable à l'humain et démarche entièrement droite, confirmée dans les empreintes de 3,66 millions d'hominines de Laetoli par les statistiques topographiques, la formation expérimentale d'empreintes et la simulation informatique." Journal de l'interface de la Royal Society 9,69 (2012): 707-19. Impression.

DeSilva, Jeremy M. et Zachary J. Throckmorton. "Les pieds plats de Lucy: la relation entre la cheville et la cambrure de l'arrière-pied chez les premiers hominins." PLoS ONE 5,12 (2011): e14432. Impression.