L’oreille interne d’un ancien singe pourrait être un élément clé de l’évolution de la marche debout
Il n’y a pas eu beaucoup d’animaux qui marchent sur leurs jambes. En dehors des humains, les seuls animaux bipèdes sont les oiseaux, certains lézards et, curieusement, les cafards (lorsqu’ils se déplacent très vite). Les kangourous ? Ils sautent bipèdes, comme certains rongeurs et oiseaux, mais lorsqu’ils marchent, ce n’est pas sur deux pattes.
Image d’entête : reconstitution du comportement locomoteur et du paléoenvironnement du Lufengpithecus. (Xiaocong Guo/ Xijun Ni, Institut de paléontologie des vertébrés et de paléoanthropologie, Académie chinoise des sciences)
La bipédie volontaire qui caractérise l’humain est unique parmi les primates vivants et extrêmement rare dans le règne animal. Pourtant, bien que le passage de la grimpe aux arbres à la marche debout ait constitué une étape importante de l’évolution de notre lignée, les scientifiques ne savent toujours pas exactement comment tout cela s’est produit.
Il y a bien sûr quelques indices. En comparant les os des membres, des épaules, du bassin et de la colonne vertébrale de nos premiers ancêtres, il est possible de déterminer à quel moment se sont produites les étapes clés de l’évolution qui ont conduit à la marche debout. Ces os sont tous étroitement liés au mouvement vertical. Cependant, il existe un autre groupe d’os qui n’a rien à voir avec les membres, mais qui est néanmoins essentiel à la marche : les os de l’oreille interne.
Au plus profond du crâne, entre le cerveau et l’oreille externe, se trouvent les canaux semi-circulaires. Ces structures sont essentielles à notre équilibre et à définir notre position lorsque nous nous déplaçons. Elles sont comme un gyroscope interne, qui nous aide à nous déplacer sur deux pieds, ce que la plupart d’entre nous considèrent comme allant de soi.
Des chercheurs de l’université de New York et de l’Académie chinoise des sciences ont utilisé un scanner 3D de pointe pour analyser l’oreille interne osseuse du singe fossile Lufengpithecus, vieux de 6 millions d’années. En mesurant leur forme exacte, il est possible de savoir quel type de posture corporelle nos ancêtres adoptaient pour se déplacer.
Trois vues différentes de l’oreille interne reconstituée du Lufengpithecus. (Yinan Zhang, Institut de paléontologie des vertébrés et de paléoanthropologie, Académie chinoise des sciences)
Selon Yinan Zhang, doctorant à l’Institut de paléontologie des vertébrés et de paléoanthropologie de l’Académie chinoise des sciences :
La taille et la forme de ces canaux sont en corrélation avec le mouvement. En les étudiant, nous pouvons déduire comment les mammifères disparus, y compris nos ancêtres, se déplaçaient.
Le Lufengpithecus est un genre de singes éteints qui vivaient sur Terre il y a des millions d’années, à l’époque du Miocène. Contrairement aux singes africains bien connus comme l’australopithèque, le lufengpithecus est considéré comme une branche différente de l’arbre généalogique des primates. Cela signifie qu’il joue un rôle crucial en comblant les vides dans la chronologie de notre évolution.
Lorsque les premiers restes ont été découverts dans la province chinoise du Yunnan au début des années 1980, les crânes étaient plutôt déformés. Les chercheurs ne pensaient pas que les os fragiles de l’oreille interne seraient préservés pour cette raison. Toutefois, grâce à la tomodensitométrie 3D, les scientifiques ont pu reconstituer virtuellement ces canaux, offrant ainsi un aperçu sans précédent de la manière dont ces anciens singes se déplaçaient.
Après avoir comparé ces scanners avec ceux d’autres singes vivants et fossiles, ainsi qu’avec ceux d’êtres humains d’Asie, d’Europe et d’Afrique, les chercheurs ont mis en évidence une « évolution en trois étapes » de la bipédie humaine. Tout d’abord, les premiers singes se déplaçaient dans les arbres, comme les gibbons d’aujourd’hui. Ensuite, notre dernier ancêtre commun avec les grands singes, apparenté au Lufengpithecus, utilisait un mélange de grimpette, d’escalade et même de marche sur deux jambes dans les arbres, ainsi que de marche à quatre pattes sur le sol. La dernière étape est la bipédie, qui a évolué à partir de ce large héritage ancestral.
Traditionnellement, les scientifiques se sont concentrés sur les os des membres, des épaules, du bassin et de la colonne vertébrale pour comprendre la locomotion. Cependant, la diversité des singes vivants et les archives fossiles incomplètes ont rendu difficile la reconstitution de nos origines bipèdes. En se tournant vers l’oreille interne, les chercheurs ont maintenant découvert une nouvelle façon de comprendre comment nos ancêtres se déplaçaient.
Le professeur Xijun Ni, qui a dirigé le projet à l’Institut de paléontologie des vertébrés et de paléoanthropologie de l’Académie chinoise des sciences, fait remarquer que « l’oreille interne fournit un enregistrement unique de l’histoire évolutive de la locomotion des singes, offrant une alternative inestimable à l’étude du squelette postcrânien ».
L’étude suggère également que le changement climatique a joué un rôle important dans l’évolution de la locomotion chez les grands singes.
Selon Terry Harrison, anthropologue à l’université de New York et coauteur de cette étude :
Le refroidissement des températures mondiales, associé à l’accumulation de nappes glaciaires dans l’hémisphère nord il y a environ 3,2 millions d’années, correspond à une augmentation du taux de changement du vestibule osseux, ce qui pourrait indiquer une augmentation rapide du rythme de l’évolution locomotrice des singes et des humains.
L’étude publiée dans la revue The Innovation : Lufengpithecus inner ear provides evidence of a common locomotor repertoire ancestral to human bipedalism et présentée sur le site de l’Université de New York : How Did Humans Learn to Walk? New Evolutionary Study Offers an Earful.