Retracer les étapes: comment l’étude des os du pied permet de décoder les mouvements des ancêtres de l’homme
Au cours de l’évolution humaine, nos prédécesseurs sont passés des arbres à l’adaptation à la vie au sol. Il est probable que plusieurs espèces d’hominiens, à savoir des parents fossiles de l’homme, aient essayé différentes méthodes pour se déplacer à la fois dans les arbres et sur le sol. Pour faire la lumière sur cette question, le projet FOOTSTEP(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), a étudié la morphologie des pieds des grands singes et des humains de diverses populations. Grâce à des méthodes de pointe basées sur l’os entier, la recherche vise à comprendre comment la structure interne du squelette de leur pied peut mettre en évidence des signes du comportement locomoteur. «En plus de nous permettre de mieux comprendre notre héritage évolutif, cette recherche a des implications pour l’anatomie du squelette humain moderne et la recherche clinique», déclare Zewdi Tsegai, coordinatrice du projet FOOTSTEP. «La structure osseuse interne du squelette s’affaiblit souvent avec l’âge, en particulier chez les femmes, ce qui conduit à l’ostéoporose, qui augmente le risque de fracture. Les approches méthodologiques utilisées dans notre projet peuvent être appliquées dans ce type de contexte clinique pour mieux comprendre le risque de fracture, qui est fréquent dans des régions telles que le fémur proximal et le radius distal.»
À la découverte du comportement locomoteur des hominiens
Pour analyser la structure osseuse interne, les méthodes traditionnelles considèrent généralement une petite région de l’os. Dans le cas présent, le projet FOOTSTEP a utilisé une technique de micro-TDM à haute résolution pour cartographier une articulation ou un os entier afin d’analyser la structure osseuse d’une manière plus globale. La recherche a également utilisé une nouvelle approche pour comparer statistiquement la distribution des os dans les articulations de différents groupes. Cela a permis au projet d’examiner les différences entre les hominiens et les hommes et singes modernes, qui reflètent probablement l’histoire de la charge des articulations et le comportement locomoteur des premiers. Les pieds des espèces d’hominiens analysées comprenaient l’Australopithecus africanus, le Paranthropus robustus, le l’Australopithecus sedica, l’Homo naledi, l’Homo floresiensis et l’Homo habilis. Grâce à ces méthodes, le projet est parvenu à identifier des signaux de comportement locomoteur dans plusieurs éléments squelettiques du pied, qui peut adopter différentes postures grâce à ses 26 os. En effet, la structure osseuse interne du squelette, composée d’une couche externe d’os cortical et d’un réseau interne d’os trabéculaire, peut se remodeler au cours de la vie d’un individu en réponse à une charge mécanique. «Ainsi, la structure osseuse interne du squelette reflète le comportement d’un individu au cours de sa vie. Le projet a permis de découvrir des signes de préhension dans les pieds des grands singes, qui les utilisent pour s’agripper à des branches lorsqu’ils grimpent, caractéristiques qui n’existent pas chez l’homme moderne», explique Zewdi Tsegai. «Les recherches en cours appliquent cette approche au squelette du pied de plusieurs espèces d’hominiens afin de mieux comprendre la variabilité du comportement locomoteur chez nos parents disparus.»
Des études plus poussées pour mieux comprendre
La recherche se poursuit, en s’appuyant sur les travaux et les résultats obtenus jusqu’à présent. À l’université de Chicago(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), Zewdi Tsegai continue d’étudier la fonction du pied, en explorant la relation entre la structure osseuse interne et le comportement, ainsi qu’en examinant, par le biais de la biomécanique, comment le pied de l’homme et celui du singe se déplacent au cours de différents comportements locomoteurs. FOOTSTEP est également lié au projet NewHuman, qui retrace les origines de la lignée humaine.
