Le développement des proportions métaphysaires chez les hominoïdes : croissance et influence de la locomotion

Abstract

Dans le cadre de ce mémoire, les relations entre morphologie, locomotion et croissance chez les hominoïdes sont analysées sous l'angle des proportions métaphysaires et de leur acquisition. Plusieurs niveaux d'analyse — intermembre, supérieur et inférieur — sont abordés dans une perspective ontogénique. La masse corporelle et la direction des charges influencent la morphologie des surfaces articulaires et métaphysaires mais aussi leur développement. Les charges étant dépendantes du mode locomoteur et celui-ci se modifiant en fonction de l'âge, on tente de voir à quel(s) moment(s) les changements proportionnels ont lieu et pourquoi ils apparaissent. Des mesures linéaires ont été recueillies sur l'humérus, le radius, le fémur et le tibia sur un échantillon squelettique des espèces H. sapiens, P. troglodytes, G. gorilla et P. pygmaeus. À partir de ces mesures et du calcul de certains ratios, des comparaisons intra et interspécifiques ont été réalisées. Les différences les plus significatives entre les espèces se dévoilent au niveau intermembre et sont relatives aux différents pourcentages d'utilisation des membres supérieurs ou inférieurs. Au sein des espèces, les résultats révèlent une similarité dans les réactions des surfaces métaphysaires au niveau intermembre, supérieur et inférieur. Les changements proportionnels ont lieu entre les stades 0 et 1 pour H. sapiens (première marché indépendante), entre les stades 2 et 4 pour P. troglodytes (majorité du poids corporel soutenue par les membres inférieurs) et entre les stades 3 et 5 pour G. gorilla (taille adulte et quadrupédie très majoritaire). Pour P. pygmaeus aucun stade en particulier n'a été ciblé par les analyses et cela concorde avec l'homogénéité de ses modes de locomotion employés au cours de la vie. Les différences proportionnelles répondent à des changements locomoteurs majeurs. Australopithecus afarensis est intermédiaire entre H. sapiens et les grands singes pour de nombreuses comparaisons. Au niveau du genou, les plus jeunes individus A. afarensis ne montrent pas de morphologie bipède, similaire aux humains.

This thesis analyses the relationship between morphology, locomotion and growth in hominoids by studying metaphyseal proportions and development. Several levels of analysis — interlimb, upper and lower limbs — are discussed in an ontogenic perspective. Body mass and direction of loads affect the morphology of articular and metaphyseal surfaces but also their development. Taking into account the locomotion of a species and related loads during growth, we try to determine when proportions change, if at all, and why they appear. Australopithecus afarensis is one species for which the debate about its locomotion is still ongoing, study of the ontogeny of its proportions may shed light on the functions of its limbs during locomotion. Linear measurements were collected on the humerus, radius, ulna, femur and tibia of H. sapiens, P. troglodytes, G. gorilla and P. pygmaeus. From these measurements, ratios have been calculated to intra and inter limb proportions of hominoid appendicular skeleton for different age groups. Differences between species are most significant at the interlimb level and relative to the different relative percentage of upper and lower limbs use. Within species, results reveal a similarity for metaphyseal surfaces responses to loads at all levels of analyses. Proportional changes take place between dental stages 0 and 1 for H. sapiens (acquisition of bipedality), between stages 2 and 4 for P. troglodytes (majority of body weight supported by the lower limb) and between stages 3 and 5 for G. gorilla (knuckle-walking for 85 % of the time). For P. pygmaeus, no proportional change occur at any specific stage, which corresponds to the absence of changes in locomotor behavior from birth to adulthood in that species. From these data, it appears that proportional differences are responses to major changes in the mode of locomotion. Australopithecus afarensis is intermediate between H. sapiens and apes for many proportional comparisons while the knee joint, contrarily to expectation, is not like the bipedal humans.