Les singes ont développé leurs épaules comme « freins » pour descendre des arbres en toute sécurité

Une équipe de scientifiques dirigée par le Dartmouth College a récemment fait valoir que la rotation de l’épaule et l’extension du coude que nous utilisons pour saisir quelque chose sur une étagère surélevée ou pour jouer pourraient avoir évolué à l’origine comme un mécanisme de sécurité pour aider nos ancêtres primates à descendre des arbres sans risquer de se blesser.

Selon les experts, en raison de la gravité agissant sur leurs corps plus lourds, les singes et les premiers humains ont développé des épaules mobiles et des coudes pliables pour contrôler leur descente des arbres.

Alors que les premiers humains passaient des forêts aux prairies ouvertes, ces membres flexibles sont devenus essentiels à la collecte de nourriture et à l’utilisation d’outils pour la chasse et la protection.

Objet de l’étude

Pour mieux comprendre diverses techniques d’escalade, les chercheurs ont utilisé des outils d’analyse sportive et statistiques pour étudier des vidéos et des images de chimpanzés sauvages et de petits singes appelés mangabeys grimpant dans la nature.

L’enquête a révélé que les deux espèces grimpaient aux arbres de la même manière, les épaules et les coudes étant proches du corps.

Cependant, lors de la descente, les chimpanzés tendaient les bras vers le haut, agrippant les branches de la même manière que les humains descendent une échelle, leur poids les faisant descendre en premier par l’arrière.

Descente

Luke Fannin, étudiant diplômé en écologie, évolution, environnement et société à Dartmouth et auteur principal de l’étude, a souligné l’importance de la « descente » dans l’évolution des singes et des humains anciens, qui sont tous deux génétiquement plus proches les uns des autres qu’ils ne le sont. singes.

Grâce à leurs nombreux enregistrements vidéo réalisés en milieu naturel, les chercheurs ont pu analyser les adaptations physiques développées par ces animaux pour l’escalade vers le bas.

« Notre étude aborde l’idée de la descente comme un facteur sous-estimé, mais incroyablement important, dans les différences anatomiques divergentes entre les singes et les grands singes qui finiraient par se manifester chez les humains », a déclaré Fannin.

« La descente représentait un défi physique si important étant donné la taille des singes et des premiers humains que leur morphologie aurait réagi par sélection naturelle en raison du risque de chute. »

Sortir d’un arbre

« Dans notre domaine, nous pensons depuis longtemps aux singes grimpant aux arbres. Ce qui était essentiellement absent de la littérature, c’était leur sortie d’un arbre. Nous avons ignoré la seconde moitié de ce comportement », a ajouté le co-auteur Jeremy DeSilva, professeur d’anthropologie à Dartmouth.

« Les premiers singes ont évolué il y a 20 millions d’années dans des forêts dispersées où ils montaient sur un arbre pour chercher leur nourriture, puis redescendaient pour passer à l’arbre suivant. Sortir d’un arbre présente toutes sortes de nouveaux défis. Les grands singes ne peuvent pas se permettre de tomber car cela pourrait les tuer ou les blesser gravement. La sélection naturelle aurait favorisé les anatomies qui leur permettaient de descendre en toute sécurité.

Flexibilité des épaules

Cette flexibilité des épaules et des coudes, héritée des anciens singes, aurait permis aux premiers humains comme les Australopithèque monter et descendre des arbres en toute sécurité.

Une fois Maison érectile Après avoir commencé à utiliser le feu pour se protéger des prédateurs nocturnes, l’anatomie humaine a encore changé, avec des épaules plus larges capables d’un angle de 90 degrés permettant à nos ancêtres de lancer efficacement des armes telles que des lances.

Anatomie des premiers singes

« C’est la même anatomie des premiers singes, avec quelques ajustements. Vous avez maintenant quelque chose qui peut lancer une lance ou des pierres pour se protéger contre la consommation ou pour tuer des choses pour se manger. C’est ce que fait l’évolution – c’est un grand bricoleur », a expliqué DeSilva.

« Descendre d’un arbre a ouvert la voie anatomique à quelque chose qui a évolué des millions d’années plus tard. Lorsqu’un quarterback de la NFL lance un ballon de football, ce mouvement est entièrement dû à nos ancêtres singes.

Malgré le manque de grâce des chimpanzés, leurs membres – qui sont remarquablement similaires à ceux des humains modernes – se sont adaptés efficacement pour garantir que les animaux puissent atteindre le sol en toute sécurité.

Mouvement des épaules

« C’est le modèle dont nous sommes issus – descendre était probablement aussi un défi bien plus difficile pour nos premiers ancêtres », a déclaré Fannin. «Même une fois que les humains seraient devenus debout, avec la capacité de monter, puis de descendre, un arbre aurait été incroyablement utile pour la sécurité et la nourriture, ce qui est le nom du jeu en matière de survie. Nous sommes modifiés, mais les caractéristiques de notre ascendance singe restent dans nos squelettes modernes.

Les scientifiques ont également analysé la structure anatomique des bras des chimpanzés et des mangabey à l’aide de spécimens provenant de l’Université Harvard et de l’Université d’État de l’Ohio. Les chimpanzés, comme les humains, possèdent une articulation à rotule peu profonde, permettant une plus grande amplitude de mouvement. De plus, ils peuvent étendre complètement leurs bras en raison de la longueur réduite de l’os derrière le coude (connu sous le nom de « processus olécrânien »).

En revanche, les mangabeys et autres singes sont construits davantage comme des animaux quadrupèdes tels que les chats et les chiens, avec des épaules et des coudes profonds en forme de poire avec un processus olécrânien saillant faisant que l’articulation ressemble à la lettre « L ». Bien que ces articulations soient plus stables, elles ont une flexibilité et une amplitude de mouvement limitées.

Résister à l’attraction de la gravité

Les enquêtes ont également révélé que l’angle des épaules d’un chimpanzé était 14 degrés plus grand pendant la descente que lors de la montée, tandis que son bras s’étendait vers l’extérieur au niveau du coude 34 degrés de plus en descendant d’un arbre qu’en montant. Dans le cas des mangabeys, ces différences étaient beaucoup moins prononcées, ne dépassant pas quatre degrés.

« Si les chats pouvaient parler, ils vous diraient que descendre est plus délicat que monter et de nombreux grimpeurs humains seraient d’accord. Mais la question est de savoir pourquoi est-ce si difficile », a déclaré le co-auteur Nathaniel Dominy, professeur d’anthropologie à Dartmouth.

« La raison en est que non seulement vous résistez à l’attraction de la gravité, mais vous devez également décélérer. Notre étude est importante pour résoudre un problème théorique avec des mesures formelles de la façon dont les primates sauvages montent et descendent. Nous avons trouvé des différences importantes entre les singes et les chimpanzés qui peuvent expliquer pourquoi les épaules et les coudes des singes ont développé une plus grande flexibilité.

Descente contrôlée

Mary Joy, une autre co-auteure et diplômée de Dartmouth 2021, a observé des différences distinctes dans la façon dont les chimpanzés descendent des arbres et y montent, tout en examinant des vidéos filmées par DeSilva.

« C’était très irrégulier, je me suis effondré, tout volait. C’est vraiment une chute contrôlée », a-t-elle expliqué. « En fin de compte, nous avons conclu que la façon dont les chimpanzés descendent d’un arbre est probablement liée au poids. Un plus grand élan dépense potentiellement moins d’énergie et ils sont beaucoup plus susceptibles d’atteindre le sol en toute sécurité qu’en effectuant de petits mouvements restreints.

Joy, également coureuse de trail, a établi des parallèles à partir de son expérience personnelle, soulignant que la descente contrôlée, comme le démontrent les chimpanzés, pourrait être plus économe en énergie.

« Lorsque je descends une pente, plus je vais lentement et je restreint mes mouvements, plus je me fatigue. Cela me rattrape très vite. Personne ne penserait que la vitesse et l’abandon avec lesquels les chimpanzés descendent des arbres seraient la méthode préférée pour un primate plus lourd, mais mon expérience me dit que c’est plus économe en énergie.

« Le mouvement chez les humains est un chef-d’œuvre de compromis évolutifs. Cette amplitude de mouvement accrue qui a commencé chez les singes a fini par être plutôt bénéfique pour nous. Quel serait l’avantage de perdre cela ? Si l’évolution était sélectionnée pour les personnes ayant une amplitude de mouvement réduite, quels avantages cela apporterait-il ? Je ne vois aucun avantage à perdre cela », a-t-elle conclu.

L’étude est publiée dans la revue Science ouverte de la Royal Society.

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