Un nouveau scénario de l’évolution humaine

nonvembre 1998

 
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Les caractères anatomiques humains, ceux du crâne comme ceux du reste du corps (ou squelette post-crânien), se mettent en place au cours de l’ontogenèse selon une séquence bien précise. Dès lors, des mutations génétiques touchant soit l’ordre d’acquisition de ces caractères anatomiques au cours de l’ontogenèse, soit la durée et le rythme de la croissance embryonnaire et post-natale, soit encore l’introduction de caractères nouveaux dans l’ontogenèse, peuvent avoir des conséquences importantes sur la morphologie finale de l’adulte. De tels processus, dit « hétérochroniques », semblent s’être produits au cours de l’évolution. Ils pourraient expliquer les changements anatomiques entre l’ancêtre et le descendant de la lignée humaine. Jusqu’à présent les théories hétérochroniques appliquées à l’homme concernent uniquement le crâne. Le crâne humain aurait acquis ses caractéristiques de taille et de forme au cours de l’évolution des hominidés par ralentissement et allongement des différentes périodes de croissance. A partir des os du bassin, Christine Berge, dans l’équipe « Adaptations et évolution des systèmes ostéomusculaires » (CNRS-Muséum national d’histoire naturelle), à Paris, propose une hypothèse différente pour expliquer l’évolution du squelette post-crânien. Contrairement au crâne dont la croissance aurait été ralentie, le bassin (et par extrapolation les autres os des membres), aurait évolué par accélération : des accélérations uniquement de forme pour certains caractères se formant au début de croissance, ou de forme et de taille pour d’autres caractères se formant en fin de croissance. La croissance de l’Homme, à la différence de celle de ses ancêtres (Australopithèques), est en effet caractérisée par l’allongement de sa durée après la puberté. L’évolution humaine met donc en cause non pas un unique processus hétérochronique, mais plusieurs processus complexes qui, en se combinant les uns aux autres, conduisent aux modifications de taille et de forme observées dans la lignée des hominidés.

La notion d’ « hétérochronie » appliquée à l’évolution humaine a ses racines dans la théorie de la « fœtalisation » de Bolk (1926), basée sur la ressemblance entre le crâne d’un très jeune chimpanzé et le crâne d’un homme adulte : ils ont tous deux un crâne globuleux et une face très peu saillante. Mais tandis que le crâne du singe va changer de forme en grandissant (la face devient de plus en plus saillante « en museau » et le crâne proportionnellement de moins en moins globuleux), l’Homme conserve sa forme juvénile au stade adulte : front bombé, arrière du crâne très rond, face petite et placée sous le crâne... On suppose que la croissance humaine s’est « ralentie » par rapport au modèle ancestral représenté par le chimpanzé, le ralentissement s’accompagnant d’un allongement des différentes phases de la croissance. Ainsi, le chimpanzé devient sexuellement mature plus tôt que l’Homme (8-10 ans). Cette théorie est actuellement remise à l’ordre du jour aux Etats-Unis et en France sous le nom de « néoténie ». Les scientifiques se posent la question suivante : la néoténie du crâne humain (croissance de plus en plus ralentie au cours de l’évolution humaine) est-elle une néoténie globale du corps, ou y aurait-il eu plusieurs processus hétérochroniques dans l’évolution humaine ?


Le chimpanzé, génétiquement proche de l’Homme, est un bon modèle ancestral pour étudier l’évolution de la croissance du crâne. Il est aussi très proche par l’anatomie du crâne des premiers Hominidés fossiles connus, les Australopithèques (comme « Lucy »), qui vivaient en Afrique du Sud et de l’Est il y a trois millions d’années environ. En revanche, le chimpanzé n’est pas un bon modèle ancestral pour étudier l’évolution de la croissance du squelette post-crânien. Très éloigné de l’homme par l’anatomie du corps, il est aussi déjà fort éloigné des premiers hominidés du fait de leurs caractères bipèdes.

Christine Berge, dans l’équipe « Adaptations et évolution des systèmes ostéomusculaires » (CNRS-Muséum national d’histoire naturelle), à Paris, a donc entrepris de reconstituer l’évolution de notre croissance post-crânienne à partir des données sur la croissance du bassin de l’Homme et des grands singes (chimpanzés, gorilles), ainsi que des données de la paléontologie humaine. Les méthodes d’analyses sont celles de la morphométrie (analyses statistiques multidimensionnelles, analyses mathématiques de la forme des os, courbes de croissance, allométries...). Les résultats concernent deux sortes de processus qui sont intervenus dans l’évolution de la croissance humaine : ceux qui correspondent à l’acquisition de la forme du bassin humain au tout début de la croissance, et ceux qui correspondent aux changements de forme et de taille du bassin à la fin de la croissance.

Les processus évolutifs du début de la croissance concernent surtout un important changement de la forme du bassin humain. Au stade fœtal, les os du bassin humain sont plats comme chez les singes. Ils vont ensuite progressivement s’incurver, avec l’introduction de caractères anatomiques nouveaux dans la structure de l’os. Ce même changement de forme est aussi observé au cours de l’évolution des Hominidés fossiles, mais cette fois-ci chez les adultes, dans l’ordre : Australopithecus, Homo erectus, Homo neandertalensis, Homo sapiens. Ceci veut dire qu’au début de notre croissance et dans la petite enfance, nous passons successivement par une forme « simienne » du bassin (fœtus), puis australopithèque (à la naissance), puis de plus en plus « humaine » (la forme définitive est acquise vers 7-8 ans, mais pas la taille). Tout se passe comme si les caractères du bassin se formaient de plus en plus tôt dans l’ontogenèse au cours de l’évolution des hominidés : ils apparaissaient en fin de croissance chez les australopithèques, dans l’enfance chez les hommes primitifs, et finalement à la naissance chez l’Homme moderne. Ce sont donc des mécanismes évolutifs d’accélération et non pas de ralentissement comme sur le crâne. Cette accélération de la forme du bassin dans l’évolution est en rapport avec l’acquisition de la bipédie humaine. Ainsi, dans l’évolution, les membres inférieurs deviennent plus rapprochés l’un de l’autre de manière à fonctionner dans la marche comme les branches d’un compas dans le plan de symétrie du corps.

Les processus évolutifs de la fin de la croissance concernent surtout le changement de la taille des os mais aussi de la forme lorsqu’elle est liée à la taille. La croissance des os des membres et du bassin s’accélère en même temps qu’elle se poursuit tardivement dans l’espèce humaine : les filles ont leur taille adulte à 16 ans environ et les garçons à 21 ans. On peut reconstituer la croissance des Australopithèques d’après les os des bassins adultes et juvéniles. C’était une croissance de type « grands singes », c’est-à-dire que le bassin cessait de grandir en hauteur au moment de la puberté (âge de la puberté estimé à 8-10 ans), mais continuait de grandir encore un peu en largeur (âge adulte estimé à 10-12 ans). L’acquisition d’une croissance longue et accélérée chez l’Homme a permis l’addition de caractères nouveaux, comme le fait d’avoir de longues jambes, ce qui du point de vue de la bipédie est un avantage pour la course.

Ainsi l’évolution humaine, décrite pour le crâne comme la conséquence d’un ralentissement des mécanismes de croissance au cours de l’évolution, est au contraire la conséquence d’accélérations pour le bassin comme pour le reste du corps. Les Australopithèques, comme « Lucy », qui paraissaient éloignés de la lignée humaine par leurs proportions corporelles, sont en réalité très proches si l’on tient compte des mécanismes évolutifs qui ont joué sur le rythme et la durée de la croissance de la lignée humaine.



 
 

Référence     

 

- Berge Ch. (1993), L’évolution de la hanche et du pelvis des Hominidés : bipédie, parturition, croissance, allométrie, Cahiers de Paléoanthropologie, CNRS Editions, 110 p.

- Berge Ch. (1996), The evolution and growth of the hominid pelvis. A preliminary Thin-Plate Spline study of ilium shape, In : Advances in Morphometrics, L. F. Marcus et al. eds., Plenum Press, New-York, pp. 441-448.

- Berge Ch. (1998). Heterochronic processes in human evolution : an ontogenetic analysis of the hominid pelvis. Am. J. of phys. Anthropol. 105: 441-459.