Etude évolutive de la région cervical en Hominoidea : morphologie, integracion et inférence paléobiologique

Abstract

Dans cette Thèse de Doctorat, nous avons eu l’objectif général d’avancer dans l’étude de la morphologie et l’évolution des vertèbres cervicales chez Hominoidea. Pour mener à bien cet objectif, nous avons réalisé quatre études sur du matériel osseux (vertèbres et crâne) appartenant à des espèces d’hominoïdes actuels, ainsi que sur les rares restes fossiles existants pour la sous-tribu des Hominina. Jusqu’au présent, la rareté du matériel fossile a limité la capacité de reconstruire l’histoire évolutive de la colonne cervicale. Par conséquent, en plus de l’utilisation de la morphométrie classique et de la morphométrie géométrique, nous avons aussi appliqué des méthodes statistiques basées sur les basées sur les principes de la théorie evolutive, telles que l’intégration morphologique, la modularité et les réponses sélectives, pour faire une reconstruction paléobiologique des vertèbres cervicales.Sur la base des résultats obtenus pour ces quatre études, nous avons conclu que la morphologie des vertèbres cervicales est en relation avec des facteurs posturaux et de locomotion. Ces facteurs ont pu avoir une grande influence sur les différences observées dans les patrons morphologiques et allométriques montrés par H. sapiens par rapport au reste du clade. Dans le même temps, nous avons constaté à partir des analyses d’intégration et de modularité une différence dans le patron d’intégration montré par les H. sapiens par rapport à celui des chimpanzés et des gorilles. Cette dérive des H. sapiens par rapport à ce que l’on considère être le patron ancestral, a probablement été causée par des exigences sélectives liées à l’acquisition de la bipédie. Du point de vue évolutif, nous considérons que les changements morphologiques que l’on peut observer dans la région cervicale dans le buisson évolutive humaine ne se sont pas produits simultanément. Nos résultats indiquent qu’il y a eu une stase morphologique dans les vertèbres cervicales les plus caudales (i.e., C6-C7), tandis que celles qui sont situées plus proches du crâne ont commencé à évoluer avant, et sont aussi plus dérivées.Nous avons également observé ce patron d’intégration dérivé chez l’homme moderne dans la relation entre dans les vertèbres cervicales et le crâne. De plus, l’inclusion des restes de Néandertaliens dans les analyses montre que ce patron dérivé par rapport au reste des hominidés pourrait être partagé au sein du genre Homo. Enfin, les résultats de la quatrième étude montrent que les vertèbres thoraciques sont les plus intégrées de la colonne vertébrale pré-sacrale, et que ce niveau d’intégration diminue en direction des vertèbres plus distales (C1-L5). Cette circonstance probablement due aux contraintes créées par le thorax pourrait limiter leur capacité d’évolution. Par contre, les résultats montrent que les vertèbres lombaires ont la plus grande capacité d’évolution de toute la colonne vertébrale. Cette caractéristique pourrait être mise en relation avec des facteurs fonctionnels liés à la locomotion, mais aussi avec des facteurs développementaux et même génétiques, en raison de la relation des gènes Hox avec la formation du plan corporel. De plus, nous suggérons que ce patron évolutif dans les vertèbres lombaires n’est pas exclusif aux hommes modernes, mais pourrait aussi être présent chez tous les mammifères. Ce clade montre une grande variabilité dans les modes de locomotion, une grande variation morphologique modale dans le nombre de vertèbre lombaires et de plus, tous les groupes partagent le même plan corporel ancestral basé sur l’expression des gènes Hox.