Une expérience sur tapis roulant fournit aux anthropologues des preuves irréfutables de l'évolution: les premiers ancêtres humains ont peut-être commencé à marcher debout, car le processus permet de conserver de l'énergie par rapport au piétinement à quatre doigts des chimpanzés.
Les chercheurs ont débattu des raisons pour lesquelles les hominidés ont commencé à marcher avec deux jambes il y a environ six millions d'années - lorsque la caractéristique clé les distinguant de leurs derniers ancêtres de singes est apparue. Certains ont adopté la théorie de la conservation de l'énergie, en partie parce que le climat froid et sec du Miocène aurait pu séparer les plaques de nourriture sur de grandes distances. D'autres ont argumenté les raisons posturales de ce changement, suggérant qu'une attitude verticale permettait aux humains ancestraux de voir au-dessus des herbes hautes et de repérer les prédateurs, ou de chercher des fruits dans les arbres ou les arbustes.
Les comparaisons précédentes de la marche à deux jambes et de la marche à quatre pattes ont donné des résultats peu concluants. Une étude impliquant des chimpanzés juvéniles a révélé que les singes dépensaient plus d’énergie que les humains en marchant, mais de nombreux chercheurs ont estimé que les coûts seraient modifiés par les singes adultes. Une étude récente sur les macaques a montré que la marche à deux jambes demandait plus d'énergie, mais que les singes, contrairement aux chimpanzés, ne se promènent généralement pas debout.
Dans la nouvelle analyse, un groupe de chercheurs de trois universités a rassemblé des données sur l’énergie dépensée par quatre personnes et cinq chimpanzés adultes alors qu’ils marchaient sur un tapis roulant; les chimpanzés marchaient debout et à quatre pattes. Les chercheurs ont mesuré la respiration, les angles de mouvement, la position des articulations critiques et la force exercée sur chaque membre.
Les gens utilisaient environ 25% moins d’énergie que les chimpanzés, quel que soit le style de marche des singes, indique le groupe dans les Actes de la National Academy of Sciences du 24 juillet. En outre, des modèles anatomiques de personnes et de singes dans différentes positions de marche ont prédit avec précision cette différence de coût.
"Ce sont des données profondément importantes sur l'origine de la raison pour laquelle nous avons commencé [à marcher sur deux jambes]", a déclaré l'anthropologue biologiste Daniel E. Lieberman de l'Université Harvard, qui n'était pas affilié à l'étude. Pour mettre le chiffre d'énergie en perspective, dit-il, les gens dépensent environ 30% plus d'énergie à courir qu'à marcher.
Un groupe de chercheurs a rassemblé des données sur l’énergie dépensée par quatre personnes et cinq chimpanzés adultes alors qu’ils marchaient sur un tapis roulant; les chimpanzés marchaient debout et à quatre pattes. Les gens ont utilisé environ 25% moins d'énergie que les chimpanzés, quel que soit le style de marche des singes, rapportent-ils. (Cary Wolinsky) 
"Si nous marchions comme un chimpanzé, cela nous coûterait [en énergie] ce qu'il en coûte pour courir", dit Daniel Lieberman. (Cary Wolinsky) 
Le chimpanzé avec la démarche et le type de corps les plus ressemblants à l'homme a marché plus efficacement en position debout qu'il ne marchait pas mal - une découverte que le co-auteur de l'étude, Herman Pontzer, décrit comme un instantané de la manière dont cette évolution a pu se produire. (Cette photographie composite rend hommage à l'emblématique évolution de l'homme.) (Cary Wolinsky) "Si nous marchions comme un chimpanzé, cela nous coûterait fondamentalement ce qu'il en coûte pour courir", dit-il. "[La marche droite] vous permet d'économiser beaucoup d'énergie."
En prenant le groupe de chimpanzés dans son ensemble, les chercheurs n'ont trouvé aucune différence de coût énergétique entre les styles de marche. Mais il n’est pas surprenant que la marche à deux jambes coûte beaucoup d’énergie aux chimpanzés, explique Herman Pontzer, co-auteur de l’étude de la Washington University à St. Louis, car les singes marchent debout, les genoux fléchis. Imaginez-vous en marchant toute la journée en position de ski ... et ont les pattes postérieures courtes. Ces deux traits nécessitent beaucoup d’énergie pour compenser.
Peut-être plus important encore, le chimpanzé avec la démarche et le type de corps le plus ressemblant à l'homme a marché plus efficacement debout qu'il ne marchait d'un pas en avant - une découverte que Pontzer appelle un instantané de la manière dont cette évolution a pu se produire.
"Parce que nous comprenons les mécanismes [de la marche], nous avons pu voir quelle évolution pourrait bricoler pour la rendre moins chère", a déclaré Pontzer. Ces modifications comprennent le redresser les genoux et l'allongement des jambes.
L'apparition de ces traits chez un seul singe suggère une variation suffisante de la population pour que la sélection naturelle se soit installée si nécessaire, a déclaré Lieberman. Si l'environnement a poussé les singes à marcher beaucoup plus loin, le coût énergétique élevé de la marche avec les doigts pourrait avoir changé le comportement au fil du temps.
"C'est comme ça que l'évolution fonctionne", dit Lieberman. "L'un [chimpanzé] s'est révélé meilleur que les autres chimpanzés, car il a adopté une posture plus étendue."
Bien que les archives fossiles ne remontent pas à l'époque où les scientifiques pensaient qu'il y avait une scission entre l'homme et le chimpanzé, plusieurs os de pattes et de hanches de périodes plus récentes, en particulier un os de hanche âgé de trois millions d'années, reflètent les changements qui réduisent le coût des systèmes à deux pattes. en marchant.
"Il y a au moins trois millions d'années", explique Lieberman, "les hominidés ont compris comment ne pas avoir ce coût [énergétique]".
Forum des lecteurs de Smithsonian.com
Publié le 16 juillet 2007
