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L’Homme était agile de ses mains bien avant de devenir bipède

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Les premiers Hommes ont-ils marché avant de savoir utiliser des outils, ou est-ce l'inverse ? Selon de nouveaux résultats particulièrement parlants, la seconde option serait la bonne. La démonstration viendrait de représentations somatotopiques de chaque doigt et de chaque orteil chez des Hommes et des singes vivants. Qu'est-ce donc ?

Les macaques japonais sont des primates de la famille des cercopithecidés. Ils exploitent les mêmes aires cérébrales que nous lorsqu'ils utilisent l'un de leurs doigts. En revanche, seul l'Homme a une maîtrise neurale propre de son gros orteil. © Éric Santerre, Flickr, cc by nc sa 2.0

Pour de nombreux anthropologues, l'apparition de la bipédie est intimement liée au développement de la dextérité manuelle chez les hominidés. Cependant, ils ne sont pas tous d'accord sur le sens de la relation. Une théorie l'emporte néanmoins sur l'autre : les premiers Hommes seraient d'abord devenus bipèdes. Les mains n'étant alors plus utilisées durant la marche, elles se seraient progressivement spécialisées pour finalement acquérir les caractéristiques motrices que nous leur connaissons.

Probablement dans l'optique de valider ou d'infirmer cette hypothèse, des chercheurs de Riken Brain Science Institute (Riken-BSI) ont dernièrement cartographié les représentations neurales des doigts et des orteils dans le cerveau d'Hommes et de macaques japonais (Macaca fuscata) vivants. Ils ont, en plus de cela, analysé des os particulièrement bien conservés de la main et du pied d'un Ardipithecus ramidus, qui n'est autre qu'un primate quadrupède arboricole qui vivait avant la séparation Homme-singe, voilà 4,4 millions d'années (selon le communiqué de presse).

Leurs conclusions viennent d'être présentées par Teruo Hashimoto, l'auteur principal, dans la revue Philosophical Transactions of the Royal Society. Selon cet article, la théorie dominante se révèle fausse. Les adaptations requises pour maîtriser les outils avec dextérité auraient évolué indépendamment de la bipédie, bien avant que celle-ci n'apparaisse d'ailleurs. Quelques explications s'imposent pour mieux comprendre comment l'équipe d'Atsushi Iriki a pu retracer ces importantes étapes de l'évolution de l’Homme.

Les Hommes (H. sapiens) comme les macaques japonais (M. fuscata) ont cinq doigts et cinq orteils physiquement indépendants les uns des autres. Chaque doigt de la main a sa propre représentation dans le cortex sensorimoteur primaire des deux primates. Elles sont identiques entre les deux espèces (voir le code couleur). Au niveau des orteils, les couleurs sont mélangées chez le macaque, car il n’existe qu’une seule représentation somatotopique des doigts de pieds. Chez l’Homme, le gros orteil est indépendant des quatre autres orteils. © Riken

Un gros orteil maîtrisé bien après les doigts de la main

Les représentations somatotopiques des doigts et des orteils, c'est-à-dire la cartographie des aires cérébrales impliquées dans leur fonctionnement et leur sensibilité, ont été obtenues chez l'Homme grâce à l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. Chez les macaques, elles ont été réalisées à partir d'enregistrements de leur activité électrique cérébrale.

Ainsi, chaque doigt de la main possède une représentation différente dans le cortex sensorimoteur primaire, mais qui est comparable entre Hommes et singes. Cela montre que ces appendices peuvent être utilisés indépendamment l'un de l'autre, par exemple pour réaliser les actions complexes requises pour manipuler des outils. En revanche, les cartes neurales obtenues en étudiant les orteils des deux primates ont différé. Chez les macaques, une seule carte est liée à leur utilisation, ce qui signifie que les doigts de pieds fonctionnent de manière groupée, par exemple pour se saisir d'un objet. Chez l'Homme, une représentation différente des autres a été dressée pour le gros orteil.

Comment interpréter ces résultats ? Vraisemblablement, les ancêtres communs aux macaques et aux Hommes possédaient déjà des mains agiles, puisque les représentations somatotopiques liées à chacun de leurs doigts sont identiques. Or, ces aïeux étaient des quadrupèdes arboricoles. Cette première adaptation apparue avant la séparation Homme-singe aurait donc été conservée, et même améliorée, chez les hominidés. Le gros orteil aurait acquis son indépendance bien plus tard, probablement en lien avec le développement de la bipédie. En effet, l'hallux joue un rôle déterminant dans le maintien de notre équilibre et dans la réalisation de nos mouvements locomoteurs. Ainsi, l'Homme savait utiliser des outils avant de marcher. CQFD !