Evolution Paléoanthropologique du Rachis de l’Homo … · tance du rachis selon la loi d’Euler. Quelques éléments morphotypologiques sont caractéristi-ques et peuvent être

Evolution paléo-anthropologique du rachis de l’homo sapiens - Jean Claude de Mauroy page

Résonances Européennes du Rachis - Volume 15 N° 45 / 46 - 2007

Evolution Paléoanthropologique du Rachis de l’Homo Sapiens.

Evoluzione Paleoantropologica del rachide dell’Omo Sapiens.

Jean Claude de Mauroy

Genre = Homo, Espèce = sapiens indique Lin-né en 1735 dans son « système de la nature ».

La verticalisation des vertébrés a entraîné une modification considérable de la fonction du rachis avec la suppression du point d’appui au sol des membres supé-rieurs, c’est-à-dire le passage d’une chaîne cinétique fermée à une chaîne cinétique ouverte. Les principales pathologies vertébrales telles que la scoliose sont liées à cette verticalisa-tion et spécifiques de l’homo-sapiens.

I - BipédieLe premier bipède est un reptile : eudibamus cursoris. Il mesu-rait 26 cm et était capable de courir à 24 km/heure il y a 300 millions d’années. L’homo sa-piens est également bipède et capable de courir. C’est en effet la course plus que la bipédie qui caractérise l’homo sapiens. Den-nis Bramble et Daniel Lieber-mann ont étudié 26 traits ana-tomiques caractéristiques de la course d’endurance : voûte plantaire, orteils courts en ligne, tendon d’Achille, surface articulaire large, ligament nucal... Ces traits se développent avec le genre Homo il y a 2 mil-lions d’années.

Génétiquement le chimpanzé est le plus proche de nous avec près de 99% d’ADN commun.Même s’il amorce une lordose lombaire ce n’est pas un vrai bi-pède. Les membres inférieurs restent en triple flexion et le plan du foramen magnum est incliné vers l’avant.

Deux éléments sont caractéris-tiques d’un crâne bipède : la médialisation du trou occipital et l’angle formé par le plan-or-bitaire et le plan du foramen magnum proche de 90°. Le crâne de Toumaï découvert au Tchad, c’est à dire à l’ouest de l’Afrique par Michel Brunet

Genre = Omo, Spezia = sapiens indica Linné nel nel suo « sistema della natura ».

La verticalizzazione dei vertebri ha provoca-to una modificazione considerevole della funzione del ra-chide colla soppressione del punto d’appoggio per terra de-gli arti superiori, cioè il passaggio da una catena cinetica chiusa ad una catena cinetica aperta. Le principali patologie vertebrali tali la scoliosi sono legate a questa verticalizzazio-ne e specifiche dell’omo sapiens.

I - BipediaIl primo bipede è un rettile : eudi-bamus cursoris. Misurava 26 cm ed era capace di correre a 24 chilo-metri/ora 300 millioni di anni fa. L’omo sapiens è ugualmente bipe-de e capace di correre. E’ in effetti la corsa più che la bipedia che ca-ratterizza l’omo sapiens. Dennis Bramble e Daniel Liebermann hanno studiato 26 tratti anatomici caratteristici della corsa di resisten-za : volta plantare, ditta corti in linea, tendine di Achille, superfi-cie articolare larga, legamento nu-

cale… Questi tratti si sviluppano col genere Omo 2 millioni di anni fa.

Geneticamente, la scimmia è quel-la più vicina a noi con circa 99% di ADN comune.Anche se amorza una lordosi lom-bare, non è un vero bipede. Gli arti inferiori rimangono in triplice flessione ed il piano della forame-ne magnum è inclinato in avanti.

Due elementi sono caratteristici di un cranio bipede : la medializza-zione del bucco occipitale e l’ango-lo formato dal piano-orbitale ed il piano della formane magnum vici-no di 90°. Il cranio di Toumaï sco-perto nel Tchad, cioè ad ovest del-

l’Africa da Michel Brunet, possiede queste caratteristiche. E’ datato di 7 millioni di anni. La bipedia è quindi molto

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possède ces caractéristiques. Il est daté de 7 millions d’an-nées. La bipédie est donc très ancienne et comme Orrorin datant de 6 millions d’années les caractéristiques de la bipé-die sont beaucoup plus marquée que chez les australopithè-ques plus récents.

II - Evolution osseuse. Au niveau des membres inférieurs on constate un allonge-ment de 30%, une stabilisation en extension, ce qui provo-que une élévation du centre de gravité qui va se projeter en regard de S2. Le bassin est antéversé, ce qui permet une meilleure couver-ture de la tête fémorale en avant et provoque une lordose lombaire ; alors que chez le grand singe le bassin est long, étroit et plat, le rachis présente une courbure cyphotique

unique. La lordose cervicale permet l’horizontalisation du regard et un alignement sagittal du tragus, de l’acromion, du tro-chanter et des malléoles. Globalement ces nouvelles courbures augmentent la résis-tance du rachis selon la loi d’Euler.

Quelques éléments morphotypologiques sont caractéristi-ques et peuvent être mesurés sur une radiographie du rachis de profil : - incidence lombo-pelvienne (angle formé par la perpendi-culaire au milieu du plateau sacré, et la droite joignant le centre des têtes fémorales) : 53°

vecchia e come Orrorin datando di 6 millioni di anni, le caratteristiche della bipedia sono molto più marcate che da-gli australopitechi più recenti.

II - Evoluzione ossea. Al livello degli arti inferiori si nota un’allungamento del 30%, una stabilizzazione in estensione, cio’ che provoca un’elevazione del centro di gravità che si proietta in sguardo a S2.Il bacino è anteversato, quanto permette una copertura mi-gliore della testa femorale in avanti e provoca una lordosi lombare ; allorchè dalla grande scimmila il bacino è lungo, stretto e piatto, il rachide presenta una curva cifotica uni-ca.

La lordosi cervicale permette l’orizzontalizzazione dello sguardo ed un’allineamento sagittale del trago, dell’acro-mione, del trocantere e delle malleole.Globalmente, queste nuove curve aumentano la resistenza del rachide secondo la legge di Euler. Alcuni elementi morfotipologici sono caratteristici e posso-no essee misurati su una radiografia del rachide di profilo : - Incidenza lombo-pelvica (angolo formato dalla perpendi-colare alla metà del piatto sacrale, e la diritta che giunge il centro delle teste femorali) : 53° - Inclinazione della base sacrale sull’orizzontale : 37°- Lordosi lombare (L1-L5) : 45°

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- inclinaison de la base sacrée sur l’horizontale : 37°- lordose lombaire (L1-L5) : 45°- cyphose thoracique (T4-T12) : 37°

Il est intéressant de comparer l’homme de Neandertal et l’homme de Cro-magnon qui était un homo sapiens et qui ont vécus ensemble jusqu’il y a 40 000 ans. Chez le Nean-dertal, le bassin est moins antéversé, les lordoses lombaire et cervicale sont moins marquées. Il persiste une légère triple flexion des membres inférieurs. La prise pouce-index n’est pas développée. Les corticales osseuses sont plus épaisses. La médullaire est réduite, ce qui signifie sans doute moins de

- Cifosi toracica (T4-T12) : 37°

E’ interessante mettere in paragone l’uomo di Neandertale e l’uomo di Cro Magno che era un omo sapiens e che sono vissuti assieme fino a 40 000 anni fa. Dallo Neandertale, il bacino è meno anteversato, le lordosi lombare e cervicale sono meno pronunciate. Persiste una leggera triplice flessio-ne degli arti inferiori. La presa pollice-indice non è ancora sviluppata. I corticali ossei sono più spessi. La midolare è ridotta, cio’ che significa probabilmente meno globuli rossi

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globules rouges pour fournir l’énergie des déplacements et ef-fectivement Kathleen Gibson at-tribue à l’absence de migration saisonnière la disparition de l’ho-mo Neandertalis.

III - Evolution musculo-ligamentaire.Au niveau ligamentaire, il existe une modification de la muscula-ture axiale postérieure qui se trans-forme en ligament. La tension des fascias superficiels avec constitu-tion d’un solide ligament posté-rieur permet une verticalité stable sans contraction muscu-laire. Au niveau musculaire, le développement des muscles fes-

siers, caractéristique de l’homo sapiens par rapport aux grands singes, stabilise le bassin dans le plan sagittal. La mo-dification de l’insertion des muscles thoraciques sur la crête iliaque dissocie le tronc et le bassin permettant une marche tridimensionnelle avec pas pelvien. Les tensions musculaires provoquent une modification de la forme de la cage thoracique qui d’entonnoir passe au cône. Il existe également une dissociation entre tronc et ceinture scapulaire et un allongement du cou, bien que le nombre de vertèbres cervicales soit de 7 chez quasi tous les mammifè-res.

Le concept biomécanique d’intégrité tensionnelle a été créé par l’architecte Richard Buckminster Fuller en 1920. L’intégrité tensionnelle est la propriété des objets dont les composants usent ten-sion et compression de telle sorte que la force et la résis-tance dépassent la somme de celle de leurs composants. Ainsi les os et les muscles agissent en unisson pour se renforcer.

per fornire l’energia dei sposta-menti e in effetti, Kathleen Gib-son attribuisce all’assenza di mi-grazione stagioniera la scompar-sa dell’omo Neandertalis.

III - Evoluzione musco-lo-legamentare.Al livello legamentare, esiste una modificazione della muscolatu-ra assiale posteriore che si tra-sforma in legamento. La tensio-ne dei fascia superficiali con co-stituzione di un robusto lega-

mento posteriore permette una verticalità stabile senza contrazione muscolare.

Al livello muscolare, lo sviluppo dei muscoli glutei, caratte-ristica dell’omo sapiens rispetto alle grande scimmie, stabi-lizza il bacino nel piano sagittale. La modificazione dell’in-serzione dei muscoli toracichi sulla cresta ileaca dissocia il tronco ed il bacino permettendo una marcia tridimenziona-le con passo pelvico.Le tensioni muscolari provocano una modificazione della forma della gabbia toracica che dalla forma a imbuto passa a cono.Esiste ugualmente una dissociazione tra tronco e cintura scapolare ed un’allungamento del collo, benchè il numero

cervicali sia di 7 da quasi tutti i mammiferi.

Il concetto biomeccanico d’in-tegrità tensionale è stato creato dall’architetto Richard Buck-minster Fuller nel 1920. L’inte-grità tensionale è la proprietà degli oggetti di cui i compo-nenti usano tensione e com-pressione in tal modo che la forza e la resistenza sorpassano la somma de quella dei loro componenti. Cosi le ossa e i

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La structure triangulaire de la musculature paravertébrale est caractéristique et permet une meilleure distribution des charges dans toute la structu-re avec faible consommation d’énergie. L’omnidirectionnalité du ra-chis en est la conséquence. Le modèle est non linéaire avec structure osseuse rigide en compression discontinue et structure musculo-ligamen-taire flexible en tension conti-nue. L’invariance d’échelle d’un tel système explique la stabilité du long cou de certains dinosaures et de la girafe pour les mammifères. Le développement des apophyses d’insertion osseuse per-met de modéliser l’évolution de ces tensions.

IV - Les autres caractéristiques de l’homo sa-piens.La croissance est habituellement linéaire chez le grand singe, la croissance pubertaire d’environ 25 cm est une caractéris-tique de l’homo sapiens permettant sans doute de raccour-cir le temps de croissance, mais fragilisant le rachis. C’est en effet à cette période que se développe la majorité des défor-mations vertébrales. La latéralisation avec 90% de droitiers et 10% de gauchers, sans doute liée au développement de la parole avec l’homo Habilis il y a 2 millions d’années, peut être vé-rifiée en observant les silex taillés. Le développement du volume du cerveau n’est sans doute pas l’élé-ment le plus caractéristique de-puis la découverte de l’homme de Flores en Indonésie. Le 3ème homme Homo Floresiensis mesu-rait un mètre avec un volume cé-rébral d’un litre et l’homo Nean-dertalis avait un volume cérébral supérieur au nôtre.

V- L’ontogénèse reproduit la phylogénèseet permet de mieux comprendre les mécanismes d’équilibre. L’enfant naît avec une courbure unique et commence à mar-cher vers l’âge de 1 an comme les premiers australopithè-ques en courant après son axe de gravité. Jusqu’au moment de la latéralisation vers 6 - 7 ans, il marche comme un Nean-dertal, se fatiguant vite et étant incapable de dissocier le mouvement, c’est à dire de marcher lentement lors de la consultation. Il n’existe pas de pas pelvien et de dissociation des ceintures. Lorsqu’il commence à tendre la main droite, il acquiert des mécanismes adultes avec contrôle du cerveau par modulation de fréquence et d’amplitude sur une onde porteuse de type chaotique. Ce mécanisme est automatique

muscoli, agiscono all’unisono tensionnelle per rinforzarsi.La struttura triangolare della muscolatura paravertebrale è caratteristica e permette una migliore distribuzion dei pesi in tutta la struttura con un consumo minimo di energia.L’omnidirezionalità del rachi-de ne è la conseguenza. Il mo-dello è non lineare con strut-tura ossea rigida in compres-sione discontinua e struttura muscolo-legamentare flessibi-le in tensione continua. L’in-varianza di scala di un tale si-

stema spiega la stabilità del collo lungo di certi dinosauri e della girafa per i mammiferi. Lo sviluppo delle apofisi di inserzione ossea permette di modellizzare l’evoluzione di queste tensioni.

IV – Le altre caratteristiche dell’omo sapiens.Dalla grande scimmia, la crescita è generalmente lineare, la crescita pubertare di circa 25 cm è una caratteristica del-l’omo sapiens che permette probabilmente di accorciare il tempo di crescita, ma fragilizando il rachide. E’ in effetti durante questo periodo che si sviluppa la maggior parte del-le deformazioni vertebrali.La lateralizzazione con 90% di persone che usano la mano

destra e 10% di mancini, proba-bilmente legata allo sviluppo della parola con l’omo Abilis 2 millioni di anni fa, puo’ essere verificata osservando silici taglia-ti. Lo sviluppo del volume del cervello non è probabilmente l’elemento più caractteristico dalla scoperta dell’uomo di Flo-res in Indonesia. Il 3o uomo Omo Florensiensis misurava un metro con un volume cerebrale di un litro e l’omo Neandertalis aveva un volume cerebrale supe-riore al nostro.

V- L’ontogenesi riproduce la filogenesie permette di capire meglio i meccanismi di equilibrio. Il bambino nasce con una curva unica e inizia a camminare verso l’età di 1 anno come i primi australopitechi, correndo dietro l’asse di gravità. Fino al momento della lateralizzazio-ne verso 6-7 anni, cammina come un Neandertale, stancan-dosi in fretta ed essendo incapace di dissociare il movimen-to, cioè di camminare lentamente al momento della visita.Non esiste passo pelvico e dissociazione delle cinture. Quando inizia a tendere la mano destra, acquista meccani-smi adulti con controllo del cervello per modulazione di frequenza e di amplitudine su un’onda portante di tipo cao-tico. Questo meccanismo è automatico e riposa sull’uso di

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et repose sur l’utilisation de schémas enregistrés au niveau de l’hippocampe. Le bio feed-back est en effet beaucoup trop lent et n’intervient que dans des circonstances excep-tionnelles comme les chutes ou des situations d’apprentis-sage. Dans le langage de la théorie du chaos, on peut distin-guer deux “bassins d’attraction” : - le bassin et le rachis peuvent alors être considéré comme un métronome, - la tête, le rachis pouvant alors être considéré comme un pendule.C’est l’ajustement concomitant de ces deux bassins d’attrac-tion qui va permettre l’équilibre postural de la colonne ver-tébrale. Paolo Sibilla qui avait enregistré les micro mouve-ments au niveau de la tête avec le système AUSCAN, avait obtenu un tracé de type chaotique.

Les paramètres morphotypologiques mesurés aux Etats Unis par Mac Ewen sont identiques à ceux de l’adulte dès l’âge de 5-7 ans. On constate toutefois une hyperlordose par excès d’antéversion pelvienne jusqu’à la croissance pubertaire.

EN CONCLUSION

Malgré le faible nombre d’éléments osseux retrouvés, la ver-tèbre étant très fragile, il est probable que la bipédie des primates soit très ancienne remontant à 7 - 8 millions d’an-nées, la course étant apparue plus récemment. Le rachis sagittal réalise un excellent compromis avec résis-tance liée aux 3 courbures, mobilité tridimensionnelle avec dissociation des ceintures et omnidirectionnalité par inté-grité tensionnelle. Sans rentrer dans les débats entre la théorie évolutionniste de Charles Darwin et les théories créationnistes, cette évo-lution est loin d’être linéaire et les australopithèques afaren-sis datant de 3 millions d’années comme Lucie sont beau-coup moins bipèdes que Orrorin et Toumaï.

schema registrati al livello delll’ippocampo. Il bio feed-back è in effetti molto più lento e interviene soltanto in circo-stanze eccezzionali come le cadute e situazioni di apprendi-mento. Nel linguaggio della teoria del caos, si possono di-stinguere due “bacini di attrazione” :- il bacino e il rachide possono allora essere considerati come un metronomo,- la testa, il rachide potendo allora essere considerati come un pendolo.E’ l’aggiustamento concomitante di questi due bacini di at-trazione che permetterà l’equilibrio posturale della colonna vertebrale. Paolo Sibilla che aveva registrato i micro movi-menti al livello della testa col sistema AUSCAN, aveva ot-tenuto un tracciato di tipo caotico.

I parametric morfotipologici misurati negli Stati Uniti da Mac Ewen sono identici a quelli dell’adulto sin dall’età di 5-7 anni. Tuttavia, si nota un’iperlordosi da eccesso di ante-versione pelvica fino alla crescita pubertare.

IN CONCLUSIONE

Nonostante il piccolo numero di elementi ossei ritrovati, la vertebra essendo fragilissima, è probabile che la bipedia dei primati sia molto vecchia risalendo a 7-8 millioni di anni, la corsa essendo apparsa più recentemente.Il rachide sagittale realizza un’ottimo compromesso colla re-sistenza legata alle 3 curve, mobilità tridimensionale con dissociazione delle cinture e omnidirezionalità da integrità tensionale. Senza rientrare nel dibattito tra la teoria evoluzionista di Charles Darwin e le teorie creazionisti, quest’evoluzione è lontana di essere lineare e gli australopitechi afarensis che datano di 3 millioni di anni come Lucia sono tanto meno bipedi di Orrorin e Toumaï.

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