Les humains qui marchent sur deux jambes ne consomment qu’un quart de l’énergie que les chimpanzés utilisent en « knuckle-walking » à quatre pattes, selon une nouvelle étude.

La découverte, détaillée dans le numéro du 17 juillet de la revue pour les Actes de l’Académie nationale des sciences, soutient l’idée que les premiers humains sont devenus bipèdes comme un moyen de réduire les coûts énergétiques associés aux déplacements.

« Marcher debout sur deux jambes est une caractéristique déterminante qui fait de nous des humains », a déclaré le chef de l’étude Herman Pontzer, anthropologue à l’Université de Washington à St. Louis. « Elle distingue notre lignée entière de tous les autres singes. »

Selon cette théorie, l’énergie économisée en marchant debout a donné à nos anciens ancêtres un avantage évolutif sur les autres singes en réduisant les coûts de la recherche de nourriture.

Cette idée n’est qu’une des nombreuses raisons que les scientifiques ont envisagées pour expliquer pourquoi les humains marchent sur deux jambes. Des études récentes ont également suggéré que, plutôt que de prendre des millions d’années pour évoluer à partir d’une position courbée comme on le croit généralement, nos premiers ancêtres étaient déjà capables de se tenir debout et de marcher debout dès qu’ils sont descendus des arbres.

Chimpanzés sur un tapis roulant

Les chercheurs ont entraîné cinq chimpanzés à marcher à la fois debout et à quatre pattes sur un tapis roulant. Les animaux portaient des masques et la consommation d’énergie était mesurée en fonction de la quantité d’oxygène consommée pendant l’exercice. Les résultats des chimpanzés ont été comparés à ceux de quatre humains marchant debout sur des tapis roulants.

Les résultats ont montré que pour un poids donné, les humains ne consommaient qu’un quart de l’énergie des chimpanzés. En moyenne, les chimpanzés ont utilisé la même quantité d’énergie en marchant sur deux jambes que sur quatre. Cependant, un chimpanzé, avec une foulée plus longue, était plus efficace en marchant debout.

L’équipe a pu attribuer les différences de performance entre les chimpanzés à des différences dans la longueur de leur foulée et la quantité de muscle qu’ils activaient à chaque pas. Ils ont mesuré cette dernière en faisant marcher les chimpanzés sur une plaque de force métallique.

« C’est en fait un pèse-personne coûteux », a expliqué Pontzer. « Il mesure la force appliquée par le membre au sol. »

Les équations biomécaniques prédisent que la consommation d’énergie augmente soit avec des pas plus courts, soit avec une masse musculaire plus active. Le chimpanzé qui utilisait moins d’énergie en marchant de manière bipède le faisait parce qu’il avait des jambes plus longues que la moyenne. Nous, les humains, sommes capables de réduire ces deux facteurs en raison de nos jambes relativement longues et de nos structures pelviennes modifiées.

Reconstruire la démarche de nos ancêtres

L’équipe a également appliqué ses résultats aux premiers fossiles d’hominines. « Ce que les résultats nous permettent de faire était d’examiner les archives fossiles et de voir si les hominines fossiles montrent des adaptations qui auraient réduit les dépenses énergétiques bipèdes », a déclaré David Raichlen, membre de l’équipe de l’étude, de l’Université d’Arizona. « Nous et beaucoup d’autres avons trouvé ces adaptations chez les premiers hominines, ce qui nous indique que l’énergétique a joué un rôle assez important dans l’évolution de la bipédie. »

Les nouveaux résultats sont en accord avec la théorie traditionnelle des origines de la bipédie, qui stipule que nos ancêtres sont descendus de la canopée de la forêt il y a environ 7 millions d’années et ont commencé une longue transition de la marche à quatre pattes à la marche debout. Cependant, des études récentes ont commencé à remettre en question cette idée.

Une équipe a récemment découvert que les orangs-outans sauvages se tiennent souvent debout pour s’équilibrer sur des branches fines. Une autre a découvert que les muscles que les gibbons utilisent pour grimper et se balancer dans la canopée de la forêt sont également utiles pour courir sur deux jambes, et donc que nos ancêtres arboricoles auraient pu être mieux préparés à marcher debout qu’on ne le pensait auparavant.

« Ce serait un point de vue différent », a déclaré Pontzer à LiveScience. « Nous n’avons pas besoin de penser à ce qui se passe du bas de l’arbre. Il semble très plausible que cela se soit produit à partir du sol. »

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