Adaptation to bipedal gait and fifth metatarsal structural properties in Australopithecus, Paranthropus, and Homo

Contrairement aux grands singes, les humains ont un cinquième métatarse (Mt5) robuste. Cette morphologie particulière est liée au fait qu'une plus grande partie du poids du corps repose sur la partie latérale du pied. La date de l'émergence de ce caractère au cours de l'évolution humaine est toujours sujette à débats. Nous étudions ici la structure interne de la diaphyse du Mt5 chez les genres Australopithecus (de Sterkfontein), Paranthropus (de Swartkrans) et Homo (d'Olduvai, de Dinaledi et de Dmanisi), que nous comparons à l'homme moderne ainsi qu'aux grands singes africains. Nous avons utilisé la tomographie afin d'évaluer les propriétés des diaphyses dans leur ensemble à partir de 17 sections transversales de celles-ci, effectuées entre 25 % et 75 % de la longueur totale de l'os. Afin d'évaluer les patrons structurels de ce métatarse, l'épaisseur calibrée de l'os (sCBT) ainsi que l'épaisseur calibrée des moments quadratiques (sSMA) ont été mesurées, puis comparées au sein de l'échantillon par analyse discriminante pondérée. Alors que la majorité des fossiles d'hominidés ont des valeurs de sCBT pour Mt5 similaires à celles observées pour les grands singes actuels, les valeurs de sSMA sont proches de celles de l'homme actuel. Chez certains hominidés fossiles au moins, à l'instar de l'homme moderne, la partie latérale du pied supportait une fraction importante du poids du corps, bien que, de manière peut-être surprenante, ce ne soit pas le cas pour les homininés de Dmanisi et de Dinaledi.