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Nouvelles canadiennes

L’imagerie aide les scientifiques à reconstruire le visage d’un singe vieux de 12 millions d’années

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Grâce à une technologie avancée d’imagerie à rayons X, des scientifiques ont reconstruit le visage d’un grand singe vieux de 12 millions d’années, ouvrant ainsi une fenêtre sur un moment critique de l’évolution des primates qui pourrait révéler des indices importants sur nos origines.

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Reportage dans le journal Actes de l’Académie nationale des sciences, des chercheurs des États-Unis et d’Espagne ont fourni la première image tridimensionnelle précise du visage du grand singe Pierolapithecus catalaunicus, révélant une créature présentant une mosaïque de caractéristiques, certaines partagées par des primates vivants, d’autres par des espèces disparues depuis longtemps. La combinaison de caractéristiques physiques pourrait aider les scientifiques à répondre à une question frustrante.

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« Fondamentalement, l’histoire des singes vivants est un mystère », a déclaré Sergio Almecija, l’un des auteurs du nouvel article et chercheur scientifique principal au Musée américain d’histoire naturelle de New York.

« Nous n’avons pas de fossiles dont tout le monde s’accorde à dire qu’ils appartiennent à l’une des branches des singes vivants. En même temps, nous disposons de tonnes de fossiles de singes. Mais personne n’est d’accord sur ce qu’ils sont parce qu’ils sont si différents des vivants.

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Les restes fossilisés incomplets utilisés dans l’étude proviennent du seul exemple connu de Pierolapithecus, découvert il y a 20 ans lors de l’agrandissement d’une décharge dans le nord-est de l’Espagne, dont une partie est depuis devenue un vignoble.

Il est peut-être difficile d’imaginer des singes dans cette partie du monde. Mais il y a des millions d’années, au milieu du Miocène, il y avait 10 fois plus d’espèces de grands singes qu’aujourd’hui et elles étaient dispersées sur une zone géographique beaucoup plus vaste, comprenant certaines parties de l’Asie et de l’Europe.

Les singes du Miocène moyen vivaient également dans des zones boisées beaucoup moins chaudes et humides que les forêts tropicales où survivent aujourd’hui un petit nombre de grands singes, tous en voie de disparition ou en danger critique d’extinction.

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Le paysage du Miocène a cependant changé.

Il y a environ 9,6 millions d’années, les changements climatiques ont détruit une grande partie des habitats forestiers à feuilles persistantes d’Eurasie. La perte « a été désastreuse pour les singes », selon un article publié dans Connaissance de l’éducation à la nature. La plupart des singes ont disparu de la région lors d’un événement d’extinction connu sous le nom de crise vallésienne.

Pierolapithecus a vécu à un moment important « juste avant que le climat de la Terre ne change et que beaucoup de ces singes ne disparaissent », a déclaré Carol Ward, professeur de pathologie et de sciences anatomiques à la faculté de médecine de l’Université du Missouri, qui n’a pas travaillé sur l’article.

Les fossiles bien conservés de cette période sont rares, a déclaré Ward. « Les archives fossiles peuvent être cruelles. Cela nous donne des fossiles brisés, des fossiles déformés et des fossiles fragmentaires.

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C’est le cas du seul ensemble de restes de Pierolapithecus. Les os – qui comprennent tout le visage, des parties des mains et du bassin, un pied, quelques vertèbres et quelques côtes – ont été découverts alors que les ouvriers créaient la décharge aujourd’hui connue sous le nom d’Abocador de Can Mata près de Barcelone.

« Le visage était un peu écrasé dans différentes directions », a déclaré Almecija, expliquant que les chercheurs soupçonnaient au début que des fragments d’os avaient été déformés au cours des millions d’années où ils étaient enfouis sous des tonnes de sédiments.

Cependant, au cours de la reconstruction du Pierolapithèque, les chercheurs se sont rendu compte que les fragments osseux n’étaient pas déformés. Beaucoup s’étaient déplacés et séparés les uns des autres, laissant derrière eux une sorte de puzzle tridimensionnel gêné par des pièces manquantes.

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Les tomodensitogrammes sont utilisés depuis le milieu des années 2000 pour reconstruire les images d’animaux disparus depuis longtemps, notamment Sahelanthropus tchadensis, qui, âgé d’environ sept millions d’années, fait partie des espèces connues les plus anciennes attribuées à l’arbre généalogique humain. Mais les équipements actuels offrent une bien meilleure résolution, permettant aux scientifiques d’obtenir des résultats qui auraient été «presque impossibles» il y a dix ans, a déclaré Almecija.

La machine utilisée par les scientifiques pour examiner Pierolapithecus utilise des rayons X plus puissants que les tomodensitomètres traditionnels trouvés dans un hôpital. Connu sous le nom de micro-scanner CT, l’appareil peut pénétrer dans un matériau dense et produire des images de bien plus haute résolution.

Kelsey D. Pugh, associée de recherche au Musée américain d’histoire naturelle et chargée de cours au Brooklyn College, a dirigé l’analyse CT de Pierolapithecus.

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« Une partie de la reconstruction consiste à effectuer des tomodensitogrammes, qui concernent ce spécimen endommagé, et à segmenter ce qui est de l’os et ce qui est de la roche », a déclaré Pugh. « Vous devez décider quel fragment doit rester avec quel autre fragment. »

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Après avoir assemblé des segments d’os, a déclaré Pugh, elle a ensuite dû trouver la bonne position pour chacun, une tâche qui a pris des mois et a nécessité « beaucoup de connaissances anatomiques et un peu d’art ». Une technique, appelée « imagerie miroir », utilisait la symétrie des crânes. Lorsque les fragments étaient absents du côté gauche du crâne, elle en a déduit à quoi ils devraient ressembler en se basant sur les fragments présents sur le côté droit.

La plus grande taille des dents pointues appelées canines a indiqué aux scientifiques qu’ils observaient un Pierolapithecus mâle. Il pesait environ 75 livres, soit à peu près la taille d’une femelle chimpanzé actuelle.

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« La grande surprise, c’est qu’il s’agissait d’une mosaïque », a déclaré Almecija.

Pierolapithecus occupe une branche importante de l’arbre de vie, possédant un visage semblable à celui des grands singes que nous connaissons aujourd’hui – comme les orangs-outans, les chimpanzés et les gorilles – et des mains plus courtes comme celles des singes. Les singes vivants ont de longues mains et sont capables « de se suspendre sous les branches en utilisant leurs longs doigts incurvés comme des crochets », a-t-il expliqué.

Dans le torse, Pierolapithecus était plus proche des singes vivants et des humains avec la posture verticale qui aide les humains à marcher sur deux pieds et permet aux singes de grimper et de se suspendre aux branches des arbres, a déclaré Almecija. « Les singes ont un corps (une forme) plus primitif, comme un chat ou un chien. »

Pugh a déclaré que ce qui semble le plus distinctif chez Pierolapithecus est la hauteur du visage, en particulier la distance entre les zones du crâne qui abritent les yeux et le nez. Les yeux « reposent assez haut sur le visage », a déclaré Pugh. « C’est une caractéristique que nous observons chez certains autres singes fossiles, mais elle est plus élevée que chez la plupart des singes vivants. »

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Kieran McNulty, professeur d’anthropologie à l’Université du Minnesota qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré que « ce type de reconstruction détaillée est bénéfique, mais demande une tonne de travail ».

Les auteurs de l’article ont mis leurs tomodensitogrammes de Pierolapithecus à la disposition d’autres scientifiques, une pratique relativement rare en paléontologie et en paléoanthropologie, a déclaré McNulty. Cela permettra à d’autres équipes de tenter leurs propres reconstructions de l’espèce.

Pour les scientifiques qui étudient l’évolution des hominidés, la famille des primates qui comprend les humains, la reconstruction et les travaux similaires devraient améliorer notre compréhension des changements survenus au cours des millions d’années d’évolution des singes.

Cela nous amènera à « la question vraiment intéressante : pourquoi ces changements ont-ils eu lieu ? » » dit Ward. « Ensuite, nous pourrons commencer à reconstituer l’histoire. »

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