S'accrocher et sauter à la verticale - Vertical clinging and leaping
L'accrochage et le saut verticaux (VCL) est un type de locomotion arboricole observé le plus souvent chez les primates strepsirrhiniens et les tarsiers haplorrhiniens . L'animal commence au repos, le torse droit et les coudes fixes, les deux mains accrochées à un support vertical, comme le côté d'un arbre ou une tige de bambou . Pour passer d'un support à un autre, il pousse d'un support vertical avec ses membres postérieurs , atterrissant sur un autre support vertical après une longue période de vol libre. Les primates s'accrochant verticalement et sautant ont développé une anatomie spécialisée pour compenser les implications physiques de cette forme de locomotion. Ces spécialisations morphologiques clés ont été identifiées dans des fossiles prosimiens dès l' Éocène .
Primates s'accrochant et sautant à la verticale
L'accrochage et le saut verticaux n'ont été observés que chez les primates, et principalement chez les prosimiens . Quelques anthropoïdes ont été observés pour s'engager dans ce comportement, tels que Pithecia , et sont similaires dans les adaptations morphologiques aux prosimiens qui comptent sur VCL.
Les taxons de strepsirrhine s'accrochant verticalement et sautant comprennent :
Les taxons haplorrhiniques verticaux accrochés et sautant comprennent :
Variations de posture
Variations de la posture à mi-vol
Les variations du saut vertical peuvent être classées en trois types en fonction des différences de posture à mi-vol :
Variations de la posture d'accrochage
Il existe un éventail de postures d'accrochage que les primates utilisent lorsqu'ils se nourrissent et se reposent dans les arbres. Ces postures incluent la position assise, la position bipède , l'accroupissement, la suspension des membres antérieurs, la suspension des membres antérieurs et postérieurs et plus encore. La stabilisation est la clé de la façon dont un primate se positionne tout en s'accrochant. Le placement du torse dépend de la répartition du poids entre les mains, les pieds et la queue . Les primates s'accrochant et sautant verticalement peuvent également utiliser leur queue pour saisir les branches adjacentes afin de stabiliser leurs modes de position.
Spécialisations morphologiques
La locomotion et le mouvement sont les principaux facteurs contribuant à la forme et à la structure du corps des primates, ainsi l'anatomie des grimpeurs verticaux et des sauteurs est hautement spécialisée pour leur permettre de se déplacer efficacement dans leur habitat arboricole . Les caractéristiques trouvées dans les hanches, les genoux, les pieds, les mains, les bras et la queue sont spécialisées pour faciliter l'escalade et le saut chez les primates, et facilitent d'autres postures telles que les suspensions de la queue et la suspension des pieds. Avec les caractéristiques décrites, ces primates peuvent se déplacer efficacement dans les arbres et se nourrir facilement. La taille du corps a également une corrélation directe avec la vitesse et la distance à laquelle un primate peut sauter. Il existe d'autres spécialisations musculo-squelettiques qui différencient les primates dépendants de la VCL, telles que leurs articulations et muscles de la hanche . Les primates sauteurs ont le petit et le troisième trochanters positionnés plus proximalement , et ont des muscles relativement gros pour les extenseurs de la hanche , les extenseurs du genou ou les fléchisseurs plantaires de la cheville. Il s'agit d'une adaptation qui est venue du besoin accru de propulsion des membres postérieurs.
L'évolution des principales caractéristiques de l'anatomie des primates VCL peut être expliquée en analysant leur saut. Des membres plus longs permettent d'améliorer les capacités de locomotive. Pour sauter, les primates doivent atteindre une certaine hauteur et une certaine distance, puis atterrir sur un support vertical. Des membres postérieurs plus longs permettent donc plus de temps et de distance pour l' accélération et le décollage, donc des fémurs plus longs et plus forts ont évolué car ils augmentent la distance sur laquelle l' accélération se produit. De plus, lors de l'atterrissage, les membres plus longs aident à la décélération du corps, car la longueur des membres postérieurs est directement proportionnelle au temps requis pour l'atterrissage. Par conséquent, des membres plus longs offrent plus de temps pour la décélération et peuvent éviter les blessures après un atterrissage à grande vitesse .
Considérations relatives au point de lancement
Diamètre de la branche du point de lancement
Avant de sauter, les primates doivent fondamentalement considérer la distance qu'ils parcourent et la stabilité de leur point de lancement et de leur point d'atterrissage. Une grande branche est préférable à une petite branche comme point de lancement, car le diamètre plus large offre une base plus solide pour le saut et réduit également l'énergie dépensée lors du décollage. En fait, des tarsiers ont été observés grimper à des hauteurs plus basses afin de sauter et d'atterrir sur des branches de plus grand diamètre. Cependant, cela limite également la hauteur du saut, car le primate doit pouvoir se poser sur une branche suffisamment grande pour stabiliser l'animal et aussi minimiser l'énergie nécessaire au maintien de l'équilibre lors de l'atterrissage.
Angle du point de lancement
L'angle de lancement ne semble pas être spécifique à l'espèce et la plage d'angles varie entre 30 et 70 degrés. L' angle de trajectoire balistique optimal serait de 45 degrés, mais souvent l'animal devra couvrir une distance plus horizontale que verticale, ou vice versa. Dans ces cas, une trajectoire autre que 45 degrés serait plus bénéfique pour donner plus de hauteur ou plus de portée (voir photo), donc les animaux s'accrochant et sautant à la verticale ajustent leurs angles de lancement en conséquence pour compenser cela.
Preuve fossile
Adaptations locomotrices chez les prosimiens éocènes
Il existe des preuves d'adaptations verticales d'accrochage et de saut dans le squelette postcrânien des fossiles de l' Éocène précoce des prosimiens. N'ayant aucune caractéristique quadrupède commune , les os postcrâniens et les fossiles des prosimiens de l'Éocène ressemblent le plus aux spécialisations des accrocheurs verticaux et des sauteurs. Les éléments morphologiques communs identifiés dans ces premiers fossiles comprennent un indice phalangien élevé, un indice intermembranaire faible , des fémurs avec une tête cylindrique et des rainures rotuliennes étroites et hautes , et un péroné et un tibia fusionnés . L'indice phalangien élevé est l'allongement des os des doigts phalangiens , ce qui aide les adhérents verticaux qui ont besoin d'une puissance de préhension accrue dans leurs mains pour supporter leur gros volume. L'indice intermébral bas est la longueur totale de l' humérus et le rayon en pourcentage de la longueur totale du fémur et du tibia . Les caractéristiques du fémur font partie d'une évolution des fémurs allongés qui aide les primates à l'extrême plage de flexion et d'extension, ce qui leur permet d'effectuer leurs sauts. Ainsi, le VCL semble être la seule adaptation locomotrice connue chez les primates de l'Éocène, ce qui signifie qu'il s'agit de l'une des, sinon des premières, adaptations locomotrices.
Fossile de primate de l'Eocène inférieur : Ida
Les premières preuves de VCL peuvent être trouvées chez un primate adolescent de l'Éocène précoce, nommé Ida. Elle présentait des jambes plus longues que ses bras, suggérant que le saut était un aspect clé de sa locomotion. Sa mort est supposée être liée à sa proximité avec la fosse Messel , près de Francfort, en Allemagne . Le magma chaud de la terre se mélangeant aux nappes phréatiques souterraines a conduit à des explosions qui ont libéré des gaz toxiques. Ida a été retrouvée avec un poignet cassé, et on pense qu'à cause de cela, elle ne pouvait ni sauter ni s'accrocher aux branches les plus hautes des arbres, et devait donc rester plus près du sol où elle est entrée en contact avec les gaz toxiques et est décédée.