Locomotor Anatomy and Behaviour in Olive Baboons: Integrative Analysis from Early Infancy to Autonomy - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2017

Locomotor Anatomy and Behaviour in Olive Baboons: Integrative Analysis from Early Infancy to Autonomy

Anatomie locomotrice et comportement chez les babouins olive : Analyse intégrative depuis un âge précoce à l'autonomie

François Druelle

Résumé

The diversity of the environments in which baboons live demands specific locomotor activities (e.g. endurance walking, cliff climbing, etc.). Hence locomotor capacities and the development thereof are key to their survival. To improve our understanding of these performances and how these relate to morphology and behaviour we studied an important period of the baboons’s development, i.e. the transition from the onset of independent foraging to autonomy (from 5 months to 2 years old). We conducted a longitudinal follow-up of six infant olive baboons living in captivity at the Primatology Station of the CNRS in France. We studied, in parallel, the morphometrics, the temporal kinematics and the positional behaviour of these individuals. In addition, we had the opportunity to analyse longitudinal morphometrics, collected over a seven-year period, on a large sample of captive olive baboons (30 individuals) including the male and female parents of our infants. This enabled us to describe the full morphological development of this species and to embed our sample in a larger developmental frame. Furthermore, with regard to questions on the origin of human bipedalism and the relevance of primate models, we also analysed behavioural data on bipedalism collected on a cross-sectional and ontogenetic sample of 22 baboons belonging to the same captive population. First, our results show that the proportion of quadrupedal walking gradually increases on the expense of grasping behaviours during infancy. We observed that this pattern is highly correlated to changes in the body mass distribution, mainly at the level of the limbs where mass shifts proximally. While a more distal limb mass distribution reflects important grasping capacity for clinging onto the mother’s fur, more proximal masses into the limbs are adaptive for reducing energy consumption during quadrupedal locomotion. Second, our results show that the ontogenetic changes in the pattern of body mass distribution influence bipedal walking in juveniles and adults in terms of bout duration, i.e. in individuals that possess a lighter head on a heavier trunk show longer bipedal bouts. Third, during the early period of development, young baboons improve their interlimb coordination in quadrupedal walking. We found that the intrinsic morpho-dynamics of fore- and hind limbs (at the level of the convergence of the natural pendular period) have a significant and positive impact on this interlimb coordination pattern, thus probably facilitating, very early in development, the motor control and learning of quadrupedal walking. Finally, baboons occasionally walk spontaneously in a bipedal way and our results show that there is an improvement of the coordination of the hind limbs in this posture, coinciding to the development of interlimb coordination in quadrupedal walking. Hence, improvement of quadrupedal locomotor capacity does not exclude the development of bipedal behaviours, despite bipedal experiences remain rare in the ontogeny of baboons (<0.5% of their repertoire). This is also observed during chimpanzee ontogeny (Kimura and Yaguramaki 2009) and, therefore, sheds light on the emergence of new locomotor modes during the evolution of primates. Indeed, these results suggest a similar basic control mechanism in bipedal and quadrupedal locomotion. From an evolutionary perspective, we propose that secondary locomotor modes, such as bipedalism, experienced during infancy as by-products of locomotor development may lead to evolutionary novelties when under appropriate selective pressures.
La diversité des environnements dans lesquels vivent les babouins exige des capacités locomotrices spécifiques (marche endurante, grimpe en falaise, etc.). Les capacités locomotrices et leur développement sont donc essentiels à leur survie. Afin d'améliorer notre compréhension de ces performances et de leur lien avec la morphologie et le comportement, nous avons étudié une période importante du développement des babouins, à savoir la transition entre le début de la recherche indépendante de nourriture et l'autonomie (de 5 mois à 2 ans). Nous avons effectué un suivi longitudinal de six jeunes babouins olive vivant en captivité à la Station de Primatologie du CNRS en France. Nous avons étudié en parallèle la morphométrie, la temporalité de la marche et le comportement positionnel de ces individus. De plus, nous avons eu l'opportunité d'analyser la morphométrie longitudinale, collectée sur une période de sept ans, d'un large échantillon de babouins olive captifs (30 individus) incluant les parents mâles et femelles de nos jeunes. Cela nous a permis de décrire le développement morphologique complet de cette espèce et d'inscrire notre échantillon dans un cadre de développement plus large. Par ailleurs, en ce qui concerne les questions sur l'origine de la bipédie humaine et la pertinence des modèles primates, nous avons également analysé les données comportementales sur la bipédie recueillies sur un échantillon transversal et ontogénétique de 22 babouins appartenant à la même population captive. Tout d'abord, nos résultats montrent que la proportion de marche quadrupède augmente progressivement au détriment des comportements nécessitant des capacités d'agrippement au cours de cette période précoce. Nous avons observé que ce schéma est fortement corrélé aux changements de distribution de masse corporelle, principalement au niveau des membres où la masse migre de manière proximale. Alors qu'une distribution plus distale de la masse des membres reflète des capacités d'agrippement importantes pour s'accrocher à la fourrure de la mère, des masses plus proximales dans les membres sont adaptatives pour réduire la consommation d'énergie pendant la locomotion quadrupède. Deuxièmement, nos résultats montrent que les changements ontogénétiques dans la distribution de la masse corporelle influencent la marche bipède chez les juvéniles et les adultes en termes de durée, c'est-à-dire que les individus qui possèdent une tête plus légère sur un tronc plus lourd montrent des périodes de marche bipède plus longues. Troisièmement, au cours de la première période de développement, les jeunes babouins améliorent leur coordination entre les membres lors de la marche quadrupède. Nous avons constaté que la morpho-dynamique intrinsèque des membres antérieurs et postérieurs (au niveau de la convergence de la période pendulaire naturelle) a un impact significatif et positif sur le modèle de coordination entre les membres, facilitant ainsi probablement, très tôt dans le développement, le contrôle moteur et l'apprentissage de la marche quadrupède. Enfin, les babouins marchent parfois spontanément de manière bipède et nos résultats montrent qu'il y a une amélioration de la coordination des membres postérieurs dans cette posture, coïncidant avec le développement de la coordination entre les membres dans la marche quadrupède. Ainsi, l'amélioration de la capacité locomotrice quadrupède n'exclut pas le développement de comportements bipèdes, bien que les expériences bipèdes restent rares dans l'ontogenèse des babouins (<0,5% de leur répertoire). Ce phénomène est également observé au cours de l'ontogenèse des chimpanzés (Kimura et Yaguramaki 2009) soulignant ainsi un mécanisme lié à l'émergence de nouveaux modes locomoteurs au cours de l'évolution des primates. En effet, ces résultats suggèrent un mécanisme de contrôle de base similaire dans la locomotion bipède et quadrupède. D'un point de vue évolutif, nous proposons que les modes locomoteurs secondaires, tels que la bipédie, expérimentés pendant la petite enfance en tant que sous-produits du développement locomoteur, puissent conduire à des nouveautés évolutives lorsqu'ils sont soumis à des pressions sélectives appropriées.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

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  • HAL Id : tel-04020138 , version 1

Citer

François Druelle. Locomotor Anatomy and Behaviour in Olive Baboons: Integrative Analysis from Early Infancy to Autonomy. Humanities and Social Sciences. University of Antwerp (Belgium), 2017. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-04020138⟩
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