Co-variation morphologique du crâne et de l'endocrâne au cours de l'évolution du genre Homo

par Lou Albessard

Thèse de doctorat en Anthropologie biologique


  • Résumé

    Il existe chez les espèces du genre Homo une diversité morphologique crânienne et cérébrale importante, et les interactions de ces deux éléments sont complexes. De manière générale, au cours de l’évolution de ce taxon, le neurocrâne prend une importance croissante par rapport au bloc facial en raison d’une expansion cérébrale marquée. Cependant, les modalités de cette expansion sont multiples, et elle se met en place chez les différentes espèces via des modifications morphologiques qui leur sont propres. Mise à part l’augmentation du volume cérébral, l’endocrâne témoigne de réorganisations neuroanatomiques. Ces différents facteurs - volume et organisation – ainsi que les contraintes morpho-fonctionnelles diverses exercées sur la face externe du crâne, sont susceptibles de résulter en une variété de relations morphologiques et spatiales entre le neurocrâne et l’endocrâne. Il est donc pertinent de documenter ces relations afin de pouvoir par la suite mieux appréhender la variabilité et les mécanismes évolutifs à l’oeuvre chez les différents taxons du genre Homo. Nous explorons dans ce travail de thèse les variations jointes du neurocrâne et de l’endocrâne dans le genre Homo et chez Homo sapiens. Cette contribution est basée sur l’analyse de modèles virtuels de crânes et d’endocrânes à l’aide de méthodes géométriques et d’une méthode innovative de déformations de surfaces. Nous avons étudié des données morphologiques issues de populations actuelles afin d’éclaircir la nature des relations entre le neurocrâne et l’endocrâne chez Homo sapiens. Pour cela, nous avons comparé les asymétries des hémisphères de l’endocrâne – qui reflètent celles des hémisphères cérébraux – aux asymétries de la voûte crânienne. Les schémas d’asymétrie bilatérale relevés sont identiques sur le crâne et sur l’endocrâne. Cela s’explique par une morphologie de la voûte du crâne calquée sur celle de l’endocrâne, malgré un effet « tampon » de l’os qui n’enregistre pas sur sa face externe toutes les asymétries cérébrales. Les possibles corrélations entre le degré d’asymétrie et des facteurs tels que la conformation générale du crâne, la robustesse des superstructures osseuses, le sexe et le volume endocrânien ont également été explorées. Nous avons ensuite analysé les schémas de co-variation entre neurocrâne et endocrâne au sein du genre Homo. Nous avons ainsi pu mettre en évidence des éléments de co-variation qui concernent l’ensemble du genre Homo, et d’autres qui sont spécifiques à certains taxons, notamment aux Néandertaliens ou à Homo sapiens. Ainsi, si la conformation de la voûte crânienne est très semblable à la morphologie endocrânienne, les interactions crâne-endocrâne dans la zone occipitale et cérébelleuse apparaissent plus variables, et semblent inféodées au degré de globularisation de l’ensemble du cerveau et du neurocrâne. Ces résultats mettent en évidence certaines interactions entre réorganisations cérébrales et morphologie crânienne chez les différentes espèces du genre Homo, et soulignent le caractère crucial du croisement des données et des méthodes pour l’interprétation du registre fossile.

  • Titre traduit

    Morphological co-variation of the cranium and endocast in the genus Homo


  • Résumé

    Species of the genus Homo display cranial and endocranial morphological variations, with complex interactions between these two elements. Generally speaking, throughout the evolution of this taxon the neurocranium becomes increasingly important by comparison with the facial skeleton, due to a marked cerebral expansion. The modalities of this expansion differ accross species and occur at least partly through species-specific morphological processes. Apart from the increase in cerebral volume, the endocast bears the traces of neuroanatomical reorganisations. These two factors – volume and organisation – as well as various morpho-functional constraints on the external face of the cranium, may result in a variety of morphological and spacial relationships between the neurocranium and the endocranium. It is therefore important to document these relations in order to better apprehend the variability and the evolutionary mechanisms behind the morphologies of the different Homo species.This doctoral thesis explores the joint morphological variations of the neurocranium and endocast in the genus Homo and within Homo sapiens through multiple approaches. We offer a contribution to this topic based on shape analyses of virtual crania and endocasts, using geometric morphometrics and an innovative technique of surface deformations. We analysed morphological data from extant populations in order to clarify the nature of the relationship between the neurocranium and the endocast in Homo sapiens. One of the lines of evidence investigated is the correspondence between neurocranial and endocranial (and therefore cerebral) gross asymmetries. Our results show that the patterns of bilateral asymmetries of the neurocranium are identical to those of the endocranium. There is a close correspondance between the morphologies of the endocranial and cranial vaults, despite the neurocranium not displaying the full extent of cerebral asymmetries on its external vault. Correlations between asymmetry and factors including sex, endocranial volume and importance of the bony superstructures were also tested. Co-variation patterns between neurocranial and endocranial morphologies in the genus Homo were analysed. Our results highlight elements of co-variation between the neuro and endocranium which are shared accross the genus Homo, and others which are species-specific. While the cranial vault closely follows endocranial morphology, interaction patterns between the endo and neurocranium in the occipito-cerebellar area appear more variable and linked to the overall degree of globularisation of the brain and neurocranium. These results highlight some of the interactions between cerebral reorganisations and cranial morphology in Homo species, and underline the importance of crossing data and methods in order to interpret the fossil record.


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