Morphogenèse des propriétés texturales du tissu osseux et environnement biomécanique : caractérisation non invasive du réseau trabéculaire et de l'os cortical du squelette appendiculaire de mammifères actuels et fossiles, hominidés inclus

Morphogenesis of the textural properties of the bone tissu and biomechanical environment. Noninvasive characterisation of the trabecular network and of the cortical bone of the appendicular skeleton in extant and fossil Mammals, including Hominids

• Auteur / Autrice : Virginie Volpato
• Direction : Roberto Macchiarelli, Jean-Michel Mazin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terres solides et enveloppe superficielle
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie chimique, biologique et géologique (Poitiers2000-2008)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Appendiculaires

Hominidés

Fossiles

Mammifères

Biomécanique

Texture

Tissu osseux

Morphogenèse

Résumé

La compréhension de l'influence relative des facteurs génétiques et environnementaux/biomécaniques dans la morphogenèse et l’adaptation structurale des tissus osseux cortical et trabéculaire est critique dans l’étude de l'évolution morpho-fonctionnelle du squelette postcrânien. Cependant, les relations dynamiques entre mise en place des patrons de charges et caractérisation texturale sito-spécifique du réseau trabéculaire et de l’enveloppe corticale restent à préciser dans une perspective quantitative. Ce travail de recherche, à forte composante méthodologique, a eu pour objectifs i) la modélisation qualitative et quantitative de la morphogenèse des propriétés texturales de l'ilion humain; ii) la compréhension des relations intimes entre enveloppe corticale – le ''contenant'' - et architecture structurale – le ''contenu''; iii) l'extraction - de nature non invasive et à haute résolution - et l'interprétation biomécanique de la signature endo-structurale de différents éléments du squelette appendiculaire de Mammifères, actuels et fossiles. Basée sur un large échantillon d'images numériques de référence 2-3D, l'application de notre protocole analytique à des spécimens fossiles sélectionnés, représentant taxons très variés du point de vue de la taille et du style de vie-contraintes environnementales-comportement locomoteur et issus de contextes géo-chronologiques différenciés, confirme la potentialité informative de ce genre d'approche dans une perspective paléobiomécanique.

The understanding of the relative influence of the genetic and environmental/biomechanical factors involved in the morphogenesis and structural adaptation of the cortical and trabecular bone is critical for the study of the morpho-functional evolution of the postcranial skeleton. Nonetheless, the dynamic relationships between load models and site-specific textural characterization of the trabecular network and cortical shell are still poorly known in a quantitative perspective. The goals of the present research, of special methodological value, were i) the qualitative and quantitative modelling of the morphogenetic patterns of the human iliac bone textural properties; ii) the understanding of the intimate relationships between cortical shell – the ''container'' – and structural architecture – the ''content''; iii) the nonivasive, high resolution extraction and biomechanical interpretation of the endostructural signature recorded at various sites of the appendicular skeleton in extant and fossil Mammalian taxa. Based on a representative comparative sample of 2-3D numerical images, the application of our analytical protocol to a number of fossil specimens representing highly differenciated taxa in terms of body mass and life style-environmental constraints-locomotor behaviour, selected from a variety of geo-chronological contexts, confirms the potential informative value of such investigative approach in a paleobiomechanical perspective.