La Découverte

Les origines de la verticalité

La découverte de ma thèse est présentée en 1988 par Jean Piveteau à l'Académie des sciences avec ma première publication scientifique, "Hominisation et fœtalisation", publiée dans les comptes rendus de l'Académie. La démonstration du redressement est désormais lisible dans plusieurs articles scientifiques qui présentent, pour la première fois, une synthèse des connaissances sur les changements de forme et de position de la base et de la mâchoire inférieure depuis la période embryonnaire, ainsi que les modélisations des relations dynamiques base-face bien connues en orthopédie dento-maxillo-faciale.

Le futur encéphale (cerveau-cervelet-tronc cérébral) est un tube horizontal. Il se forme en suivant une spirale orientée de bas en haut, avec son axe de rotation au centre de la future loge hypophysaire (figure 7). C'est l'amplitude de la rotation – donc sa durée, donc sa complexité – qui a augmenté. Des millions d'années se sont écoulées avant qu'un seuil de complexité ait été atteint. Celui qui suivit les grands singes a atteint la verticalité. Ce sont les Australopithèques et la plus vieille espèce du genre Homo dont la locomotion au sol est la bipédie permanente.

De là tout en découle; le cervelet est en position plus instable, le développement psychomoteur est plus long, la main ne sert plus en appuie au sol, le système nerveux se développe plus longtemps, le larynx de l'Homme est abaissé, sa cavité buccale est plus large.

Je constatais que l'évolution à l'origine du redressement était la complexification de l'embryogenèse neurale, j'en déduisais que l'émergence de ces nouveaux embryons redressés avait eu lieu dans les milieux familiers des femelles de grands singes, c'est-à-dire riches en eau pour leur placenta, et arborés, puisque selon les paléoprimatologues, le milieu originel était particulièrement boisé.

En 1989, la Fondation Fyssen m'octroyait une bourse parrainée par Jean Piveteau, afin d'observer des embryons et des fœtus de primates conservés au Laboratoire Hubrecht, à Utrecht aux Pays-Bas. Il fallait les voir en section verticale, c'est-à-dire au microscope, sous forme de coupes histologiques. Il me fallut apprendre la technique, ce que je fis à l'Hôpital Raymond Poincaré de Garches, où j'avais commencé à trier, laver et donner un âge à une centaine de fœtus humains conservés dans du formol.

Si le sphénoïde peut changer de forme, c'est grâce aux espaces qui séparent les noyaux cartilagineux alignés, les synchondroses. J'observais celle sous l'hypophyse, elle était composée uniquement de fibres de collagène organisées en "rouleau de convexion", les unes tournant vers l'arrière, les autres vers l'avant. C'était une organisation de fluide comme les grandes plantes aquatiques de l'Aa, coiffées par le courant de l'eau. J'avais sous les yeux la zone de séparation entre le squelette segmenté redressé et le plancher des lobes frontaux.

La biorhéologie s'appliquait à la morphogenèse de l'embryon, on la savait sous le contrôle de gènes dits "architectes" mais elle s'avérait également dépendante de la dynamique des fluides. C'était complètement nouveau pour la paléontologie et la paléoanthropologie qui n'ont pour référence que la génétique, l'épigénétique et la fonction.

Le double pantographe devait permettre de modéliser les changements de trajectoires embryonnaires à chaque redressement visible dans la phylogenèse, mesurés, autant que faire se peut, aux stades fœtaux les plus précoces des espèces actuelles. Elles illustrent les espèces disparues dont elles ont conservé la trajectoire.

La compréhension des mécanismes évolutifs devait désormais tenir compte des systèmes dynamiques internes et de leurs propriétés. Leur formalisation, c'est-à-dire la modélisation mathématique des changements de forme, allait s'inscrire dans la "théorie du chaos", très en vogue à l'époque, avec de grands noms comme le prix Nobel Ilya Prigogine (1917-2003) pour la chimie, René Thom (1923-2002) médaille Fields pour les mathématiques, Edgar Morin pour les sociétés humaines.

J'entrais au CNRS en 1990 dans l'équipe d'Henry de Lumley, avec comme thème de recherche, la démonstration de cette origine chez les hominidés, et un essai de formalisation mathématique de ce processus évolutif.

La stabilité de la trajectoire évolutive, c'est-à-dire la répétition de l'amplification du redressement embryonnaire, est à l'origine du premier mouvement embryonnaire qui conditionne l'émergence de la bipédie permanente (figure 8).

Cette stabilité ne correspond pas au paradigme de la théorie de l'évolution de 1947. Celui-ci postulait comme cause, la non-reproduction aléatoire de gènes au cours de la formation des cellules sexuelles, des erreurs de copie. Or l'embryogenèse humaine ne résulte pas d'embryogenèses de grands singes mal reproduites, celles-ci ne sont pas viables.

L'émergence d'une embryogenèse un peu plus redressée, fut manifestement contrôlée par une régulation, génétique ou épigénétique, de seuils limites de complexité croissante. Sans la mise en mémoire de cette régulation de l'embryogenèse, aucun changement climatique n'aurait pu induire l'émergence d'embryons redressés.

C'est un des points les plus importants de ma recherche : la mise en mémoire de mécanismes de régulation de l'embryogenèse à des seuils critiques de sa complexité, dès lors que celle-ci a augmenté. C'est une observation considérable, non seulement pour la théorie de l'évolution, mais aussi pour la compréhension de notre identité évolutive, ici et maintenant.

Puisque la formalisation mathématique devenait celle des systèmes dynamiques, je proposais que ces processus soient modélisés par des attracteurs, dits étranges. Je présentais cette théorie en 1991 à la Société internationale de biologie mathématique, qui la publia dans une revue nommée Bio-math. J'envoyais un exemplaire du manuscrit intitulé "L'hominisation et la théorie des systèmes dynamiques non-linéaires (chaos)" à René Thom.

Je fus titularisée en 1992 par une commission du CNRS, avec de nombreux rapports d'experts dont le mathématicien René Thom, et une demande de distinction de la part de l'expert nommé. Puis en 1996, je fus invitée à la chaire de paléontologie humaine et de préhistoire du Collège de France par Yves Coppens pour présenter la découverte, et montrer les concordances et les différences novatrices avec la courbe de complexité/conscience croissante du paléontologue Pierre Teilhard de Chardin. En 2011, je soutenais mon Habilitation à Diriger des Recherches, "Les équilibres bipèdes permanents, origine embryonnaire, morphogenèse, équilibre occluso-postural, conséquences pour l’évolution psychomotrice et comportementale des hominidés". Yves Coppens figurait parmi les membres du jury, ayant toujours manifesté un intérêt réel pour ma recherche. Je reçus l'HDR avec les félicitations à titre exceptionnel.