Long bone morphological adaptation to graviportality in Rhinocerotoidea

Adaptation morphologique des os longs à la graviportalité chez les Rhinocerotoidea Chez les vertébrés terrestres, la forme des os des membres est influencée notamment par des contraintes fonctionnelles, comme la nécessité de résister aux contraintes de charge dues à la gravité. Ceci conduit, chez des quadrupèdes pesant plusieurs centaines de kilos, à des modifications morphologiques des os des membres pour éviter l'écrasement. De telles modifications architecturales liées à un poids élevé ont été qualifiées de "graviporteuses". Les Rhinocerotoidea présentent un intérêt particulier pour l'étude des modifications morphologiques des os des membres liées à la masse corporelle, car ils sont représentés par cinq espèces actuelles et des dizaines de genres fossiles, certains faisant partie des mammifères terrestres les plus lourds qui aient jamais existé. Plusieurs occurrences indépendantes d'augmentation de la masse corporelle sont observées dans cette superfamille, ce qui rend pertinente l'étude de la variation de la forme en fonction du poids au sein de ce groupe. Ce travail explore la variation de la forme des os longs des membres en relation avec la masse et les proportions du corps chez les Rhinocerotoidea au cours de leur histoire évolutive, afin de mieux comprendre comment le squelette se modifie pour répondre aux exigences fonctionnelles d'une locomotion coordonnée et au support d'un poids élevé. Pour ce faire, j'ai utilisé une approche de morphométrie géométrique 3D pour qualifier et quantifier la forme des six os composant le stylopode et le zeugopode. L'exploration de la variation et de la covariation de la forme des os longs par rapport à la masse corporelle et à l'héritage évolutif chez les rhinocéros modernes a été complétée par l'étude de nombreux représentants fossiles couvrant une large gamme de poids et de proportions corporelles en tenant compte de l'histoire évolutive du groupe. Mes travaux mettent en évidence une augmentation de la robustesse des os commune à tous les rhinocéros lourds. Le développement des insertions des muscles extenseurs et la présence probable de systèmes de blocage passif des articulations des épaules et des genoux chez les taxons lourds permettent de mieux résister à la flexion causée par le poids du corps. Mes résultats montrent que les os des membres antérieurs sont plus influencés par la variation de la masse corporelle que ceux des membres postérieurs, probablement en raison de la proportion différente de la masse corporelle qu'ils supportent et de leurs rôles respectifs de freinage et de propulsion. La forme des os du stylopode est liée à la fois à l'héritage évolutif et à la masse corporelle, tandis que celle du zeugopode est surtout associée au degré de brachypodie (c'est-à-dire à la longueur relative des membres). La fibula présente des patrons de variation de forme très particuliers, dominés par les variations intraspécifiques, ce qui pose la question de son rôle fonctionnel dans le support du poids. La variation de forme chez les Rhinocerotoidea est porteuse d'un double signal, avec des aspects uniformes partagés par toutes les espèces lourdes couplés à des spécificités dans les différents taxons, correspondant à la multiplicité de construction des membres observée dans la superfamille. En plus des modifications liées à une forte masse, la plupart des Rhinocerotoidea conservent des caractéristiques de quadrupède coureur tout en présentant différentes façons de soutenir une masse élevée, remettant en question la définition classique de la graviportalité principalement basée sur les éléphants. Cela souligne la nécessité de redéfinir la graviportalité en mettant en évidence les caractéristiques répétées potentiellement liées à ce phénomène dans chaque groupe présentant des occurrences indépendantes de masse élevée.