Évolution : le crâne humain favorise la vision périphérique

La structure de l'orbite humaine est unique, comparée à celle des autres hominoïdes. Au cours de l'Évolution, elle semble avoir peu à peu favorisé notre vision périphérique. Publication dans Scientific Reports.

Évolution : le crâne humain favorise la vision périphérique
  1. L'étude
  2. Bipédie, savane et ultraviolets
  3. Le contexte
  4. Les auteurs

L'étude

Pour aboutir à cette découverte, les scientifiques ont comparé les orbites de 100 crânes humains et de 120 crânes d'hominoïdes non humains.

Ils ont pu montrer que les êtres humains et les gibbons possèdent des orbites nettement moins convergentes (moins orientées vers l'avant) que les chimpanzés, les bonobos, les gorilles ou les orangs-outans. Nos orbites sont plus larges que hautes, leur rapport largeur/hauteur étant le plus important parmi les hominoïdes. Ces caractéristiques suggèrent que notre morphologie favorise la vision latérale.

Mais surtout, les auteurs de l'article ont observé que sur un crâne humain, le bord latéral des orbites (en anglais 'lateral orbital margin", abrégé LOM sur la figure ci-dessus) est placé plus en arrière que sur les crânes des autres hominoïdes. Nos globes oculaires, dont la position dans l'orbite est très antérieure, tirent profit de la position postérieure du bord latéral externe. Ce dernier ne s'interpose pas quand le globe oculaire se tourne vers l'extérieur, ce qui permet au champ visuel latéral d'augmenter de presque 50% dans cette position oculaire. Les scientifiques estiment probable que ces caractéristiques découlent davantage de la sélection naturelle, plutôt que d'être une simple conséquence de l'évolution d'autres structures crâno-faciales.

Savane contemporaine

Bipédie, savane et ultraviolets

Nous vivons en effet en milieu ouvert, où le risque de traumatisme oculaire par branches est faible comparé à celui, élevé, des autres hominoïdes qui vivent dans des forêts tropicales. De plus, nous vivons au sol, où la majorité de nos cibles visuelles se trouvent dans un plan horizontal. La bipédie, caractère distinguant les êtres humains des autres mammifères, entraîne une position haute et très verticale de la tête, qui se trouve en surplomb par rapport au corps, dans une position idéale pour balayer l'espace horizontal, au-dessous d'éventuels obstacles peu élevés. Ces facteurs suggèrent que l'abandon de la vie arboricole pour une vie dans la savane, lié à l'avènement de la bipédie, ont fait évoluer la morphologie de l'orbite humaine d'une façon telle que son rebord latéral a reculé.

Enfin, les auteurs de l'étude pensent que cette position plus exposée du globe oculaire chez les êtres humains résulte d'un compromis entre les affections résultant de l'exposition de l'œil aux ultraviolets, tels que les ptérygions ou certaines cataractes, et un champ de vision large, dont les mouvements oculaires latéraux augmentent encore l'extension.

Le contexte

Notre champ visuel peut être divisé en deux zones distinctes :

  • la vision centrale, réduite à une petite surface, permet de voir net, avec une bonne restitution des couleurs. Elle autorise la perception du relief, mais se révèle inapte à suivre les mouvements rapides et perd beaucoup de sa précision en faible lumière.
  • la vision périphérique, la plus large (plus de 80% de notre champ visuel total), est floue et imprécise sur les couleurs, mais très rapide. Elle nous permet de détecter les mouvements avec une grande sensibilité, même en conditions de basse lumière.

La vision centrale est très développée chez les prédateurs (comme chez le carnivore ci-dessous, un léopard Amur), qui ont besoin de situer leur proie avec précision dans l'espace. Elle est favorisée par la position des globes oculaires, convergents (orientés vers l'avant de la face).

Une vision périphérique performante sur la détection des mouvements est cruciale pour la survie des proies (ci-dessous un herbivore, la gazelle Douglas). Elle est renforcée par la position latérale des globes oculaires.

Chez les êtres humains, et de manière surprenante, le champ visuel périphérique est encore peu étudié. Le docteur Éric Denion y consacre ses recherches depuis plusieurs années, à l'aide d'instruments et de méthodes pionnières dans le domaine. C'est dans la continuité de ces recherches qu'il a orienté sa démarche vers la comparaison des champs de vision latéraux des hominoïdes, dont les résultats sont rapportés ici. Ils montrent que si, au cours de l'Évolution, le perfectionnement de notre vision centrale a renforcé nos capacités de prédateurs, ce processus s'est accompagné d'une extension de notre champ visuel latéral favorisant la détection des menaces : un véritable compromis évolutif vers la meilleure combinaison possible des deux avantages.

un léopard Amur et une gazelle Douglas

Les auteurs

Frédéric Mouriaux est professeur d'ophtalmologie à l'université de Rennes 1 et au CHU de Rennes. Il a dirigé les travaux du docteur Éric Denion, premier auteur de l'article, chef du service d'ophtalmologie au CHU de Caen et doctorant à l'UniCaen, qui a bénéficié de l'appui de ses collègues de l'UMR Comete (UMR-S 1075 Inserm/UniCaen - Mobilités : Attention, Orientation et Chronobiologie), de la faculté de médecine de l'UniCaen et du Centre de lutte contre le cancer François Baclesse :

  • Martin Hitier, maître de conférences des universités au CHU de Caen, oto-rhino-laryngologiste et anatomiste ;
  • Vincent Guyader, statisticien indépendant ;
  • Audrey-Emmanuelle Dugué, statisticienne au Centre François Baclesse.

Parmi les travaux du docteur Éric Denion sur le champ visuel périphérique, on peut également noter cette étude qui relève une forte restriction du champ visuel lors du port de lunettes de soleil à monture épaisse. Cet élément doit être particulièrement pris en compte lors de la conduite de véhicules.