Taille des os longs et stature des individus

Matériel et méthode

Six des os longs des adultes de Notre-Dame-du-Bourg ont été mesurés par Bertrand Mafart qui nous autorise à utiliser ses données. Il s’agit de la clavicule, l’humérus, le radius, l’ulna, le fémur et le tibia. Au total 2733 os ont été intégrés dans l’étude (tableau 9).

tableau 9 : effectif des os mesurés

Deux dimensions ont été mesurées par Bertrand Mafart (tableau 10): la longueur (à l’aide d’une planchette de mesure) et le périmètre minimum (à l’aide d’un ruban de papier millimétré). L’unité de mesure choisie est le millimètre (mm).

tableau 10 : méthodes des mesures utilisées (d'après Olivier 1960)

à partir de ces deux mesures, l’indice de robustesse a été calculé (Olivier 1960) :

Une étude de la proportion des longueurs des membres est proposée. La longueur du membre inférieur est estimée par la somme des longueurs maximales du fémur et du tibia pour un individu. Pour la longueur du membre supérieur, la longueur physiologique de l’humérus est additionnée à la longueur maximale du radius. Pour seulement 112 squelettes les 4 os d’un même coté ont pu être mesuré. Seulement 72 dont le sexe a été déterminé appartiennent à l’une des deux périodes « 3A » et « 4 ».

L’indice de proportion est défini par :

évaluation de la stature des individus

L’évaluation par le calcul de la stature des individus est une donnée couramment utilisée en paléoanthropologie pour caractériser une population. Sans doute parce que c’est une donnée aisément mesurable sur le vivant et à laquelle nous sommes très attaché visuellement pour caractériser les individus et les populations vivantes. Aussi parce qu’à l’aide de formules simples il est facile de calculer une taille estimée sur un os isolé, donc avec très peu d’élément osseux. Il existe même des tables de médecine légale utilisables à partir d’os fragmentés (Krogman & Yscan 1986).

La méthode la plus fiable pour estimer la taille d’un individu est certainement celle proposée par Fully et Pineau (1960) car elle fait intervenir conjointement la taille des vertèbres et des os longs. Cette méthode est malheureusement inadaptée à un échantillon archéologique tel que celui de Notre-Dame-du-Bourg en raison de la conservation très médiocre des vertèbres.

Pour l’estimation de la stature à partir de la taille des os longs, de nombreuses méthodes ont été proposées (Manouvrier 1893 cité in Krogman & Yscan 1986, Pearson 1899 cité in Krogman & Yscan 1986 Trotter & Gleser 1952 ; Trotter & Gleser 1958 ; 1977 ; Olivier, Aaron et al. 1978 ; Krogman & Yscan 1986). Ces méthodes sont toutes calculées à partir d’une population donnée. Le problème est de trouver la formule adaptée à l’échantillon étudié (Krogman & Yscan 1986 ; Formicola 1993).

Pour une population de Néolithiques européens, Formicola (1993) compare la méthode de Fully & Pineau avec 6 autres méthodes parmi les plus utilisées : Pearson (1899), Trotter & Gleser pour des leucodermes et des mélanodermes états-uniens (1952, 1977), Olivier, Aaron et al (1978), Breitinger (1937) et Bach (1965). Les résultats sont différents selon les sexes : les meilleures méthodes pour les femmes sont les équations de Pearson et Trotter & Gleser pour les mélanodermes, et pour les hommes, l’équation d’Olivier . Les résultats sont souvent médiocres pour les individus très petits ou très grands, surtout avec l’équation de Pearson.

Au vu de ces comparaisons, nous avons choisi l’équation d’Olivier, Aaron et al (1978). Pour les populations néolithiques, selon Formicola (1993), ses résultats sont très bons chez les hommes et moins chez les femmes, mais l’estimation reste acceptable chez les individus de grandes et petites tailles. D’autre part son calcul a été mis au point sur une population française donc ethniquement proche de l’échantillon de Notre-Dame-du-Bourg.

Les estimations de taille peuvent être calculées à partir d’un seul des os long ou, mieux, avec une combinaison de plusieurs os. Les estimations fournies par un ou deux os isolés du membre supérieur sont assez imprécises : avec une même formule, l’estimation n’est pas identique en intégrant dans le calcul un os ou un autre, ni en prenant un seul os ou une association. L’estimation de taille peut ainsi varier significativement de 3 à 4 cm comme le montre Waldron (1998). Nous rejoignons ce dernier auteur quand il conseille de privilégier la publication des tailles réelles des différents os, au moins le fémur, pour autoriser des comparaisons fiables entre les populations.

Nous ne comparerons dans cette étude que les tailles de fémurs avec des populations proches géographiquement et temporellement de celles de la nécropole de Notre-Dame-du-Bourg.

Résultats

tableau 11 : caractéristiques des moyennes, périmètres (en mm) et robustesses des os selon le côté. Les test utilisé est le test de Student-Fisher. Pour les échantillons réduits, le test F d’égalité des variances a été réalisé au préalable (^v). La significativité indique quel coté est significativement plus grand (NS : non significatif, D : coté droit)

tableau 12 : comparaison des longueurs des os selon le sexe. Les test utilisé est le test de Student-Fisher. Pour les échantillons réduits, le test F d’égalité des variances a été réalisé au préalable (^v).

Pour tous les os, les longueurs et les périmètres sont significativement plus grands chez les individus mâles (tableau 12).

tableau 13 : caractéristiques des moyennes, périmètres (en mm) et robustesses des fémurs et humérus selon l’âge. Le test utilisé est le Student-Fisher. Pour les échantillons réduits, le test F d’égalité des variances a été réalisé au préalable (^v). * indique la non-égalité des variances. NS : non significatif, <30 : moins de 30 ans, >30: plus de 30ans, <50 : moins de 50 ans, >50 : plus de 50 ans. La significativité indique dans quelle tranche d’âge la valeur est significativement plus grande

tableau 14 : valeurs des longueurs et périmètres (en mm) des os mesurés suivant les périodes, tous sexes confondus

Sauf pour la clavicule (mais leur nombre est limité) toutes les longueurs des 5 autres os sont statistiquement plus importantes pour la période « 3A » que pour la période « 4 » (valeur seuil p< 0,01). Les individus de la période « 3A » sont donc plus grands que leurs successeurs de la période « 4 ».

tableau 15 (page 44): détail des mesures des os (en mm) selon les sexes entre les périodes « 3A » et « 4 ». Le test utilisé est le Student-Fisher. Pour les échantillons réduits, le test F d’égalité des variances a été réalisé au préalable (^v). * indique la non-égalité des variances. Les caractères en gras indiquent dans quelle période la valeur est significativement plus élevée (NS = non significatif)

Pour 4 des six os mesurés (radius, ulnas, fémurs et tibias) les longueurs des individus des deux sexes vivant dans la période « 3A » sont significativement supérieures à ceux de la période « 4 ». Seul l’humérus échappe à cette variation. La même différence s’observe pour les périmètres (sauf pour les ulnas).

Le tableau 16 indique les résultats des proportions des membres. Les différences ne sont pas significatives entre les périodes, ni entre les sexes.

tableau 16 : proportion des membres (humérus+radius / fémur+tibia) chez les hommes et les femmes des périodes « 3A » et « 4 »

Une estimation de la stature des individus a été calculée à partir des équations d’Olivier, Aaron et al (1978). Afin de limiter l’imprécision, nous n’avons intégré que les individus possédant au moins une mesure d’un des os longs du membre inférieur (tableau 17).

tableau 17 : estimation des tailles des individus (en cm) pour les hommes et les femmes des périodes « 3A » et « 4 » .

La diminution moyenne de la stature entre les deux périodes est nette chez les hommes comme chez les femmes, elle correspond bien sûr à la résultante de la diminution de la taille des os longs. Nous ne présentons pas de calculs statistiques sur ces valeurs en raison de l’approximation de ces estimations.

Discussion

Robustesse :

L’humérus est le seul os pour lequel est observée une différence significative selon le côté. Le périmètre et la robustesse sont plus élevés à droite mais pas la longueur de l’humérus. La latéralité humaine et la plasticité des os expliquent ce phénomène. Les efforts intenses du membre supérieur ont tendance à accroître la robustesse de l’humérus mais peu sa longueur (Trinkaus, Churchill et al. 1994). Cette modification n’est pas constatée pour les deux autres os longs du membre supérieur.

Contrairement aux longueurs, l’indice de robustesse ne varie que très peu selon les époques. Les hommes de la période « 4 » ont des clavicules plus robustes que ceux de la période « 3A » et les ulnas des femmes de la période « 4 » sont plus robustes que celles de la période « 3A ». Ces deux variations vont dans le sens d’une augmentation de la robustesse dans la période la plus récente. Mais pour la plupart des os, l’indice de robustesse reste stable. Il y a donc plutôt une diminution harmonieuse des proportions des os, sans modification importante de leur morphologie.

Latéralité :

Seul l’humérus possède une différence significative du périmètre selon le côté. Le tableau 18 donne le décompte des différences entre les côtés pour les humérus mesurés. La prédominance droite est très nette et évoque la latéralisation manuelle dans l’espèce humaine. Il reste cependant difficile d’affirmer la latéralisation pour un individu isolé.

tableau 18 : différence droite/gauche des longueurs et de périmètres des humérus.

Âge :

Seuls des os d’adultes sont mesurés, il ne peut donc pas y avoir de modification de la longueur de l’os au cours de l’existence. Mais les humérus des hommes morts après l’âge de 30 ans sont significativement plus grands que ceux des adultes décédés plus jeunes (tableau 13). La même différence s’observe en limite de significativité pour les fémurs. Les hommes les plus grands ont sans doute eu de meilleures conditions sanitaires durant leur croissance, ils ont mieux survécu à leurs débuts dans la vie adulte. Rien de comparable ne s’observe chez les femmes.

La valeur des périmètres est très liée à l’âge au décès de l’individu, autant chez les hommes que les femmes. Deux phénomènes peuvent ici se conjuguer : d’une part comme pour la longueur, la meilleure survie des individus possédant les os les plus solides. D’autre part le remodelage osseux constant durant l’existence pouvant augmenter la masse osseuse des individus les plus robustes et ceux vivant le plus longtemps. Un véritable « cercle vertueux » physiologique se met en place : les individus vivant dans de meilleures conditions (génétiquement favorisés, meilleure alimentation, absence de maladies) et à l’activité physique importante forment des os plus robustes qui les aident à prolonger leur existence (diminution des risques de fractures toujours graves chez les plus âgés).

Stature :

La diminution de longueur entre les deux périodes principales est nette et retrouvée pour presque tous les os. Seul l’humérus ne présente pas une diminution significative. Il convient donc de se méfier de calculs fondés sur la longueur d’un seul os (surtout du membre supérieur) pour estimer la stature puisque qu’ils subissent chacun une évolution propre.

La stature plus faible des femmes (habituelle chez l’espèce humaine) est systématiquement retrouvée ici. Ce qui n’exclut pas l’existence de quelques grandes femmes dont certaines dépassent 170 cm.

La stature calculée des hommes de Notre-Dame-du-Bourg (surtout ceux de la période « 4 ») est proche de celle des conscrits du 19^e siècle en Provence (164,4 cm en 1820 et 165,3 cm en 1880 selon Mafart 1983).

Plusieurs facteurs peuvent contribuer à modifier la stature :

- Une modification importante du pool génétique.

- Le facteur le plus important intervenant sur la modification de la stature au sein d’une population est l’alimentation (Eveleth 1986 ; Van Wieringen 1986 ; Komlos, Tanner et al. 1992 ; Larsen 1997). Une alimentation adéquate permet à l’individu d’atteindre sa taille génétique potentielle. Pendant la croissance, une période de carence alimentaire qu’elle soit globale (sous-alimentation, famine) ou partielle (déficit focalisé en un ou plusieurs éléments diététiques) va induire un facteur limitant sur la taille finale de l’adulte (Larsen 1997). Il a été ainsi clairement mis en évidence un accroissement de la stature par une amélioration nutritionnelle (Greulich 1976 ; Larsen 1997) et une diminution liée à des temps de disettes et de privations (Ali, Lestrel et al. 2000). Les changements socio-culturels ont une grande influence sur la stature des individus, souvent par d’importants changements des habitudes alimentaires (Hummert & Van Gerven 1983). Une réduction de la stature de 3% chez les femmes et 1% chez les hommes (donc très comparable à Notre-Dame-du-Bourg) est retrouvée par Larsen (1997) entre des cueilleurs amérindiens de la côte de Georgie (avant 1150 après J.-C.) et leurs descendant cultivateurs de maïs (entre 1150 et 1550 après J.-C.) Cette diminution est interprétée comme un appauvrissement nutritionnel global par l’introduction d’une alimentation essentiellement centrée sur le maïs. De manière globale, une tendance à la réduction de la stature est souvent mis en évidence entre le passage d’un mode de vie chasseur-cueilleur à l’agriculture (Larsen 1997).

- L’amélioration des conditions sanitaires arrive au second plan (Van Wieringen 1986). Elle inclue la lutte contre les maladies, l’hygiène domestique et collective (qualité de l’eau, égouts, etc.)

- Au sein d’une même population, une différence de stature est observée en fonction du niveau socio-économique. Les adultes des classes favorisées montrent une stature supérieure que leurs concitoyens moins favorisés par une meilleure alimentation et des conditions de vie plus favorables pendant la croissance (Angel 1976 ; Eveleth 1986 ; Komlos, Tanner et al. 1992).

- Les effets du climat sont aussi bien connus sur les modifications de la stature. Une taille plus petite et un corps plus compact permettent une diminution de la déperdition de chaleur. Une telle diminution de taille a été bien constaté chez les Inuits (Eveleth & Tanner 1976). Par contre, la taille des individus ne montre qu’une médiocre corrélation avec la latitude (Larsen 1997), les Scandinaves sont en moyenne beaucoup plus grands que les Portugais par exemple.

- Une activité physique excessive en période de croissance peut aussi être responsable d’une taille adulte réduite. L’étude des tailles chez des jeunes gymnastes montre une stagnation de la croissance en période d’entraînement et un « rattrapage » de croissance en période de repos (Duclos, Barat et al. 2003). Le travail physique intense des enfants a pu ainsi être évoqué pour expliquer les tailles réduites de certains échantillons archéologiques (Miles & Bulman 1994).

- Des facteurs environnementaux comme des intoxications chroniques au plomb pourraient provoquer un ralentissement de la croissance, comme cela a été proposé sur des populations romano-britanniques (Miles & Bulman 1994).

- La répétition des maladies infantiles peut à terme provoquer un retard statural que l’enfant n’arrive pas à rattraper.

La diminution de la stature à Notre-Dame-du-Bourg entre les périodes « 3A » et « 4 » est significative et concerne tous les os longs des membres, sauf l’humérus. C’est la croissance du squelette pendant l’enfance et l’adolescence qui détermine la taille de l’individu. La taille est donc le reflet de facteurs intervenant avant la maturité de l’individu. Une étude des marqueurs de stress de croissance (Mafart 1989) et une analyse isotopique des marqueurs de l’alimentation (Démians d'Archimbaud, Evin et al. 1998 ; Herrscher 2001) pourraient donner des indications sur les raisons d’une telle diminution de taille. Plus globalement, l’analyse conjointe des ossements immatures pourra éclairer sur l’état sanitaire des enfants (Mafart 1997).

Il ne peut être exclu une différence socio-économique entre les personnes ensevelies durant les deux périodes. Nous avons déjà signalé (page 29) que les individus de la période « 4 » à Notre-Dame-du-Bourg possèdent une légère sur-représentation des classes populaires par rapport à la population Dignoise globale. Nous ne savons rien en revanche du statut social des individus enterrés à Notre-Dame-du-Bourg durant la période « 3A ». Il nous semble cependant qu’une surreprésentation aussi discrète ne saurait probablement expliquer une variation aussi nette de la stature.

Comparaison avec d’autres études (tableau 19)

Les tailles des fémurs de la période « 3A » sont très comparables avec ceux des autres échantillons européens cités. Sur 22 comparaisons, ils ne sont significativement plus grands que 4 fois (18%) avec deux populations ibériques où les habitants sont actuellement plus petits que dans le reste de l’Europe.

Les fémurs de la période « 4 » sont par contre nettement plus petits que dans les autres populations citées. Sur 22 comparaisons, les fémurs de la période « 4 » sont 11 fois plus petits (50%), et une seule fois plus grands (par rapport aux femmes de Montjuich).

Non seulement il existe une nette diminution de taille d’une période à l’autre, mais la population de la période « 4 » apparaît nettement plus petite que dans d’autres populations européennes. Il est tout de même à remarquer qu’aucune comparaison n’est faite avec des individus de la même période (16^e-17^e siècle).

tableau 19 : comparaison entre la taille des fémurs de Notre-Dame-du-Bourg et d’autres études.

« m » donne la moyenne, « s » l’écart type. Les colonnes « compa » donnent le résultat du test statistique de Student entre les deux périodes principales de Notre-Dame-du-Bourg et les autres études. « - » signifie une différence non significative, « 3A » ou « 4 » signifie que les fémurs de la période considérée sont plus grands dans ces périodes de Notre-Dame-du-Bourg, et « C » que les fémurs sont plus grands dans l’étude de comparaison.