Les premiers ancêtres des cétacés – le groupe de mammifères auquel appartiennent les orques et les dauphins – étaient déjà connus pour posséder des dents adaptées à un régime carnivore. Notre découverte récente, publiée dans la revue Nature Ecology & Evolution, permet désormais d’entrevoir ce à quoi pouvait ressembler l’étape intermédiaire entre les dents broyeuses de leurs ancêtres terrestres et les dents tranchantes de ces prédateurs aquatiques.

Dans la région de Kalakot, au Cachemire indien, un nouveau fossile âgé d’environ 48 millions d’années vient d’être découvert : Kalakocetus aurorae.

Les molaires de cet animal de la corpulence d’un petit loup présentent une morphologie inédite, intermédiaire entre celles de ses plus proches parents terrestres et celles des premiers cétacés déjà connus dans le registre fossile. Il apparaît comme le représentant le plus primitif identifié à ce jour parmi les cétacés.

Cette découverte apporte ainsi un nouvel éclairage sur l’une des transitions les plus spectaculaires de l’histoire évolutive des mammifères : le passage progressif d’animaux terrestres herbivores à des prédateurs adaptés à la vie aquatique.

Comment cette découverte a-t-elle été réalisée ?

Le fossile de Kalakocetus aurorae a été découvert dans des roches sédimentaires âgées d’environ 48 millions d’années, dans la région de Kalakot, au nord de l’Inde. Cette région est considérée depuis longtemps par les paléontologues comme le véritable berceau des cétacés, car elle a livré les plus anciens fossiles connus témoignant de l’évolution des mammifères terrestres vers les baleines et dauphins actuels.

L’élément le plus remarquable concerne ses molaires inférieures. Chez les proches parents terrestres des cétacés, les molaires possèdent généralement quatre cuspides principales (les pointes présentes sur les dents), adaptées au broyage des aliments. Chez les premiers cétacés connus jusqu’à présent, ces molaires étaient déjà simplifiées et dominées par deux cuspides tranchantes spécialisées dans le cisaillement. Or, Kalakocetus aurorae présente une configuration intermédiaire originale à trois cuspides.

Pour comprendre sa place dans l’évolution des cétacés, nous avons réalisé une analyse phylogénétique comparant son anatomie dentaire à celle d’autres mammifères ongulés fossiles et des premiers cétacés déjà connus. Cette analyse montre qu’il occupe la position la plus basale dans l’arbre évolutif du groupe.

Nous avons également étudié ses dents grâce à des analyses 3D de surface ainsi qu’à l’étude des traces d’usure dentaires, à différentes échelles. Ces approches permettent de reconstituer le fonctionnement des mâchoires et le régime alimentaire des animaux fossiles.

Les résultats indiquent que Kalakocetus aurorae avait déjà adopté un régime carnivore impliquant principalement des mouvements de cisaillement de la mâchoire tandis que la fonction de broyage des molaires était déjà fortement réduite.

Pourquoi cette découverte est-elle importante ?

L’adaptation des cétacés à la vie aquatique s’est accompagnée de transformations profondes de leur anatomie, notamment au niveau de leur dentition.

Les cétacés modernes présentent aujourd’hui des dents extrêmement spécialisées. Les dauphins et autres cétacés à dents possèdent des dents coniques presque toutes identiques, tandis que les baleines ont perdu leurs dents au profit de fanons.

Les premiers cétacés connus montraient déjà une simplification importante des molaires, avec la disparition des surfaces de broyage au profit de dents plus tranchantes adaptées à la carnivorie. Mais cette transition apparaissait jusqu’ici de manière très brutale dans les archives fossiles, sans qu’aucun stade intermédiaire ne soit clairement documenté.

La morphologie de Kalakocetus aurorae fournit précisément cet élément manquant. Elle montre que l’évolution des dents des cétacés s’est probablement produite de manière plus progressive qu’on ne le pensait. Cette découverte suggère également que les changements alimentaires vers la carnivorie ont commencé très tôt dans l’histoire évolutive des cétacés, probablement en parallèle de leur adaptation croissante aux environnements aquatiques.

Quelles perspectives pour la suite ?

Cette étude ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre les premières étapes de l’évolution des cétacés et les mécanismes ayant accompagné leur transition vers la vie aquatique.

La découverte de nouveaux fossiles ainsi que de futures recherches, combinant anatomie fonctionnelle, imagerie 3D et analyses isotopiques, devraient aider à mieux comprendre comment les premiers cétacés capturaient et consommaient leurs proies.

Tout savoir en trois minutes sur des résultats récents de recherches, commentés et contextualisés par les chercheuses et les chercheurs qui ont menées ces dernières, c’est le principe de nos « Research Briefs ». Un format à retrouver ici.

Romain Weppe ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

Loin de l’image populaire mais fausse d’un grand singe se redressant peu à peu pour devenir bipède, les recherches menées par les paléoanthropologues depuis plus de cinquante ans dévoilent une réalité bien plus complexe. L’histoire des modes de locomotion des membres de la lignée humaine reflète notre évolution : elle n’est pas linéaire, elle est buissonnante et, surtout, d’une incroyable diversité.

Comme toutes les espèces, la nôtre, Homo sapiens, possède des caractéristiques propres au sein du vivant. Mais qu’est-ce qui nous différencie de nos plus proches parents, les autres primates ? La première réponse porte généralement sur notre façon de nous tenir et de nous mouvoir sur deux jambes, la bipédie. En effet, bien que les autres primates soient capables d’une posture (statique) et ponctuellement d’une locomotion (mouvement) bipèdes, nous sommes la seule espèce de primates à l’être de façon permanente. L’acquisition et le développement de ce mode locomoteur sont des éléments clés de notre évolution.

Des fossiles à la locomotion

Tout d’abord, comment reconstruire la locomotion, donc le mouvement, à partir de fossiles inertes ?

Pour y parvenir, l’approche classique consiste à comparer les caractéristiques anatomiques du fossile à celles de primates bien vivants en utilisant l’anatomie comparée et fonctionnelle. Il s’agit d’établir des liens entre anatomie et locomotion chez les espèces actuelles pour les appliquer à des spécimens fossiles afin de reconstruire leur comportement. Cette approche est possible parce que chaque individu de chaque espèce présente des adaptations, des caractères qui ont été sélectionnés et conservés sur le temps long de l’évolution, et certaines de ces adaptations concernent la locomotion.

La comparaison entre l’humain actuel et le chimpanzé permet de comprendre ce concept d’adaptations locomotrices. Ces deux espèces présentent des comportements locomoteurs différents : les humains sont bipèdes de façon permanente alors que les chimpanzés pratiquent une quadrupédie au sol (appelée knuckle-walking), mais peuvent aussi moins fréquemment grimper et se suspendre aux arbres et être ponctuellement bipèdes.

On dit que les chimpanzés, à l’image d’autres primates, ont un répertoire locomoteur, une combinaison entre plusieurs modes dont la fréquence d’utilisation peut varier. Ces différences de locomotion s’illustrent dans un grand nombre de caractéristiques anatomiques, par exemple :

• à la tête, le foramen magnum, zone d’insertion de la colonne vertébrale située à la base du crâne chez l’humain se trouve à l’arrière du crâne chez les chimpanzés, indiquant une posture érigée chez les premiers, une posture quadrupède chez les seconds ;

• aux jambes, les fémurs humains sont éloignés au niveau de nos larges hanches et se rapprochent en allant vers les genoux, permettant un bon équilibre debout. À l’inverse, chez les chimpanzés, les fémurs sont parallèles ;

• les bras des chimpanzés sont plus longs que leurs jambes, permettant une meilleure capacité à la fois à grimper et à marcher à quatre pattes ;

• nos pieds présentent un système d’arches anatomiques formant une voûte plantaire. Cette voûte, absente chez les chimpanzés, est une adaptation à la marche bipède : elle agit comme absorbeur de chocs et comme levier lors de la propulsion vers l’avant.

En plus de ces analyses du squelette visibles à l’œil nu, les paléoanthropologues ont recours à des techniques virtuelles, en particulier aux analyses d’imagerie à très haute résolution afin d’étudier l’intérieur même des ossements. La structure interne des os, en particulier celle des membres (le fémur et le tibia pour la jambe et la cuisse, l’humérus pour le bras), permet par exemple d’estimer la robustesse d’un os et, par conséquent, son niveau d’adaptation pour un type de locomotion. En quelques mots, avoir son fémur (cuisse) plus robuste que son humérus (bras) témoigne par exemple d’une préférence pour un déplacement sur les jambes.

Enfin, d’autres vestiges plus rares que les ossements témoignent des comportements locomoteurs du passé : les empreintes de pieds fossiles qui capturent des moments figés dans le temps. L’observation d’empreintes permet aisément de savoir si l’individu qui les a laissées était bipède ou quadrupède. Mais les empreintes offrent également des informations sur la démarche elle-même : la distance entre les pas ou l’angle formé par le pied permettent de mettre les fossiles en mouvement.

Bipèdes mais pas que

C’est donc à partir des restes osseux et d’empreintes de pieds qu’il est possible d’étudier la locomotion des fossiles. Maintenant que la méthode est connue, nous pouvons nous intéresser à l’évolution de la locomotion des hominines, regroupant Homo sapiens et les espèces fossiles plus proches de nous que des chimpanzés, c’est-à-dire les représentants de ce qui est couramment appelé la « lignée humaine ».

Les hominines les plus anciens sont connus grâce à trois groupes : Sahelanthropus dont le célèbre Toumaï (Tchad, 7 millions d’années), Orrorin (Kenya, 6 millions d’années) et Ardipithecus (Éthiopie et Kenya, entre 6,3 et 4,4 millions d’années). L’inclusion de ces trois groupes aux hominines à la base de l’évolution humaine repose en partie sur la présence de caractères adaptés à la bipédie.

Cependant, la présence d’une bipédie fait largement débat au sein de la communauté des paléoanthropologues. En effet, notre connaissance de leur anatomie est limitée par une faible quantité de fossiles pour la plupart fragmentés et par le fait que ces fossiles montrent une « anatomie en mosaïque ». Ce terme désigne le fait qu’un individu fossile peut présenter à la fois des adaptations à la bipédie au sol et à une locomotion arboricole, une anatomie originale et inconnue chez les primates actuels et donc difficilement interprétable. Autre problème : ces adaptations semblent varier d’un groupe à l’autre, témoignant d’une diversité de comportements locomoteurs incluant une forme de bipédie chez ces premiers représentants de la lignée humaine.

Pour les espèces d’hominines plus récentes, du moins à l’échelle des temps géologiques, l’image est plus claire. Les australopithèques, connus entre 4,2 millions et 2 millions d’années en Afrique, sont un groupe bien documenté grâce à la découverte de plusieurs centaines de restes osseux.

Certaines découvertes exceptionnelles – comme le squelette de la célèbre Lucy (Éthiopie, 3,2 millions d’années), complet à 40 %, ou le squelette de Little Foot (Afrique du Sud, 3,7 millions d’années), moins connu du grand public mais complet à près de 90 %, ou encore les empreintes de pieds de Laetoli (Tanzanie, 3,7 millions d’années) – nous livrent des informations sur l’évolution de la locomotion de nos ancêtres. La morphologie de la colonne vertébrale, du bassin, de la hanche, du genou et de la cheville de Lucy et de Little Foot ainsi que les empreintes de Laetoli montrent clairement que les australopithèques étaient bipèdes, au moins en partie. Toutefois, les phalanges de mains courbées et l’orientation de l’épaule suggèrent une locomotion arboricole.

La présence de ces derniers caractères interroge les paléoanthropologues depuis plus de cinquante ans : ces hominines pratiquaient-ils plusieurs modes de locomotion (à l’image des autres primates) ou bien ces caractères anatomiques sont-ils le résidu de l’anatomie de leurs ancêtres sans utilisation réelle ? Cette question ouvre sur une nouvelle problématique qui n’a pas encore trouvé de réponse claire : la distinction entre la capacité à effectuer un comportement et sa pratique réelle.

À côté des célèbres australopithèques, d’autres hominines comme les paranthropes ou les premiers représentants du genre Homo, comme Homo habilis, sont moins bien documentés, bien qu’ils leur soient contemporains. Plusieurs recherches ont cependant souligné que ces espèces, parfois contemporaines, différaient les unes des autres. L’image est donc complexe : des hominines différents coexistent et sont adaptés à des comportements variés. L’évolution n’est pas linéaire, elle témoigne d’une grande diversité passée.

Les derniers représentants du genre Homo ont, pendant longtemps, été considérés comme des bipèdes permanents. C’est le cas pour les Homo erectus ou les néandertaliens qui partagent la majorité des adaptations à la bipédie retrouvées chez Homo sapiens.

Toutefois, les découvertes de nouvelles espèces du genre Homo lors des deux dernières décennies montrent une diversité locomotrice y compris pour des périodes relativement récentes du point de vue de notre longue histoire évolutive.

Homo naledi, connu par près de 1 500 restes osseux représentant au minimum une vingtaine d’individus et découvert en 2013 dans la grotte de Rising Star (Johannesburg, Afrique du Sud), daté entre 330 000 et 230 000 ans, en est l’exemple parfait. Des phalanges de main courbées, une voûte plantaire du pied peu marquée… sont des caractères se rapprochant des australopithèques, alors que ces individus étaient contemporains des premiers représentants de notre espèce Homo sapiens en Afrique.

Ces caractéristiques sont surprenantes pour une date aussi récente. Elles soulèvent des doutes sur la capacité de cette espèce à se déplacer sur de longues distances, un comportement adopté par les Homo erectus, les néandertaliens et les Homo sapiens. Le constat est clair : la diversité des locomotions est restée présente jusque récemment.

L’origine de la bipédie en vue

La locomotion bipède est un élément déterminant de notre évolution, expliquant en grande partie le succès évolutif des hominines par rapport aux autres grands singes. Toutefois, la question de l’origine de la bipédie demeure.

À quoi ressemblait l’ancêtre commun aux humains et aux chimpanzés ? Était-il plus bipède que quadrupède ? Le débat reste ouvert et de nouvelles découvertes de fossiles en Europe soulèvent la question de l’apparition d’une forme de bipédie avant même l’apparition des premiers hominines. Si la question des origines reste ouverte, la diversité comportementale des hominines est désormais un fait.

Jérémy Duveau est enseignant-chercheur à l'Université de Tübingen (Allemagne) et chercheur associé au Muséum national d'Histoire naturelle. Il est membre depuis 2017 de l'International Research Network "Bipedal Equilibrium" (CNRS Ecologie & Environnement). Une partie de ses recherches ont été financées suite à l'obtention du prix de thèse de la Chancellerie des Universités de Paris en 2021. Il a également reçu des financements de la fondation Fyssen pour ses recherches en 2022 et 2023 ainsi que de l'Agence National de la Recherche pour le projet ANR-18-CE27-0010 HoBiS entre 2019 et 2024.

Quentin Cosnefroy est chercheur associé au laboratoire PACEA de Bordeaux et membre de l'International Research Network "Bipedal Equilibrium" (CNRS Ecologie & Environnement). Il a reçu des financements de l'Agence Nationale de la Recherche pour le projet ANR-18-CE27-0010 HoBiS entre 2020 et 2024 et le projet ANR-22-CE27-0016 NeHos entre 2024 et 2026 ; ainsi que du Grand Programme de Recherche "Human Past" de l'Université de Bordeaux.

Entrer un mot de passe puis un code reçu par SMS pour se connecter sur le site de sa banque constitue, pour la plupart des utilisateurs, une démarche contraignante mais réalisable. En revanche, pour les personnes porteuses de déficiences visuelles, cela peut représenter un obstacle majeur, voire insurmontable. Face à ces difficultés, il existe plusieurs solutions, certaines déjà mises en œuvre et d’autres, conçues en partenariat avec les utilisateurs, qui sont en cours de développement.

Les services numériques sont omniprésents dans notre quotidien. Qu’il s’agisse de réserver un billet de train, de déclarer ses impôts ou de prendre un rendez-vous médical, se connecter à des plateformes numériques en ligne est devenu un passage obligé pour de nombreux gestes du quotidien. Pour cela, une étape incontournable : l’authentification, un processus qui permet de contrôler notre identité et de protéger nos données.

Parce que la sécurité sur nos téléphones et autres écrans est bien souvent centrée sur notre capacité à voir lesdits écrans, nombre de personnes aveugles ou malvoyantes renoncent à sécuriser leurs appareils.

L’accessibilité des systèmes d’authentification est pourtant cruciale dans une société qui se veut inclusive et qui promeut l’usage du numérique dans une large gamme de services, et notamment les services publics.

Comment la perception du risque, le design technologique et le handicap interagissent-ils pour conduire à des comportements non sécurisés et à l’exclusion numérique ? C’est ce que nous cherchons à mieux comprendre en mobilisant l’ergonomie cognitive, une discipline scientifique visant à concevoir des systèmes adaptés aux capacités et limites des utilisateurs finaux.

Notre but est de créer un cadre intégrant la recherche scientifique, l’innovation technologique et les considérations éthiques, vers une sécurité numérique véritablement inclusive.

L’authentification : passage obligé de la vie numérique

Bien que nécessaire, cette étape de sécurité soulève certaines difficultés.

De fait, les méthodes d’authentification n’ont pas été conçues avec un objectif de facilité d’utilisation : leurs concepteurs ont plutôt cherché une forme de barrière contre les accès non autorisés. Si ces méthodes posent des difficultés à une grande partie des utilisateurs, les personnes en situation de handicap, et notamment les personnes aveugles et non voyantes, sont particulièrement impactées.

En France, en 2005, 1 700 000 personnes étaient touchées par un handicap visuel, soit près de 2,9 % de la population. Ces utilisateurs sont souvent contraints de limiter leur usage du numérique, de compromettre leur sécurité (absence de code PIN ou de mots de passe) voire de renoncer à leur autonomie vis-à-vis du numérique en demandant systématiquement l’aide d’un tiers de confiance.

Ergonomie de l’authentification

La méthode d’authentification la plus répandue reste le couple nom d’utilisateur-mot de passe, avec des exigences de plus en plus complexes pour les mots de passe. Selon le niveau d’expertise, de sensibilité et de confiance en soi de l’utilisateur, on observe des stratégies très différentes de gestion des mots de passe. Certaines de ces stratégies affaiblissent la sécurité (utiliser des mots familiers, personnaliser une base de mots de passe, conserver une liste papier ou électronique). D’autres sont plus avancées, comme l’utilisation d’un gestionnaire de mots de passe.

Plus récemment, les solutions biométriques se distinguent par leur utilisabilité et leur sécurité, comme la reconnaissance faciale ou le lecteur d’empreintes digitales notamment. Elles ont l’avantage d’être « transparentes », elles peuvent néanmoins soulever des questions quant à la gestion des données personnelles, et elles ne sont pas infaillibles – l’invisibilité elle-même peut devenir un problème d’ergonomie (déverrouillage involontaire du smartphone, par exemple).

Enfin, l’authentification à facteurs multiples (MFA) est désormais largement répandue. Cette méthode est plus sûre, mais aussi plus complexe pour l’utilisateur, car elle ajoute des étapes avant d’accéder au service. Cependant, certaines méthodes posent des défis considérables aux personnes déficientes visuelles. Les captchas, qui impliquent la résolution de défis souvent fondés sur la perception visuelle ou auditive, en sont l’exemple le plus évident.

Handicap visuel et authentification

Pourtant le numérique, et le Web en particulier, sont supposés être accessibles à tous : dans cet esprit, la Web Accessibility Initiative (WAI, Initiative pour l’accessibilité du Web) promeut des standards tels que les Web Content Accessibility Guidelines (WCAG), qui sont des recommandations internationales définissant les critères qu’un site doit respecter pour être utilisable par tous, y compris les personnes en situation de handicap.

En France, leur équivalent réglementaire s’appelle le Référentiel général d’amélioration de l’accessibilité (RGAA), dont le respect est obligatoire pour les services publics en ligne. Par exemple, ces normes définissent des seuils acceptables de contrastes entre les couleurs de pages Web pour en assurer la lisibilité aux malvoyants, ou encore établissent les bonnes pratiques de balisage d’une page pour la rendre accessible aux lecteurs d’écran.

Les interfaces numériques reposent majoritairement sur des modalités visuelles pour transmettre l’information, en particulier lors des procédures d’authentification. Si des outils d’assistance tels que les lecteurs d’écran, les logiciels de grossissement, les commandes vocales ou les terminaux Braille permettent aux personnes aveugles ou malvoyantes d’interagir avec ces interfaces, leur utilisation ne garantit pas toujours la confidentialité des données, selon le contexte.

Ce problème est particulièrement marqué sur mobile, où les écrans tactiles sont omniprésents. Utiliser une interface tactile avec un lecteur d’écran, c’est s’exposer à ce qu’un observateur proche entende ou voie ce que l’on fait. La saisie d’un mot de passe sur smartphone est ainsi considérée comme l’une des tâches les plus difficiles pour un utilisateur aveugle ou malvoyant : elle engendre un inconfort en public et une vulnérabilité particulière aux regards indiscrets (shoulder surfing).

C’est pourquoi la plupart des utilisateurs aveugles ou malvoyants ne protègent pas leur appareil mobile par un mot de passe – et ce, malgré le fait que 96 % d’entre eux considèrent l’authentification comme essentielle ou très importante (enquête menée auprès de 325 personnes).

Par ailleurs, les utilisateurs déficients visuels tendent à abaisser leur vigilance quant à leur sécurité et à la confidentialité de leurs données lorsqu’ils se trouvent entourés de proches, adoptant une attitude plus transparente vis-à-vis de leurs informations personnelles.

Des recherches ont montré que, parmi les méthodes d’authentification, les scans d’iris et les schémas de déverrouillage sont les moins accessibles, tandis que la reconnaissance d’empreintes digitales est la plus accessible et la plus sûre pour les personnes aveugles ou malvoyantes. Les codes PIN, bien qu’omniprésents sur mobile, sont perçus comme inconfortables – ils ralentissent considérablement l’activité.

Enfin, des appareils complémentaires peuvent renforcer la sécurité et la confidentialité, tels que les claviers Braille ou les lunettes numériques grossissantes. Ils nécessitent toutefois d’être correctement intégrés aux outils du quotidien des personnes aveugles ou malvoyantes.

Le projet ALIAS

Nous avons démarré le projet de recherche ALIAS, collaboration entre chercheurs en psychologie et en ergonomie cognitives et un partenaire industriel spécialisé dans les systèmes d’authentification. Notre démarche de conception participative, centrée sur l’utilisateur, place au cœur de la conception, les besoins et les pratiques réels des utilisateurs, y compris ceux en situation de handicap.

Concrètement, le projet se divise en trois étapes majeures. La première – qui est en cours de réalisation – consiste à analyser les besoins, à travers un état de l’art scientifique et des études de terrain menées auprès des utilisateurs. Une première enquête en ligne auprès des personnes atteintes de déficience visuelle (300 participants), complétée par des groupes de discussion, a permis d’identifier les principaux points de friction ainsi que les besoins réels en matière d’interaction et d’accessibilité.

Ces résultats serviront de base à la deuxième étape, dédiée au développement de prototypes élaborés à partir des données recueillies.

Enfin, la troisième étape visera à améliorer ces prototypes de manière itérative, grâce à des tests utilisateurs menés avec les utilisateurs cibles, afin d’aboutir à des recommandations pour la conception d’une solution véritablement adaptée à leurs besoins.

Les auteurs remercient Zoé Ferfaille, ingénieure d’étude sur le projet ALIAS, pour sa contribution aux recherches qui sous-tendent l’article. Le projet ALIAS fait partie du Programme de transfert de compétences et de technologies de la recherche dans le domaine de la cybersécurité et implique l’entreprise OpenSezam, l’Université de Poitiers et le CNRS.

Le Programme de transfert de compétences et de technologies de la recherche dans le domaine de la cybersécurité — P1 (ANR-22-PTCC-0001) est géré par l’Agence nationale de la recherche (ANR), qui finance en France la recherche sur projets. L’ANR a pour mission de soutenir et de promouvoir le développement de recherches fondamentales et finalisées dans toutes les disciplines, et de renforcer le dialogue entre science et société. Pour en savoir plus, consultez le site de l’ANR.

Nicolas Louveton est membre de l'université de Poitiers. Il a reçu des financements de l’Agence Nationale de la Recherche au titre de France 2030 portant la référence ANR-22-PTCC-0001.

Cassandre Simon est membre du CNRS et de l'université de Poitiers. Elle a reçu des financements de l'Agence Nationale de la Recherche au titre de France 2030 portant la référence ANR-22-PTCC-0001.