High fat diet & digestion of pythons

Interesting article to appear in Science this week reported in the National Geographic about the swelling of organs in pythons in the after-meal period. Reseachers shows that there is a link between blood high level of fatty acids and the swelling of organs. The purpose of this process is to speed up digestion. The remaining question is how lipids causes the swelling.

Chasse à l'épuisement, running, & évolution de l'homme

Version française de: persistence hunting and a hypothesis about human evolution.

Chasse à l'épuisement (persistence hunting), par un Bochiman du désert du Kalahari:

Ce documentaire est une partie de The Life of Mammals (2002), un film réalisé par David Attenborough, et produit par la BBC et Discovery Channel. 

Quand j'ai vu ce documentaire pour la première fois, certaines émotions et idées liées à la course à pied, qui étaient jusqu'alors assez confuses, sont devenues claires et pleines de significations. Je savais déjà que la chasse à l'épuisement existait, entre autres grâce à la lecture du livre de Christopher McDougall Born to run et du livre de Bernd Heinrich Why we run, mais le fait de le voir a changé quelque chose. 

• Par exemple, je ne fais pas de tour autour d'une piste (un chien ne fait pas naturellement des tours de piste, s'il le faisait vous le prendriez pour un chien névropathe). Je ne vais pas juste courir ou jogger. J'ai besoin de me donner un but, imaginaire ou réel, et de me donner des obstacles à dépasser. Ce but n'est pas abstrait comme un temps, un rythme cardiaque, une distance, mais une action que je peux rapporter à la vie réelle: aller chercher quelque chose, quelqu'un, échapper à quelque chose ou quelqu'un, rattraper quelque chose...
• Je pense que mon lecteur a vu Avatar, de James Cameron. Vous souvenez-vous du moment où Jake Sully vole pour la première fois avec son ikran/banshee ? Il dit : "I was born to do this (J'étais né pour ça.)." C'est exactement ce que je ressens. Je me sens né pour le faire. 
• D'un point de vue plus objectif, tout le monde peut observer qu'on est fait pour courir, que nous avons hérité de dispositions innées liées à la course à pied: des jambes longues, des genoux pour absorber les chocs, un talon pour stabiliser le mouvement, un coeur capable de changer de rythme en fonction de l'effort... Si nous avons toutes ces dispositions, c'est pour une bonne raison. C'est un outil de survie. Personne d'autre ne court comme nous courons, et c'est précisément ce qui nous donne un avantage dans certaines conditions. 
• Cette vidéo m'a permis d'expliquer certains comportements quand je cours. Par exemple, j'aime être silencieux quand je cours, si silencieux que même un chien ne m'entend qu'au dernier moment, qu'au moment où je suis si proche de lui que je pourrais le prendre avec mes mains nues. 
• Cela m'a permis aussi de rendre plus clair certaines expériences plus ou moins religieuses liées à la course. Dans la vidéo, le chasseur se met en transe pour atteindre l'esprit du koudou, se mettre à sa place, et retrouver sa trace. C'est typiquement une expérience religieuse de sortie de l'âme du corps. 
• Cela m'a permis de comprendre aussi pourquoi je n'aime pas tout ce qui peut interférer avec mon attention quand je cours, comme la musique. Courir, c'est être en interaction avec son environnement. Les nerfs sensori-moteurs sous les pieds captent des informations sur la nature du terrain et les transmettent, en retour, le système nerveux central renvoie des commandes pour adapter le comportement du coureur. C'est une interaction un aller-retour incessant entre le sol et nous-mêmes, via nos pieds. Pourquoi voudrais-je interférer avec cette harmonie ? 
• J'ai aussi compris la loi fondamentale de l'alimentation du coureur: il ne faut pas manger quelque chose avant de courir. Être à jeun est l'état naturel de notre corps, il sait le gérer (même si cette capacité se perd dans la société de surabondance qui est la nôtre). Un chasseur (quand son territoire n'est pas confisqué par des trafiquants ou des États non moins criminels) court non pas parce qu'il a un surplein de ressource énergétique à évacuer ou parce qu'il ne désire rien d'autre que les effets bénéfiques de la course à pied, mais pour manger quelque chose. Après avoir couru arrive le festin. Quand nous jeûnons, nous utilisons les lipides comme ressource énergétique. C'est ce pour quoi nous sommes faits. Se gaver de glucides avant un effort, c'est une erreur.

Qu'est-ce que la chasse à l'épuisement ?

La chasse à l'épuisement est une technique de chasse identifiée seulement chez les humains. Il s'agit de la manière la plus ancienne connue d'obtenir un gibier. Il semblerait que les hominidés la pratiquent depuis environ 2 millions d'années. Nous n'avons été qu'occasionnellement des charognards (occasionnellement parce que les autres charognards étaient avantagés par des dispositions de défense/attaque supérieures aux nôtres). Nous n'avons utilisé des armes que très tardivement (la lance est apparue il y a environ 400 000 ans et l'arc 30 000), et de toute façon, elles étaient au départ trop imprécises pour être utilisables en situation de chasse. C'est pourquoi nous avons pratiqué la chasse à l'épuisement. 

Cette technique est une combinaison de course à pied et de traque. La traque servait d'une part à ne pas perdre de vue la proie, mais aussi à l'isoler du groupe auquel elle appartient. La course permettait évidemment de se rapprocher de la proie qui s'enfuyait, mais surtout de l'épuiser. C'est ce qui fait le coeur de la chasse à l'épuisement: on court jusqu'à ce que la bête meurt d'épuisement. Cette disposition est spécifiquement humaine. Si vous avez regardé la vidéo, vous avez remarqué que c'est un exploit à la fois physique et mental. La dimension physique est dans la poursuite, dans l'utilisation de ses mains libres pour transporter de l'eau et dans l'avantage résultat de notre système si particulier de thermorégulation: la transpiration. Mais il s'agit aussi d'un exploit mental : le chasseur brise la volonté de vivre de l'animal. 

Il semblerait qu'actuellement, deux tribus pratiquent encore la chasse à l'épuisement : les Bochimans du Kalahari qui vivent dans la partie Sud de l'Afrique et les Raramuri (connus aussi sous le nom de Tarahumaras), qui vivent dans la partie Nord du Mexique. (Sur la photo, à gauche, l'ultramarathonien Scott Jurek, à côté du célèbre Raramuri Arnulfo Quimare.)

Comment chasser et pourquoi peut-on pratiquer la chasse à l'épuisement ?

Il n'existe pas de manuel pour la chasse à l'épuisement et ce savoir est quasi inaccessible. Certains chercheurs et coureurs contemporains forcenés ont tenté d'en faire l'expérience en utilisant le peu de connaissances dont ils disposaient. Voici quelques témoignages : Fair Chase, Persistence hunting part one, part two, part three, part four par John Durant. Il y a aussi quelques descriptions dans le livre de Christopher McDougall, Born to Run, de Scott Carrier, Running after the antelope (une version audio de son expérience peut être écoutée ici) et dans le livre de Heinrich, Why we run (pp. 128-132).

Pourquoi réussisons-nous à épuiser un animal à un tel point qu'il en meurt ?
Notre premier avantage est la transpiration. La transpiration est la production d'un fluide composé en grande partie d'eau, de minéraux et d'urée. Ce fluide est exécré par des glandes situées sous la peau. Chez l'espèce humaine, la transpiration sert à réguler la température: au fur et à mesure que l'eau s'évapore, la peau est refroidie. Les autres espèces régulent leur température en utilisant les glandes qui se trouvent dans la bouche en halètant. L'eau qui se trouve dans la cavité orale s'évapore, ce qui entraîne une diminution de la température du corps. Nous pouvons chasser jusqu'à l'épuisement total d'un animal, parce qu'en courant, nous obligeons un animal à constamment augmenter sa température, tout en réduisant son temps de récupération. Au bout d'un certain, sa thermorégulation n'est plus à la hauteur de l'effort. Il meurt d'un coup de chaleur interne. Une remarque pour terminer sur ce point. Beaucoup de personnes ne sont pas à l'aise avec l'idée de la transpiration. Je voudrais leur dire qu'il n'y a pas de raison d'en avoir honte, précisément parce que c'est ce qui nous donne un avantage incomparable. Certaines études montrent en effet (c'est une hypothèse parmi d'autres) que la raison pour laquelle nous avons survécu au réchauffement de la planète il y a 50 000 ans et aux conditions difficiles de la vie sauvage, contrairement aux autres espèces humaines qui existaient alors (comme l'homo neandertalis), c'est notre système de régulation de la température interne. Dans une compétition de chasse à l'épuisement, un homo sapiens aurait une proie beaucoup plus rapidement que son concurrent l'homo neandertalis.
Notre deuxième avantage est la bipédie. Les quadrupèdes peuvent se déplacer plus rapidement que nous sur une distance courte. Mais nous avons l'avantage d'avoir des mains libres, ce qui nous permet de transporter des choses. Par exemple, nous pouvons transporter de l'eau, ce qui nous permet de ne pas nous déshydrater complètement. Les autres animaux se déshydratent et ne peuvent lutter contre cette tendance en situation de chasse. Nous pouvons en revanche la stopper.
Un autre avantage est le rythme de notre course à pied. Voir (Bramble & Lieberman 2004). Ils ont comparé la distance parcourue par seconde en fonction des types d'allures pour des animaux <500kg (chevaux), des humains, et des quadrupèdes >65kg. Les chevaux sont très rapides quand ils galopent. Ils peuvent couvrir jusqu'à 11m par seconde, alors que les humains ne dépassent pas 10m ps. Mais il s'agit de la condition du sprint. Le point important est que les chevaux ne peuvent pas galoper très longtemps. Et quand ils ne galopent plus, ils trottent. Quand ils trottent, les chevaux parcourent jusqu'à 6m par seconde. Nous ne pouvons pas sprinter aussi rapidement que les chevaux, mais en revanche nous joggons plus rapidement qu'ils ne trottent. Nous parcourons 7m ps en joggant. Et nous pouvons tenir ce rythme pendant des heures (voir le graphique). Vous avez compris la tactique: un cheval chassé est effrayé, il galope et s'éloigne des chasseurs, puis, à cause de la fatigue, il trotte. Pendant ce temps, les chasseurs humains, distancés par le galop, reviennent à la hauteur du cheval. À ce moment-là, il regalope. Il s'arrête et reprend le trot, les humains reviennent à sa hauteur. Et cette action se répète jusqu'à ce que le cheval s'effondre parce que son état ne lui permet plus de galoper. Un autre point important du papier de Bramble et Lieberman: nous sommes plus rapides en jogging que les quadrupèdes >65kg (ce qui signifie que les hominidés non entièrement bipèdes n'ont probablement pas pratiqué la chasse à l'épuisement).
Notre quatrième avantage est le fait que nous sommes une espèce socialement très développée. Réalisée seul, la chasse à l'épuisement est perdue d'avance. Comme l'écrit Scott Carrier, les animaux sont des proies professionnelles. Elles connaissent les règles du jeu. Elles vont lutter contre la volonté du chasseur de les isoler en allant au milieu du groupe pour ne plus pouvoir être reconnue, les emmener dans des environnements avec des obstacles, etc, pour que tous les efforts des chasseurs soient réduits à néant. C'est pourquoi un chasseur a besoin d'autres partenaires. Pour porter plus d'eau, pour répartir les tâches, pour soutenir le chasseur qui va accomplir la partie finale de la chasse (de 2 à 4 heures de course à pied, après tout la partie d'isolement).
Le cinquième avantage est notre système respiratoire (Bramble & Carrier 1983). Avez-vous déjà observé un chat ou un lapin courir ? D'abord, les pattes antérieures touchent le sol, puis les postérieures. Pendant ce temps, le dos de l'animal est rond. À ce moment-là, les viscères remontent vers le diaphragme qui appuie sur les poumons. Ce qui provoque un rejet de l'air, forçant l'animal à exhaler. Ensuite, l'animal s'allonge après la poussée des pattes postérieures. Là, les viscères sont étirées, elles reviennent vers le bassin et la pression contre le diaphragme cesse. Un appel d'air dans les poumons arrive, l'inhalation commence. Plus le mouvement des entrailles est rapide, plus l'animal peut respirer rapidement. (voir Heinrich 2001, p. 98, 99, 111-119; McDougall 2009, pp. 214sq). Le mouvement ressemble au glissement de l'eau dans une baignoire. McDougall caractérise ce mouvement par "take-a-step, take-a-breath (un pas, une respiration)". Eh bien, cela ne correspond pas du tout à notre manière de respirer. Notre système respiratoire est déconnecté de notre foulée, nous pouvons faire plusieurs pas en inhalant et plusieurs pas en exhalant. L'avantage des autres animaux est qu'ils font une économie d'énergie: un seul mouvement suffit pour faire un pas et respirer. Mais parce que leur thermorégulation est articulée à leur respiration et à leur foulée, paradoxalement, plus ils ont chaud, plus ils doivent aller vite pour se refroidir... jusqu'à ce qu'ils arrivent à leur limite. Ce système ne leur permet pas de courir très longtemps. Aussi atteignent-ils leur limite très rapidement. À 40°, un guépard cesse de courir. Sinon, il meurt. Pour nous, aussi longtemps que nous pouvons transpirer, nous pouvons respirer.

Chasse à l'épuisement et évolution de l'espèce humaine
L'hypothèse de la course d'endurance et la chasse à l'épuisement
L'hypothèse de la course d'endurance soutient que certains traits identifiables chez les membres de l'espèce humaine peuvent être expliqués comme étant des adaptations pour la course sur longue distance. Sur l'article Endurance running hypothesis de Wikipedia, on trouve les aspects suivants :

• Grande abondance de glandes servant à la transpiration, et fonction thermorégulatrice de la transpiration.
• Des doigts de pied courts (les longs sont plus appropriés pour la marche) (voir Campbell et al 2008). 
• Des muscles glutéaux très développés.
• La tendance des humains à participer à des événements running de longue distance comme les marathons et les ultramarathons.
• Capacité à stocker les lipides (et à les utiliser comme ressource énergétique).
• Difficultés à faire face à un régime de vie sédentaire (obésité, pathologies liées au diabète).

Je n'ai pas inclus la dernière car elle n'est vraiment pas claire (capacité à respirer par la bouche pendant la course? Qu'est-ce que l'auteur de l'article veut dire ?). Peut-être que les auteurs ont voulu dire que les homines sapientes ont une disposition aérobique (capacité à utiliser l'oxygène pour générer de l'énergie pendant un effort long) en plus de leur disposition anaérobique (capacité à utiliser des ressources énergétiques via une fermentation des saccharides -les sucres-, sans oxygène, pour un effort court). Il faut aussi ajouter (Bramble & Lieberman 2004):

• Le ligament nuchal. Sa fonction consiste à stabiliser la tête quand un animal court. Les espèces animales qui courent (chevaux, chiens) ont ce ligament. Les espèces qui marchent, comme les chimpanzés, n'en ont pas. C'est un trait distinctif des espèces qui courent. 

L'avantage en matière grise de la chasse à l'épuisement

Si vous vous êtes intéressé à l'évolution de la tête des humains, vous savez que sa taille a augmenté soudainement il y a environ 2 millions d'années. Cette implique deux choses: i) puisque le cerveau est un élément du corps extrêmement coûteux en énergie, alors cela signifie que les humains doivent avoir à disposition une ressource énergétique importante ; ii) certaines parties du cerveau sont peut-être plus développées (ce qui a peut-être pour conséquence une redistribution ou réorganisation des fonctions et de la structure) chez l'individu dont la taille du cerveau a augmenté par rapport aux parties du cerveau des individus de l'espèce dont ils dérivent et dont la taille du cerveau est inférieure.

Il y a 2 millions d'années les hominidés appartenaient à l'australopithecus genus (qui est apparu 3 millions d'années plus tôt, c'est-à-dire il y a 5 millions d'années). Parmi les traits distinctifs de ce genre on trouve les traits suivants : puissantes et grandes mâchoires, taille du cerveau assez petite, intestins très longs. Pourquoi ? Pour digérer des plantes particulièrement fibreuses, qui lui fournissaient la ressource énergétique dont il avait besoin. Mais il y a 2 millions d'années, c'est le moment de la transition entre l'australopithecus genus et l'homo genus, via homo ergaster et homo erectus, les premiers hommes parmi les hominidés. Qu'est-ce qui les différencie ? Un cerveau plus gros, des intestins plus courts, des mâchoires assez petites avec des dents pour déchirer, une position debout. Pourquoi ? Parce qu'ils avaient trouvé une nouvelle ressource énergétique. Laquelle ? La viande fraîche. Elle est plus facile à digérer que les plantes (qui n'ont strictement rien à voir avec les variétés domestiquées que nous trouvons dans nos assiettes), et contient plus, par unité comparable, de ressource énergétique qu'une plante. Comment avons-nous obtenu cette viande fraîche ? Par la chasse à l'épuisement.

Avec la chasse à l'épuisement les premiers hommes possédaient une ressource énergétique plus compacte pour combler les grands besoins du cerveau. (Liebenberg 1990), dans un geste audacieux, lie le sort de la chasse à l'épuisement à l'évolution de la culture moderne (art et science), mais puisque je n'ai pas lu ce livre, je ne vais pas m'aventurer dans ses hypothèses et ses conclusions. Remarquez tout de même que des études (Brower 2006; Leakey 1992, pp. 257-258) montrent que, contrairement aux membres de l'australopithecus genus, homo erectus et ses descendants les plus directs possèdent l'aire de Broca (région du cerveau requise pour la disposition du langage), et qu'une autre montre que les homines erectes furent les premiers à vivre en petite tribu d'une manière semblable aux chasseurs-cueilleurs modernes.

Bibliographie

Bramble, Dennis M., and Carrier, David R. (1983). Running and Breathing in Mammals. Science 219: 251-256.

Bramble, Dennis M. & Lieberman, Daniel E. (2004). Endurance running and the evolution of Homo. Nature, 432: 345-353. 

Boehm, Christopher (1999). Hierarchy in the forest: the evolution of egalitarian behavior. Cambridge Mass.: Harvard University Press.

Bower, Bruce (2006). "Evolutionary Back Story: Thoroughly Modern Spine Supported Human Ancestor". Science News Online 169 (15): 275. 

Campbell, Rolian, Lieberman, Daniel E., Hamill, Joseph, Scott, John W., Werbel, William (2009) Walking, running and the evolution of short toes in humans. The Journal of experimental biology, 212, 713-721.

Carrier, David, R.(1984). The energetic paradox of human running and hominid evolution. Current Anthropology, 25:4. 

Carrier, Scott (2001). Running after Antelope. Counterpoint Press.

Heinrich, Bernd (2002). Why we run. A Natural History. New York: HarperCollins Publishers.

Leakey, Richard (1992). Origins Reconsidered. New York: Anchor.  

Liebenberg, Louis 1990. The Art of Tracking: The Origin of Science. David Philip.

Liebenberg, Louis (2006). Persistence Hunting by Modern Hunter-Gatherers. Current Anthropology, 47:6.

Liebenberg, Louis (2008). The relevance of persistence hunting to human evolution. Journal of Human Evolution, 55: 1156-1159.

McDougall, Christopher (2009). Born to Run: A Hidden Tribe, Superathletes, and the Greatest Race the World Has Never Seen. New York: Knopf.

Persistence hunting and a hypothesis about human evolution

English version of Chasse à l'épuisement, running, & évolution de l'homme. 

Persistence hunting by a Kalahari bushman:

This video is part of David Attenborough's The Life of Mammals (2002), a nature documentary produced by the BBC Natural History unit with Discovery Channel. 

When I first saw this documentary all sort of things came to my mind. I already knew that persistence hunting existed, thanks to Christopher McDougall's book Born to run and Bernd Heinrich's Why we run. But when I saw it, confused feelings and thoughts about running became focused. 

• I don't just run. I don't go around a track, I go everywhere, I try to find obstacles (anything in my environment), I give myself an imaginary or actual goal, that has something to do with real-life situation: going somewhere, finding someone or something, etc. I can't run if I don't have a practical goal. Not a time, a heart rate, a distance, or an energy consumption, I care not about them. But I need to give myself something to do. The hunter doesn't run randomly, he has a purpose.
• I assume many of you have watched Avatar. Remember the moment where Jake Sully says that he felt he was borned to fly the banshees/ikran ? I get exactly the same feeling when I run. That I was born to do this. I feel right in place.  
• In a less subjective note, some things about what we are as a species made sense. I knew that we were built to run: long legs, knees to absorbe shocks, heart's ability to change its rythm, etc. I knew that if we had those, it must have been for a good reason. But there was the answer: it's a survival tool. Nobody can run like us, that's what gives us an advantage. 
• I remembered some playful tricks I usually do when I run, e.g., be silent while running, so silent even a dog can't hear me coming until I'm right behind him, so close I could catch him with my bare hands. 
• The transe of the hunter reminds of mystical and religious feelings and thoughts while running (e.g., when running in harsh conditions, I can't help but thinking that I'm doing a Man versus Nature contest; or the sensation of floating, as it is described by Marshall Ulrich in Running on Empty; etc).
• I could understand my dislike of listening to music when I run or of anything that can cut me from my environment. Running is an interaction between your body and the world. Your nervous system gives information about the world through the nerves implantation in your feet, and your central system gives commands to your body to adapt to your environment. It's an harmony. Why would I want to interfere with that ? I need to be with myself when I run. 
• I understood right to the point a fundamental law of nutrition and metabolic functions: you don't need to eat before running. Starving has been (and is still in some part of the world) the normal state of our metabolic system. Hunters ran and still run (when their territory isn't destroyed or confiscated by whatever criminal groups or States), because they need to eat, not because they had some superflous energy to spend or because they craved the health benefits of running. After running comes the feast. While fasting, we use fats as an energy source. That's what we were designed by natural evolution to do. We don't need to eat that much and certainly don't need sport drinks or a specific athlete diet. Even in harsh conditions, we can survive and be a lethal weapon.

What is persistence hunting ? 

Persistence hunting is a human hunting technique. It's the oldest known to man way to get fresh meat. Hominids seem to do persistence hunt since 2 millions years. We weren't scavenger (well sometimes we were, but very occasionally) because we weren't the biggest cat in town. And weapons came very late (spears around 400 000 years ago; bow and arrow 30 000) and were too unaccurate to be really useful. So we did persistence hunt. It's a combination of running and tracking. Tracking allows the hunters to keep track of the prey and to isolate it from the group. Running is not only to get close to the prey, but to exhaust it. That's the whole point of persistence hunting: run an animal to death. We can do that, we're the only species on earth that can run an animal to death. If you have seen the video, it's a 50% mental and 50% physical prowess. The hunter uses his perspiration and free hands's advantage. That's the physical part. But it's also a mental game. The hunter breaks the will to live of the animal.

As far as our knowledge goes, only two tribes seem currently to still practice persistence hunting: the Kalahari bushmen of the southern part of Africa (as seen in the video) and the Raramuri (also known as the Tarahumaras) of the Northern Mexico. (In the photo on the right, ultramarathoner Scott Jurek and the famous Raramuri Arnulfo Quimare.)

How to hunt and why can we ?

There is no persistence hunting manual. This knowledge is almost extinct. But some contemporary researchers and runners tried it. There are some online testimonies: Fair Chase, Persistence hunting part one, part two, part three, part four by John Durant. You can also find some description in Christopher McDougall's Born to Run, and Scott Carriers's Running after the antelope (an audio version of Carrier's book can be found here), Heinrich's Why we run (p. 128-132). 

So why can we run a animal to death ? As I said, first because we possess the finest thermoregulation on earth, second, because our hands are free, third, because we are fast on long distance, fourth because we are a social species, fifth because our respiration is disconnected from our running movements. 

Perspiration is the production of fluid that consists primarily of water and some chlorids. They are execreted by sweat glands in the skin of mammals. In the human species, perspiration is a thermoregulation system: as the water evaporate, the skin is cooled down. Other species thermoregulate using their glands in their mouth by panting. They evaporate the water in the oral cavity, which decreases the body temperature. So why can we run a animal to death? Because, in persistence hunting, we constantly increase his body temperature while reducing is recovery/panting time. At the end, his body cannot cope with the effort. They die of heatstroke. A lot of people are not comfortable with sweating during an effort. I would say to them that there is no reason to, because it's a matchless advantage. Some argue (it's an hypothesis amongst others) that the reason why we are alive and Homo neandertalis (a species, with strong, huge and highly sophisticated from a cultural viewpoint individuals) disappeared is that they could not cope with the global warming of Earth 50 000 years ago, because their thermoregulation system was not efficient enough. In an endurance running competition with Homo sapiens, we would run a lot faster than they were in long distance. We would get our prey long before they could. 

Our hands are free, contrary to quadrupedes, thus we can carry thing, like water. Quadrupeds are faster than we are on short distance, we have an advantage with the ability to carry things. With water, we can refresh, replenish our stock of body-water. We can run an animal to death, because other animals can't cover the loss of water, they drain water faster than they can replenish their stock. We can stop this depletion.  

We're fast on long distance thanks to our pace. See (Bramble & Lieberman 2004) They compared the stride lengths of humans and horses (quadruped <500kg). Horses are really fast when they gallop. They can cover up to 11m per second, while humans can cover up to 10m per second in a sprint. But the point is that horses can't sustain over a long time speed gallop. When they can't gallop anymore, they trot. When they trot, they cover up to 6m per second. We can't run as fast as horses, but at an average jog, that we can sustain for hours, we can cover up to 7m per second (see the graphic from Bramble & Lieberman 2004). You see the tactics: the horse is frightened and run for his life for a few kilometers. We run not fast enough to stay at his level, but to keep him in sight and compell him to gallop regularly. Then, meters after meters, we get closer and closer until he is tired enough not to be able to gallop anymore. Another point on Bramble & Lieberman paper: we are faster than quadrupeds >65kg (e.g. chimpanzees) at this game.  

We're a social species. Alone, persistence hunting is a losing game. As Scott Carrier says it, animals are professional preys. They know their stuff. They will struggle against our will to isolate them, they will go in the middle of the tribe so that no one can recognize them, and that hunters' efforts are nothing but a waste of time and energy. That's why we need other humans. They will keep the prey isolated, carry some extra-water, etc, so that the runner can carry on his duty at the final point of the hunt (the last two or four hours of running). We can run an animal to death because we're an extra-organized species.  

Our breathing technique is different from other species (Bramble & Carrier 1983). Have you ever seen a rabbit or a cat running? First, they anterior legs touch the ground, then the posterior. While they're doing so, their back is round. At this point, the guts are pushing against their rib cage and lungs, forcing the air to go out, the animal to exhalate. Second, they elongate, the guts are stretched, pushed back against the pelvis and pressure against the lungs stops. At this point, a call for air is provoked and inhalation begins. The faster the movement of the guts, the faster they can breath. (See Heinrich 2001, p. 98, 99, 111-119; McDougall 2009, pp. 214-). As McDougall puts it, it's a "take-a-step, take-a-breath" coordination. Well it's not the case for us. Our breathing is disconnected from our stride. We can do several strides while inhaling. The whole point of other species breathing is that they save energy, their technique does not require a specific movement for breathing, as we do. But because they cool down by panting, their thermoregulation is entirely locked to their breathing system. It's more economic but less efficient. Indeed, if their temperature is skyrocketting during an effort, it means that for decreasing the temperature, they have to pant more. But to pant more, they have to run faster. But if they run faster, their temperature increases! Thus, it's less efficient than the functioning of our breathing/thermoregulation system. Once a cheetah reaches 40 degrees (celsius), it refuses to continue. The system shut down, it stops running. If not it dies. Well, for us, as long as we sweat, we can continue breathing at heart content.

Persistence hunting and evolution

Persistence hunting and the endurance running hypothesis

The endurance running hypothesis states that some human features can be explained as adaptation for long-distance running. What are those features ? In Wikipedia's entry Endurance running hypothesis, you can find the following:

• Hairlessness and an abundance of sweat glands, as a heat loss mechanism.
• Short toes. (See Campbell et al 2008).
• Large gluteal muscles.
• Human aptitude for endurance events such as ultramarathon
  
• Increased bodyfat.
• Long legs with springy tendons (no tendons in walking species, like chimpanzees).
• Intolerance of sedentary lifestyle, regarding obesity and diabetes related pathologies

I deleted the last one (ability to breath through the mouth while running), because it doesn't make sense. Maybe they meant that homo sapiens has an aerobic capacity (capacity to use oxygen to burn fuel during physical activities), that asks for breathing, required for any effort covering a long period (unlike anaerobic capacity -also possessed by hominids-, where the organism fuels on a biological process -anaerobic metabolism- by which saccharids -sugars- in the body are converted into fuel and lactate through a fermentation, in the absence of oxygen). And there's more to it (Bramble & Lieberman 2004):

• The nuchal ligament. This ligament is used to stabilize the head when an animal is running fast. It's attached to the posterior tubercule of the atlas and to the spinous processes of the cervical vertebrae. Dogs and horses got this one. Walking species, like chimpanzees, don't. This ligament typically identifes a species as a running one (thus, not a walking species).

The brainy advantage of persistence hunting

If you study the evolution of the brain of hominids, you know that the size of the brain increased suddenly 2 millions years ago. An increase means that i) the individual with an increased brain size has to find new supplies to provide energy resources (because the brain requires high amount of energy); ii) some aeras of the brain are more developped in this individual (requiring perhaps a reorganisation of the brain) than in the brain of the members of the species from which it derives.

2 millions years ago, the hominids pertained to the australopithecus genus (who appears 3 millions years before, i.e., 5 millions years ago). His features were, among others, giant jaws, tiny brain, and very long intestines. What for? To digest fibrous plants. But 2 millions years ago, it's the transition between australopithecus genus and homo genus, via homo ergaster and homo erectus. What happened? Their intestines were shorter, they standed up, they had tearing teeth, and their brain became bigger. Why? Because they found a new energy source. Which one? Fresh meat. It's easier and faster to digest, and per unit, it contains more energy resources than plants (which differed strongly from the domestic species we know). How did we get fresh meat? Persistence hunting.

With persistence hunting, we could supply more energy resource to feed our brain. And the benefits were increased sophistication of our mind. (Liebenberg 1990) boldly ties up hunting and the evolution of modern culture, e.g. science and art, but I never actually read it. So I won't venture any statements on that subject. However, a study (Brower 2006; Leakey 1992, pp. 257-258) shows that, contrary to members of australophitecus genus, homo erectus and his most direct descendants possessed the Broca's area (region of the brain required for sophisticated and articulated language ability) and another (Boehm 1999) that they were the first to live in small band societies similar to modern hunter-gatherer groups .

Bibliography

Bramble, Dennis M., and Carrier, David R. (1983). Running and Breathing in Mammals. Science 219: 251-256.

Bramble, Dennis M. & Lieberman, Daniel E. (2004). Endurance running and the evolution of Homo. Nature, 432: 345-353. 

Boehm, Christopher (1999). Hierarchy in the forest: the evolution of egalitarian behavior. Cambridge Mass.: Harvard University Press.

Bower, Bruce (2006). "Evolutionary Back Story: Thoroughly Modern Spine Supported Human Ancestor". Science News Online 169 (15): 275. 

Campbell, Rolian, Lieberman, Daniel E., Hamill, Joseph, Scott, John W., Werbel, William (2009) Walking, running and the evolution of short toes in humans. The Journal of experimental biology, 212, 713-721.

Carrier, David, R.(1984). The energetic paradox of human running and hominid evolution. Current Anthropology, 25:4. 

Carrier, Scott (2001). Running after Antelope. Counterpoint Press.

Heinrich, Bernd (2002). Why we run. A Natural History. New York: HarperCollins Publishers.

Leakey, Richard (1992). Origins Reconsidered. New York: Anchor.  

Liebenberg, Louis 1990. The Art of Tracking: The Origin of Science. David Philip.

Liebenberg, Louis (2006). Persistence Hunting by Modern Hunter-Gatherers. Current Anthropology, 47:6.

Liebenberg, Louis (2008). The relevance of persistence hunting to human evolution. Journal of Human Evolution, 55: 1156-1159.

McDougall, Christopher (2009). Born to Run: A Hidden Tribe, Superathletes, and the Greatest Race the World Has Never Seen. New York: Knopf.

Journée à la mémoire de Marie-Claude Lorne

L'IHPST organise une journée à la mémoire de Marie-Claude Lorne. Une brève présentation de ses travaux et de sa vie, et des hommages peuvent être lus ici et ici.

Chimpanzees : learning and language

PRESTIGE AND LEARNING

Here is the abstract of a very interesting article written by Victoria Horner1, Darby Proctor1, Kristin E. Bonnie, Andrew Whiten, Frans B. M. de Waal, about some social aspects in learning, for chimp. The (free access) article can be read here : Prestige Affects Cultural Learning in Chimpanzees.

Humans follow the example of prestigious, high-status individuals much more readily than that of others, such as when we copy the behavior of village elders, community leaders, or celebrities. This tendency has been declared uniquely human, yet remains untested in other species. Experimental studies of animal learning have typically focused on the learning mechanism rather than on social issues, such as who learns from whom. The latter, however, is essential to understanding how habits spread. Here we report that when given opportunities to watch alternative solutions to a foraging problem performed by two different models of their own species, chimpanzees preferentially copy the method shown by the older, higher-ranking individual with a prior track-record of success. Since both solutions were equally difficult, shown an equal number of times by each model and resulted in equal rewards, we interpret this outcome as evidence that the preferred model in each of the two groups tested enjoyed a significant degree of prestige in terms of whose example other chimpanzees chose to follow. Such prestige-based cultural transmission is a phenomenon shared with our own species. If similar biases operate in wild animal populations, the adoption of culturally transmitted innovations may be significantly shaped by the characteristics of performers.



LANGUAGE

It is believed that language is the privilege of the human species. Well, this belief may be wrong :

Mirror Neurons observed in human action.

In Current Biology, a nice study of mirror-neurons (about mirror neurons). Mirror-neurons were directly observed in certain species of primates, but not in humans. Here is a study that shows, as believed previously to this experiment, that mirror-neurons fire when a human acts and when he/she observes another human acting : Single-Neuron Responses in Humans during Execution and Observation of Actions.

Une somme en français sur le darwinisme contemporain

Les Mondes darwiniens (Syllepses, 2009, 30 euros), sous la direction de Thomas Heams, Philippe Huneman, Guillaume Lecointre, Marc Silberstein, est une somme sur le darwinisme contemporain, y compris bien sûr les aspects théoriques fondamentaux (fonction, variation, espèce, etc), mais aussi l'enseignement de la théorie de l'évolution, le débat entre le créationnisme et le darwinisme, l'application du paradigme darwinien à d'autres champs de recherche (morale, éthique, linguistique, sciences humaines, etc). Une cinquantaine d'auteurs ont participé à la réalisation de cet ouvrage, indispensable pour tous les chercheurs et les étudiants travaillant sur des questions liées plus ou moins directement au darwinisme.

Notez que le livre est accompagné par un site intéressant : lesmondesdarwiniens, et que Florian Cova a réalisé un compte-rendu du livre sur NonFiction.

Robert Sapolsky on the uniqueness of humans

Robert Sapolsky, a neurobiologist, is giving a lecture about the uniqueness of humans.



Discovered at OpenCulture.

Philosophy and Human Evolution. Is it right to Clone a Neandertal ?

As it is shown in "Should we clone neandertals", we are facing a unique moment in the human history : the possibility to give a second chance to an old relative of ours, Homo neandertalensis, is within our reach. In the article, the author, Zach Zorich, analyses several issues concerning this possibility : biological, ethical and legal.


First things first. How are we (Homo sapiens) related to Homo neandertalensis ?

Our direct and common ancestor is Homo heidelbergensis, an extinct species of the genus Homo, who lived less than 1 million years ago. Sometimes in the last 450 000 years, Homo neandertalis appeared and became distinct from Homo heidelbergensis. Neandertals may have disappeared 35 000 years ago. The modern Homo sapiens may have appeared 160 000 years ago and is now the only living species of the genus Homo.


Why re-create Neandertals ?

Scientists have two reasons :

1. Knowledge : the more we know about Homo neandertalensis, the more we know about Homo sapiens. By re-creating a Neandertal, we can have the answers of many questions concerning our species and the genus Homo : Did all the members of Homo possess language ? (The fact that Homo neandertalensis possess the genetic ability -he possess the gene FOXP2-  is not a sufficient for having a language -birds have FOXP2 too-.) Were all members of Homo able to produce highly sophisticated reasonings ? Who was the smarter ? And so on.
2. Therapy : If Homo neandertalensis is sufficiently distinct from us, he may be immunized to Homo sapiens specific diseases, such as HIV, Polio... Neandertals cells would be use to find cure, through gene treatments.

How can we re-create Neandertals ?

If the author asks the question "Should we Clone Neandertals ?", it is because he is taking seriously the latest technical progress, which put in our hands the very possibility to do so. According to the author, there are several possibilities : altering the DNA of the Neandertals to make it compatible with a living human cell (but this would required, according to George Church, a professor of genetics at Harvard Medical School, "10 million changes to make a modern human genome match the Neanderthal genome") ; transfering the DNA of the Neandertal in an donor egg, from which the cell's genetic material has been removed (but most frequently, the cell dies) ; creating stem cells that have Neandertals' DNA, and, from the state of pluripotency of the cell, creating parts of a body or a living Neandertal. And it is highly probable that this last solution may work.

Are the reasons to clone Neandertals sufficient to do so ?

The author shows several arguments against the cloning of a Neandertal. For Bernard Rollin, a bioethicist and professor of philosophy at Colorado State University, it would be unfair to put a human into an environnment in which he does not belong. That is precisely why scientists considered the possibility to clone not only one, but a group of Neandertals, and the possibility to re-create their entire environnment. But is it right ?

For Lori Andrews, a professor at Chicago-Kent College of Law, the fact that the Neandertal has access to human rights will automatically undermined the reasons why he has been created. Well, if cloning a Neandertal is not a paradox, I am no philosopher. From a scientific, medical, and legal point of view, if a Neandertal is cloned, since he has access to every human rights, he cannot be experimented upon and studied according to the willing of the scientists. Thus the reason why scientists want the Neandertal to be cloned is the cause that he can neither be the object of scientific and medical experimentations. Even the success or the failing of the cloning is a paradox : from a legal and ethical point of view, if we succeed to clone a Neandertal, then, since he has immediate access to human rights, it is not right. But if the cloning fails, since he has immediate access to human rights, he is the victim of a murder.

This is why the alleged-reasons are not sufficient. But, since a mammoth is currently being cloned or will soon be, some scientists do not see why we should not clone a Neandertal...

Altruistic Behaviours and Insects.

We all know that certain species of animals which can have a social life are altruistic : human, elephant... All are vertebrate and mammals. But what about invertebrate ?


We know that certain species of social insects can have altruistic behaviors. The example of the kamikaze bees is well-known (Hamilton, 1964). The behavior of the bees can be explained altruistically : they are dedicated to their community. And despite the fact that this behavior can contribute to the extinction of the species, the sterile kamikaze bees have a genetic material which is selected by evolution. Since the bees have only one set of chromosomes (the same mother, no father), they have a common genetic heritage with their sisters. This is precisely why it is interesting for them to sacrifice themselves rather than trying to preserve themselves. By sacrificing themselves, they lose their genetic material, but they save the one of their sisters. Of course, this type of selection may be applied to human being, more specifically, in the context of parental love.

Jurgen Heinze and Bartosz Walter decided to study a difficult case -difficult because occasional, non-systematic, and difficult to predict- : why, in certain cases, an individual from a certain society isolate himself from the others, in order to die ? The question is quite general because it can be applied to elephants, human beings and other species. But they did a thorough examination of the question with the help of a colony of ants (Temnothorax unifasciatus).

They introduced in the vivarium a lethal parasitic fungus called Metarhizium anisopliae. And the result of the observation is univocal : a large part of the workers who died from the fungal infection left the colony before death (hours or days before), and died isolated, far from the colony.

But the researchers had to make sure that the fungus was not the cause of this behavior. Because it is a parasite that manipulates the host to improve its transmission. It happens that this fungus "transforms" the ants into zombies, impelling them to climb up a stem where they die. From this elevated position, in the wind, the fungus is well distributed to others. But, by exposing the surviving ants to CO2, and significantly reducing the lifespan of the ants, they observed that ants left the colony before death took hold (which leads to the interesting observation that agonizing ants are not carried away from the colony by others, they leave by themselves). Thus, this altruistic behavior is not caused by the manipulation of the fungus, but by death.

But why can this behavior be considered "altruistic" ? I think that the researchers used a very intuitive definition of altruism : a behavior is said to be altruistic if the consequences of the behavior are the well-being of the others rather than its own. In this case, the consequences of the dying ants are the well-being of the others ants, rather than death in a social environment. The dying ants leave the colony and face death alone rather than risking to infect the others. They may struggle against the impelling need to climb up a stem, as the parasite required, to face death in a remoted and isolated area. Behaving this way, they are choosing the well-being of the others rather its own.


Hamilton, W.D. 1964. "The Genetical Evolution of Social Behaviour". I & II. Journal of Theoretical Biology, 7 pp.1-52.

Chapuisat, M. 2010. "Social Evolution: Sick Ants Face Death Alone". Current Biology, Volume 20, Issue 3, pp. 104-105.

See also : Current Biology and a summary at the BBC website.

Constructivisme versus Naturalisme sur la question de la maternité

Un entretien très intéressant avec Sarah Blaffer Hrdy, auteur de Mother Nature: A history of mothers, infants and Natural Selection (1999) et Mothers and Others: The Evolutionary Origins of Mutual Understanding (2009), sur le site Biblios, à propos de son approche naturaliste sur la question de la maternité et des problèmes posés par l'approche constructiviste d'Elisabeth Badinter : réponse à Elisabeth Badinter.

Maj. :
1) Un entretien d'Elisabeth Badinter, "Tyrannie de la maternité", qui répond à Sarah Hrdy.
2) Merci à Florian Cova, Laura-Maï Gaveriaux et Jennie Gellé pour le débat passionnant sur Facebook !