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Anterior dental loading and root morphology in Neanderthals
No full textDistinguer les incisives et canines des Néanderthaliens de celles des hommes modernes peut représenter un défi dans le cas de dents isolées trouvées dans des collections de musée, ou provenant de contextes stratigraphiques perturbés. De plus, la morphologie de la couronne ne peut être utilisée dans le cas de dents fortement usées. Une étude préliminaire basée sur des échantillons limités et des mesures linéaires (Bailey, 2005) propose que la longueur des racines dentaires à elle seule permet de discriminer taxonomiquement les Néanderthaliens des hommes modernes du Paléolithique supérieur et actuels. Cette thèse teste cette hypothèse pour un échantillon de Néanderthaliens et d'hommes modernes, plus large géographiquement et chronologiquement, en utilisant la micro-tomographie. En plus de l'intérêt taxonomique d'explorer la taille et la forme des racines, nous discutons les implications fonctionnelles de la morphologie racinaire des dents antérieures dans le contexte de l'hypothèse des " dents-utilisées-comme-des-outils ", et des activités para-masticatrices. La première partie a été publiée comme suit : Le Cabec, A., Kupczik, K., Gunz, P., Braga, J., and Hublin, J.J. (2012). Long Anterior Mandibular Tooth Roots in Neanderthals Are Not the Result of their Large Jaws. Journal of Human Evolution, pp. 63, 667-681. DOI: 10.1016/j. jhevol.2012.07.003. Cette partie valide la longueur des racines dentaires en tant qu'outil taxonomique pour distinguer les Néanderthaliens tardifs des hommes modernes du Paléolithique Supérieur et récents. En dépit de l'absence de corrélation entre la taille des racines et la taille de la symphyse mentonnière, les Néanderthaliens ont de grandes racines, pour la taille de leurs mâchoires. Il est alors proposé que les courtes racines des hommes modernes récents résulteraient d'une allométrie négative. La seconde partie a été publiée comme suit : Le Cabec, A., Gunz, P., Kupczik, K., Braga, J. and Hublin, J.J. (2013). Anterior Tooth Root Morphology and Size in Neanderthals: Taxonomic and Functional Implications. Journal of Human Evolution, 64, pp. 169-193. DOI: 10.1016/j. jhevol.2012.08.011. La morphologie racinaire est étudiée à travers un large échantillon d'hominidés fossiles et actuels, couvrant une large période chronologique et une vaste zone géographique. Les plus grandes longueurs racinaires observées chez les Néanderthaliens peuvent avoir résulté de la rétention d'une condition ancestrale. L'attribution taxonomique débattue de certains spécimens est discutée à la lumière de la morphologie racinaire des dents antérieures et montre que la longueur racinaire seule ne devrait pas être considérée comme suffisante pour une diagnose taxonomique. La fréquente présence d'hypercémentose et sa distribution non-homogène autour de l'apex racinaire pour les dents antérieures des Néanderthaliens pourrait refléter le régime de charge exercé sur les dents antérieures, probablement utilisées comme une troisième main.Distinguishing Neanderthal and modern human incisors and canines can be challenging in the case of isolated teeth found in museum collections, or from unclear stratigraphic contexts. In addition, the crown morphology cannot be used in the case of heavily worn teeth. A preliminary study based on limited samples and linear measurements (Bailey, 2005) proposed that root length alone can taxonomically discriminate Neanderthals from Upper Paleolithic and extant modern humans. This thesis investigates whether this remains true for a broader chronological and geographical sample of Neanderthals and modern humans, using micro-computed tomography. In addition to the taxonomic interest of investigating root size and shape, we discuss the functional implications of the anterior root morphology in the context of the 'teeth-as-tools' hypothesis and of para-masticatory activities. The first part was published as: Le Cabec, A., Kupczik, K., Gunz, P., Braga, J., and Hublin, J.J. (2012). Long Anterior Mandibular Tooth Roots in Neanderthals Are Not the Result of their Large Jaws. Journal of Human Evolution, 63, pp. 667-681. DOI: 10.1016/j.jhevol.2012.07.003. This part validates root length as a taxonomical tool to distinguish late Neanderthals from Upper Paleolithic and recent modern humans. Despite the absence of correlation between root size and symphyseal size, Neanderthals have large roots for the size of their jaws. It is hypothesized that the short roots of extant modern humans result from a negative allometry. The second part was published as: Le Cabec, A., Gunz, P., Kupczik, K., Braga, J. and Hublin, J.J. (2013). Anterior Tooth Root Morphology and Size in Neanderthals: Taxonomic and Functional Implications. Journal of Human Evolution, 64, pp. 169-193. DOI: 10.1016/j. jhevol.2012.08.011. Root morphology is explored across a chronologically and geographically large sample of fossil and extant hominids. Longer roots in Neanderthals may have resulted from the retention of an ancestral condition. The debated taxonomic attribution of some specimens is discussed in light of anterior tooth root morphology and shows that root length alone should not be sufficient for taxonomic diagnosis. The frequent presence of hypercementosis and its non-homogeneous distribution around the root apex in Neanderthal anterior teeth could reflect the loading regime exerted on the front teeth, likely used as a third hand
3D enamel thickness in Neandertals and Homo sapiens permanent lower canines
No full textOver the last decades, the growing support of 3D data has led to develop comparative morphometric and qualitative methods to
increase the number of fossils suitable for more comprehensive dental analysis [1]. Enamel thickness figures prominently in studies
of human evolution, particularly with hominoid taxonomy, phylogeny, and paleodiet [2, 3]. Attention has focused on molar
teeth, recently utilising advanced technologies with novel protocols [3]. Despite important results achieved thus far, further work
is needed to investigate all tooth classes. We apply a recent approach developed for anterior teeth [4] to investigate 3D enamel
thickness of hominin canines. MicroCT data of 38 unworn/lightly worn Homo sapiens (Early: n= 4; Upper Paleolithic: n=4; Recent:
n=21) and Neandertal (n=9) permanent lower canines were segmented using Avizo 7 to reconstruct 3D digital models of the
teeth. The cervical line was digitized on each 3D model using the spline function in Rapidform XOR to separate crown from root
dentine. Volumes of enamel and of crown dentine, and the enamel-dentine junction surface were measured to compute Relative
Enamel Thickness (RET). Mean RET value for Neandertals (12.7±1.8) falls below the mean computed for H. sapiens (Upper Paleolithic=
15.6±2.9; Early=14.0±1.9; Recent=15.5±2.6). Results of the permutation test between Neandertal and recent humans
support the significant difference in RET (p=0.0055), a useful index for the taxonomic discrimination between modern humans
and Neandertals. This preliminary study confirms this trend for lower permanent canines [2], using a 3D protocol which is reproducible,
has little subjectivity, and is particularly effective for the uneven contour of cervical enamel in anterior teeth. In recent
literature, although the majority of datasets are based on micro-CT scans, the analysis of dental tissues in Neandertal and H. sapiens
permanent lower canines have been performed on virtual longitudinal sections [2, 5]. Our preliminary 3D analysis of permanent
lower canines support the general findings that Neandertal have thinner enamel than H. sapiens, as observed in molars. Future
contributions will incorporate increased sample sizes and include worn teeth to investigate whether the RET index continues to
discriminate between Neandertal and H. sapiens canines.
Acknowledgements: We thank all the curators and collaborators that granted us access to the dental material and the CT-operators
at MPI-EVA.
References:[1] Le Cabec, A., Tang, N., Tafforeau, P., 2015. Accessing Developmental Information of Fossil Hominin Teeth
Using New Synchrotron-Microtomography Based Visualization Techniques of Dental Surfaces and Interfaces. PLoS ONE 10(4):
e0123019. doi:10.1371/journal.pone.0123019[2] Smith, T.M., Olejniczak, A.J., Zermeno, J.P., Tafforeau, P., Skinner, M.M.,
Hoffmann, A., Radovcic, J., Toussaint, M., Kruszynski, R., Menter, C., Moggi- Cecchi, J., Glasmacher, U.A., Kullmer, O.,
Schrenk, F., Stringer, C., Hublin, J.-J., 2012. Variation in enamel thickness within the genus Homo. J. Hum. Evol. 62,395e411.[3]
Olejniczak, A.J., Smith, T.M., Feeney, R.N.M., Macchiarelli, R., Mazurier, A.,Bondioli, L., Rosas, A., Fortea, J., de la Rasilla, M.,
Garcia-Tabernero, A., Radovcic, J., Skinner, M.M., Toussaint, M., Hublin, J.-J., 2008. Dental tissue proportions and enamel
thickness in Neandertal and modern human molars. J. Hum. Evol. 55, 12e23.[4] Benazzi, S., Panetta, D., Fornai, C., Toussaint,
M., Gruppioni, G., Hublin, J-J., 2014. Technical Note: Guidelines for the digital computation of 2D and 3D enamel thickness in
hominoid teeth. Am. J. Phys. Anthropol. 2014 Feb;153(2):305-13.[5] Feeney, R.N.M., Zermeno, J.P., Reid, D.J., Nakashima, S.,
Sano, H., Bahar, A., Hublin, J-J., Smith, T.S., 2010. ’Enamel thickness in Asian human canines and premolars’. Anthrop. Sci., 118
(3):191-198
De la fouille à l'expérimentation, en passant par les archéosciences : l'exemple de la micromorphologie
No full textThrough the first archaeological and micromorphological results concerning the study of Lann Gouh Melrand (Morbihan) site's hollow structures and floors, we try to point out the different stages of approach which link together the archaeological dig, experiments and archaeosciences.
After the first three years of common reflection, it seemed to be essential to classify the problems. A close collaboration between the different specialists from the problematic conception until the elaboration of the synthesis proved to be indispensable and profitable.Au travers des premiers résultats archéologiques et micromorphologiques concernant l'étude de structures en creux et sols de circulation du site de Lann Gouh en Melrand (Morbihan), nous tentons de montrer les différentes étapes de la démarche qui relie la fouille, l'expérimentation et les afchéosciences.
Au cours des trois premières années de réflexion commune, il est apparu plus efficace de sérier les problèmes. Une étroite collaboration entre les différents spécialistes, depuis la construction de la problématique jusqu'au travail de synthèse, s'est montrée indispensable mais fructueuse.Chalavoux J., Gebhardt Anne, Le Cabec Y. De la fouille à l'expérimentation, en passant par les archéosciences : l'exemple de la micromorphologie. In: Revue d'Archéométrie, n°14, 1990. pp. 17-22
Satisfaction des femmes dans le cadre de la préparation à l’accouchement par hypnose. Étude qualitative effectuée auprès de neuf femmes dans le Finistère et dans le Cher, réalisée de juin à octobre 2017
No full textObjectif : Les motivations des patientes pratiquant l’hypnose dans le cadre de la préparation à l’accouchement. Nous nous interrogeons sur les raisons pour lesquelles elles ont choisi l’hypnose, et sur leur degré de satisfaction quant à l’utilisation de l’hypnose en période per-partum.Matériel et méthode : Cette étude qualitative a eu lieu dans le Finistère et dans le Cher, de juin à octobre 2017. Trois sages-femmes libérales ont permis le recrutement des patientes, selon les critères d’inclusion. Un formulaire de recueil de consentement leur a été remis. Nous avons réalisé des entretiens semi-directifs, qui ont ensuite été intégralement retranscrits en les anonymisant. Une étude de contenu par catégorisation sémantique a été élaborée. Les thèmes abordés au cours des entretiens concernaient : l’hypnose et son utilisation lors du travail, de l’accouchement et du post-partum ainsi que des données socio-démographiques.Résultats : Leurs motivations générales quant à l’utilisation de l’hypnose étaient : la volonté de pouvoir gérer la douleur et la recherche de relaxation. Après avoir suivi les séances, elles utilisaient toutes des termes positifs pour qualifier l’hypnose. Nous les avons regroupés en thèmes qui sont : le relâchement, l’envoûtement, la puissance, le contrôle, l’écoute, le ressenti, l’éloignement de la réalité, une méthode alternative. Six patientes ont utilisé l’hypnose pendant le travail, cela leur a permis de diminuer en moyenne de 3 points leur évaluation de la douleur sur l’échelle numérique.Conclusion : Le ressenti des femmes sur la préparation à la naissance par l’hypnose est positif, les femmes sont satisfaites. L’hypnose permet une prise de confiance en leurs compétences de pouvoir mettre au monde leur enfant dans les meilleures conditions possibles, avec une préparation à la naissance qui leur convient et leur correspond. Notre étude pourrait servir de base pour d’autres études à plus grande échelle notamment des études quantitatives
Skull reconstruction of the late Miocene ape Rudapithecus hungaricus from Rudabánya, Hungary
No full textWe report on a computer-based reconstruction of a well-preserved ape skull from late Miocene deposits in Rudabánya, Hungary. Based on micro-computed tomographic scans of the original Rudapithecus hungaricus partial cranium RUD 200 and the associated mandible RUD 212 we realign displaced bone fragments, and reconstruct the shape of the upper and lower jaws guided by occlusal fingerprint analysis of dental wear patterns. We apply geometric morphometric methods based on several hundred landmarks and sliding semilandmarks to estimate missing data, and create multiple reconstructions of the specimen. We then compare the reconstructed overall cranial shape, as well as the volume and shape of the endocast, with extant primates. Multiple reconstructions of RUD 200 yield an average endocranial volume of 234 cc (S.D.: 9 cc; range: 221–247 cc). RUD 200 is most similar to African apes in overall cranial shape, but in a statistical analysis of endocranial shape the specimen falls closest to extant hylobatids. Our data suggest that R. hungaricus from the late Miocene in Europe displays aspects of the overall cranial geometry typical of extant African great apes, but it does not show an evolutionary reorganization of the brain evident in Pan, Gorilla, and Pongo
Cells assemble invadopodia-like structures and invade into matrigel in a matrix metalloprotease dependent manner in the circular invasion assay
Full text linkThe ability of tumor cells to invade is one of the hallmarks of the metastatic phenotype. To elucidate the mechanisms by which tumor cells acquire an invasive phenotype, in vitro assays have been developed that mimic the process of cancer cell invasion through basement membrane or in the stroma. We have extended the characterization of the circular invasion assay and found that it provides a simple and amenable system to study cell invasion in matrix in an environment that closely mimics 3D invasion. Furthermore, it allows detailed microscopic analysis of both live and fixed cells during the invasion process. We find that cells invade in a protease dependent manner in this assay and that they assemble focal adhesions and invadopodia that resemble structures visualized in 3D embedded cells. We propose that this is a useful assay for routine and medium throughput analysis of invasion of cancer cells in vitro and the study of cells migrating in a 3D environment
Data file for Massé et al.'s article, "Unraveling the Life History of Past Populations through Hypercementosis: Insights into Cementum Apposition Patterns and Possible Etiologies using Micro-CT and Confocal Microscopy".
No full text<p>This repository provides a supporting data file for the following research article:</p>
<p>Massé L., d’Incau E., Souron A., Vanderesse N., Santos F., Maureille B., Le Cabec A. (2024) Unraveling the Life History of Past Populations through Hypercementosis: Insights into Cementum Apposition Patterns and Possible Etiologies Using Micro-CT and Confocal Microscopy. <em>Biology</em>, 13, 43. doi: <span><a href="https://doi.org/10.3390/biology13010043" target="_blank" rel="nofollow noopener noreferrer">10.3390/biology13010043</a></span></p>
<p>For the detailed statistical analyses performed using this dataset, see Supporting Information 1 of the article.</p>
Insights into the palaeobiology of an early Homo infant: multidisciplinary investigation of the GAR IVE hemi-mandible, Melka Kunture, Ethiopia
Full text linkChildhood is an ontogenetic stage unique to the modern human life history pattern. It enables the still dependent infants to achieve an extended rapid brain growth, slow somatic maturation, while benefitting from provisioning, transitional feeding, and protection from other group members. This tipping point in the evolution of human ontogeny likely emerged from early Homo. The GAR IVE hemi-mandible (1.8 Ma, Melka Kunture, Ethiopia) represents one of the rarely preserved early Homo infants (~ 3 years at death), recovered in a richly documented Oldowan archaeological context. Yet, based on the sole external inspection of its teeth, GAR IVE was diagnosed with a rare genetic disease–amelogenesis imperfecta (AI)–altering enamel. Since it may have impacted the child’s survival, this diagnosis deserves deeper examination. Here, we reassess and refute this diagnosis and all associated interpretations, using an unprecedented multidisciplinary approach combining an in-depth analysis of GAR IVE (synchrotron imaging) and associated fauna. Some of the traits previously considered as diagnostic of AI can be better explained by normal growth or taphonomy, which calls for caution when diagnosing pathologies on fossils. We compare GAR IVE’s dental development to other fossil hominins, and discuss the implications for the emergence of childhood in early Homo
Un cas d’exposition au musée Fabre. « Dans le Secret des œuvres d’art »
Full text linkL’exposition « Dans le Secret des œuvres d’art » présentée en 2018 au musée Fabre proposait au visiteur de découvrir l’étude matérielle et la restauration de plusieurs œuvres des collections du musée montpelliérain. L’objectif de l’exposition était d’apprendre au visiteur à observer la matière de l’œuvre et proposait ainsi un ensemble de médiums, huile sur toile, huile sur bois, dessin sur papier, fonte en bronze et toile libre en matériaux contemporains, comme autant de « cas » matériels à découvrir. La complexité de nombreuses opérations évoquées par l’exposition a impliqué un important usage des ressources du numérique. Des applications interactives, courts-métrages, modélisation 3D, vidéos pédagogiques et mapping étaient disséminés tout au long du parcours de visite, proposant un usage du numérique particulièrement pertinent, permettant de découvrir au plus près la singularité matérielle des œuvres exposées.The exhibition « Dans le Secret des œuvres d’art », which took place in 2018 at the musée Fabre, offered visitors to discover the material study and the conservation of several works from the collections of the Montpellier museum. The purpose of the exhibition was to teach the visitor to observe the material aspect of the artworks and offered a set of mediums (oil on canvas, oil on wood panel, drawing on paper, bronze cast and free canvas in contemporary materials), as material « cases » to discover. The complexity of many operations evoked by the exhibition implied an important use of digital resources. Interactive applications, short films, 3D modeling, educational videos and mapping were disseminated throughout the visit trail, offering a particularly relevant use of digital tools, allowing to discover as closely as possible the material singularity of the artworks on display
Exploration phytochimique de plantes cultivées en Région Centre-Val de Loire : développement d'approches métabolomiques et intégration d'outils d'annotation
No full textPlants have been a source of inspiration for humans, who have learned to benefit from them in the search for active molecules. Plant extracts are complex mixtures that can exhibit different activities: antioxidant, anti-aging, anti-inflammatory, etc. However, identifying the molecules involved in these activities can be time-consuming and laborious. The objective of this thesis is to develop methodologies based on mass spectrometry and data processing, while considering various problematics, to explore the phytochemistry of extracts of biological interest from plant cultivated locally.First, the study of the aerial parts of Eclipta alba, highlighted, through fractionation steps, active molecules on three enzymes involved in skin aging. Then, the study of the aerial and root parts of Coleus forskohlii, cultivated in aeroponics according various cultivation conditions, underscored the benefits of adding LEDs for the production of forskolin and the use of statistical tools revealed the expression of molecules impacted by this lighting. The use of molecular network has also highlighted the chemical specificity of each part of the plant and showed the interest of the aerial parts, often under valorized. Finally, the establishment of multi-informative molecular network, combining various tools of annotation, allowed the study of 10 Clematis species, an ornamental species highly cultivated in the Centre-Val de Loire region, with a better confidence level. The anti-inflammatory activity determined for certain extracts was then correlated with the molecular networks to link the activity and phytochemical composition, thereby guiding the identification of actives molecules.Depuis toujours, les plantes sont une source d'inspiration pour l'Homme qui a su en tirer profit pour la recherche de molécules actives. Les extraits végétaux sont complexes et présentent des activités variées : antioxydante, anti-âge, anti-inflammatoire etc. Cependant, l'identification des molécules impliquées dans ces activités peut être longue et laborieuse. Cette thèse vise à développer des méthodologies basées sur la spectrométrie de masse et le traitement des données pour explorer la phytochimie d'extraits de plantes d'intérêt biologique cultivées à l'échelle régionale.Tout d'abord, l'étude des parties aériennes d'Eclipta alba a permis, grâce à des étapes de fractionnement, d'identifier les molécules actives sur trois enzymes impliquées dans le vieillissement cutané. Ensuite, l'étude des parties aériennes et racinaires de Coleus forskohlii, cultivé en aéroponie selon différentes modalités, a souligné l'intérêt de l'ajout de LED pour la production de forskoline et l'utilisation d'outils statistiques a mis en évidence les molécules impactées par cet éclairage. L'analyse des réseaux moléculaires a mis en avant les spécificités chimiques de chaque partie de la plante, soulignant l'intérêt des parties aériennes peu valorisées. Enfin, la mise en place de réseaux moléculaires multi-informatifs, associant différents outils d'annotation, a permis d'étudier la phytochimie de 10 espèces de Clematis, espèce ornementale dont la culture est fortement développée en région Centre-Val de Loire, avec un meilleur niveau de confiance. De plus, l'activité anti-inflammatoire déterminée pour certains extraits a pu être associée aux réseaux moléculaires afin de corréler l'activité et la composition phytochimique des extraits et ainsi guider l'identification de molécules actives
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