L`anatomie comparative des habitudes alimentaires
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L’anatomie comparative des habitudes alimentaires Par Milton R. Mills, M.D. Les humains sont le plus souvent décrits comme “omnivores”. Cette classification est basée sur “l’observation” que les humains mangent généralement une variété d’aliments d’origine végétale et animale. Cependant, la culture, les coutumes et l’éducation sont des variables déconcertantes quand on regarde les habitudes alimentaires des humains. Alors que la plupart des humains sont clairement omnivores de manière “comportementale”, la question se pose de savoir si les humains sont anatomiquement adaptés à un régime qui contient des produits d’origine animale et végétale. Une meilleure technique, plus objective, est de regarder l’anatomie et la physiologie humaine. Les mammifères sont anatomiquement et physiologiquement adaptés à procurer et consommer un certain type de régime. (C’est une pratique courante, lorsque l’on étudie les fossiles de mammifères éteints, d’examiner les caractéristiques anatomiques pour déduire le régime alimentaire probable de l’animal). C’est pourquoi nous pouvons étudier les mammifères carnivores, herbivores (qui mangent des plantes) et omnivores pour savoir quelles caractéristiques anatomiques et physiologiques sont associées avec chaque type de régime alimentaire. Puis, nous pouvons étudier l’anatomie et la physiologie humaines pour savoir à quel groupe nous appartenons. Cavité buccale Les carnivores ont une grande ouverture buccale par rapport à la taille de leur tête. Cela leur donne des avantages évidents pour développer les forces associées avec le fait d’attraper, de tuer et de démembrer leur proie. La musculature faciale est réduite puisque ces muscles entraveraient une large cavité, et ils ne jouent aucune part dans la préparation de la nature pour avaler chez l’animal. Chez tous les mammifères carnivores, l’articulation de la mâchoire est une simple articulation charnière à la même hauteur que les dents. Ce type d’articulation est extrêmement stable et agit comme point de pivot pour le « bras de levier » formé par les mâchoires inférieure et supérieure. Le muscle principal utilisé pour opérer la mâchoire chez les carnivores est le muscle temporal. Ce muscle est tellement massif chez les carnivores qu’il est responsable pour la majorité de la masse sur les côtés de la tête (quand vous caressez la tête d’un chien, vous caressez ses muscles temporaux). « L’angle » de la mandibule (mâchoire inférieure) chez les carnivores est petite car les muscles (masséter et ptérygoïdes) qui y sont attachés sont d’importance mineure pour ces animaux. La mâchoire inférieure des carnivores ne peut pas avancer, et a un mouvement sur le côté très limité. Quand la mâchoire d’un carnivore se ferme, les molaires en forme de lames glissent l’une sur l’autre pour donner un mouvement de cisaillement qui est très efficace pour dépouiller l’os de sa viande. Les dents d’un carnivore sont discrètement espacées pour ne pas piéger de débris filandreux. Les incisives sont courtes, pointues, comme des lames et sont utilisées pour attraper et déchirer. Les canines sont grandement allongées et comme des dagues pour poignarder, déchirer et tuer la proie. Les molaires (carnassières) sont plates et triangulaires avec des bords édentés telles qu’elles fonctionnent comme des lames en dents de scie. Grâce à l’articulation charnière, quand un carnivore ferme sa mâchoire, les dents à l’intérieur des joues peuvent bouger d’avant en arrière pour donner un mouvement de découpe nette, comme les lames d’une paire de cisailles. Colife Swiss Coaching Sàrl - Chemin des Colombettes 6 – Genève 1202 – Suisse – Tel: 079/721 10 10 – Email: [email protected] - Web: www.colife.ch La salive des animaux carnivores ne contient pas d’enzymes digestives. Quand il mange, un mammifère carnivore se gave rapidement et ne mâche pas sa nourriture. Puisque les protéolytiques (protéine digestive) ne peuvent pas être libérées dans la bouche à cause du danger d’autodigestion (abîmer la cavité buccale), les carnivores n’ont pas besoin de mélanger leur nourriture avec la salive ; ils mordent simplement dans de gros morceaux de viande et les avalent entièrement. D’après la théorie de l’évolution, les caractéristiques anatomiques liées à un régime herbivore représentent une condition plus évoluée que celle d’un régime carnivore. Les mammifères herbivores ont une musculature faciale bien développée, des lèvres charnues, une ouverture de la cavité buccale relativement petite et une langue épaisse et musclée. Les lèvres aident le mouvement de la nourriture dans la bouche et, avec les muscles faciaux (joue) et la langue, assistent à la mastication de la nourriture. Chez les herbivores, la mâchoire a bougé pour une position au dessus des dents. Bien que ce type d’articulation soit moins stable que l’articulation charnière des carnivores, elle est bien plus mobile et permet les mouvements complexes de la mâchoire nécessaires à la mastication des nourritures végétales. De plus, ce genre d’articulation permet aux dents inférieures et supérieures des joues de se regrouper suivant la longueur de la mâchoire plus ou moins d’un seul coup pour former des plateformes de broyage. (Ce genre d’articulation est tellement important pour un animal herbivore, que l’on pense qu’il a évolué au moins 15 fois chez des espèces mammifères herbivores variées). L’angle de la mandibule est plus étendu pour offrir une large zone d’attachement pour les muscles masséter et ptérygoïdes (ceux-ci sont des muscles majeurs pour mâcher chez les animaux herbivores) bien développés. Le muscle temporal est petit et de faible importance. Les muscles masséter et ptérygoïdes maintiennent la mandibule dans une configuration d’écharpe et balancent la mâchoire d’un côté à l’autre. En conséquence, la mâchoire inférieure des mammifères herbivores a un mouvement de côté prononcé quand ils mangent. Ce mouvement latéral est nécessaire pour le mouvement de broyage de la mastication. La dentition des herbivores est plutôt variée en fonction du type de végétation auquel une espèce en particulier est habituée à manger. Bien que ces animaux soient différents en ce qui concerne le type et le nombre de dents qu’ils possèdent, les différents types de dents qui sont présents ont des caractéristiques structurelles communes. Les incisives sont larges, plates et comme des lames. Les canines peuvent être petites comme chez les chevaux, proéminentes comme chez les hippopotames, les cochons et certains primates (elles sont considérées comme un moyen de défense), ou complètement absentes. Les molaires, en général, sont carrées et plates sur le dessus pour offrir une surface de broyage. Les molaires ne peuvent pas glisser par dessus l’autre verticalement dans un mouvement de cisaillement, mais elles peuvent glisser l’une sur l’autre horizontalement pour écraser et broyer. Les caractéristiques de la surface des molaires varient selon le type de végétal que l’animal mange. Les dents des animaux herbivores sont serrées pour que les incisives forment un mécanisme de coupage/morsure, et que les molaires supérieures et inférieures forment de larges plateformes pour écraser et broyer. La cavité buccale « murée » a beaucoup d’espace potentiel utilisé pendant le repas. Ces animaux mâchent leurs aliments prudemment et méthodiquement, poussant leur nourriture d’avant en arrière vers les dents de broyage avec la langue et les muscles des joues. Ce processus est nécessaire pour couper mécaniquement les murs cellulaires et libérer les contenus intracellulaires digestibles et assurer le mixage complet de ce contenu avec leur salive. C’est important parce que la salive des mammifères herbivores contient souvent des enzymes de digestion de carbohydrates qui commencent à broyer les molécules alimentaires alors que la nourriture est toujours dans la bouche. Estomac et petit intestin D’énormes différences entre carnivores et herbivores sont présentes dans ces organes. Les carnivores ont un estomac vaste et simple (à chambre unique). Le volume de l’estomac d’un carnivore représente 60-70% de la capacité totale du système digestif. Parce que la viande est relativement facilement digérée, leur petit intestin (où l’absorption des molécules alimentaires prend place) est court ; environ 5 ou 7 fois la longueur du corps. Puisque ces animaux n’attrapent une proie qu’environ une fois par semaine, un volume d’estomac large est avantageux parce qu’il permet aux animaux de se gaver rapidement quand ils mangent, prenant autant de viande que possible au même moment, qui peut être digérée plus tard pendant le repos. De plus, la capacité de l’estomac du carnivore à sécréter de l’acide hydrochlorique est exceptionnelle. Les carnivores sont capables de garder leur pH gastrique bas, autour de 1-2 même avec de la nourriture présente. Cela est nécessaire pour faciliter la décomposition des protéines et pour tuer l’abondante dangereuse bactérie souvent trouvée dans la nourriture à chair en décomposition. A cause de la difficulté relative avec laquelle différents types de nourriture végétale sont décomposés (à cause de larges quantités de fibres non digérables), les herbivores ont des trippes bien plus longues et dans certains cas, bien plus élaborées que les carnivores. Les animaux herbivores qui consomment des plantes contenant une haute proportion de cellulose doivent « fermenter » (digérer par action d’une enzyme bactériale) leur nourriture pour obtenir sa valeur nutritionnelle. Ils sont qualifiés de « ruminants » (fermenteurs pré-intestin) ou fermenteurs post-intestin. Les ruminants sont les animaux herbivores avec le fameux estomac à plusieurs chambres. Les animaux herbivores qui mangent un régime de végétation relativement molle n’ont pas besoin d’un estomac à plusieurs chambres. Ils ont typiquement un estomac simple, et un long petit intestin. Ces animaux fermentent les portions fibreuses difficiles à digérer de leur régime dans leurs colons. Plusieurs de ces herbivores augmentent la sophistication et l’efficacité de leur appareil digestif en ayant des enzymes digérant les hydrates de carbone dans leur salive. Un processus de fermentation à estomac multiple chez un animal qui consomme un régime de végétation mole et pulpeuse serait un gâchis énergétique. Les nutriments et les calories seraient consommés par la bactérie et la protéine fermenteuses avant d’arriver au petit intestin pour absorption. Le petit intestin des animaux herbivores a tendance à être très long (plus long que 10 fois la longueur du corps) pour offrir le temps et l’espace adéquates à l’absorption des nutriments. Colon Le gros intestin (colon) des carnivores est simple et très petit, puisque ses seules attributions sont d’absorber le sel et l’eau. Il fait à peu près le même diamètre que le petit intestin et, conséquemment, à une capacité limitée à fonctionner comme un réservoir. Le colon est petit et nonpoché. Le muscle est distribué tout autour du col, donnant au colon une apparence cylindrique régulière. Bien qu’une population bactérienne soit présente dans le colon des carnivores, son action est seulement putréfactive. Chez les herbivores, le gros intestin a tendance à être un organe hautement spécialisé, impliqué dans l’absorption de l’eau et d’électrolytes, dans la production et l’absorption de vitamines et/ou dans la fermentation de plantes fibreuses. Le colon des herbivores est généralement plus grand que leur petit intestin et relativement long. Chez certains mammifères herbivores, le colon a une apparence pochée due à la configuration des fibres musculaires dans le mur intestinal. De plus, chez certains herbivores, le caecum (première section du colon) est plutôt large et est un site de fermentation principal ou accessoire. Qu’en est-il des omnivores? On s’attendrait à ce qu’un omnivore ait des caractéristiques anatomiques qui l’équipent pour manger des aliments végétaux et animaux. D’après la théorie de l’évolution, la structure digestive des carnivores est plus primitive que celle des herbivores. Ainsi, on pourrait s’attendre à ce qu’un omnivore soit un carnivore montrant des adaptations gastro-intestinales à un régime herbivore. C’est exactement la situation que l’on trouve chez l’ours, le raton laveur et certains membres des canidés. (Cette discussion sera limitée aux ours parce qu’ils sont, en général, représentatifs de l’anatomie des omnivores). Les ours sont classés comme carnivores mais sont anatomiquement des omnivores classiques. Bien qu’ils mangent de la nourriture d’origine animale, les ours sont principalement herbivores avec 70-80% de leur régime composé de nourriture végétale. (L’exception ici est l’ours polaire qui vit dans l’arctique gelé et pauvre en végétation, et se nourrit principalement de graisse de phoque.) Les ours ne peuvent pas digérer correctement la végétation fibreuse, c’est pourquoi ils sont très sélectifs sur leur nourriture. Leur régime est dominé principalement par des plantes grasses, des tubercules et des baies. Beaucoup de scientifiques pensent que la raison pour laquelle les ours hibernent est parce que leur nourriture principale (plantes grasses) n’est pas disponible dans les hivers froids du Nord. (De manière intéressante, les ours polaires hibernent en été quand les phoques ne sont pas disponibles). De manière générale, les ours ont des caractéristiques anatomiques consistantes avec un régime carnivore. L’articulation de la mâchoire chez les ours est à la même hauteur que les molaires. Le muscle temporal est massif, et l’angle de la mandibule est petit correspondant au rôle limité que la ptérygoïde et le masséter jouent dans l’opération de la mâchoire. Le petit intestin est court (moins de 5 fois la longue du corps) comme celui des pures carnivores, et le colon est simple, régulier et court. L’adaptation principale à un régime herbivore chez les ours (et autres omnivores « anatomiques ») est la modification de leur dentition. Les ours gardent les incisives en pointe, les larges canines et les prémolaires à cisaillement ; mais les molaires sont devenues carrées avec des cuspides arrondies pour écraser et broyer. Les ours n’ont pas, cependant, adopté les ongles plats, émoussés des herbivores et ont gardé les griffes longues et pointues du carnivore. Un animal qui capture, tue et mange des proies doit avoir l’équipement physique qui rend la prédation pratique et efficace. Puisque les ours incluent des quantités non négligeables de viande dans leur régime, ils doivent garder les caractéristiques anatomiques qui leur permettent de capturer et de tuer leurs animaux de proie. C’est pourquoi les ours ont une structure, une musculature et une dentition de mâchoire qui leur permet de développer et appliquer les forces nécessaires pour tuer et démembrer des proies, même si la majorité de leur régime est composé de nourriture végétale. Bien qu’une articulation de mâchoire de style herbivore (au dessus des dents) soit bien plus efficace pour écraser et broyer, c’est une articulation bien plus faible que l’articulation charnière des carnivores. L’articulation de mâchoire de type herbivore est relativement facile à désarticuler et ne tiendrait pas bien sous la pression nécessaire à maîtriser une proie se débattant et/ou à écraser des os (et ne donnerait pas non plus la large ouverture buccale nécessaire aux carnivores). Dans la vie sauvage, un animal avec une mâchoire désarticulée mourrait vite de faim ou serait mangé par autre chose, et subirait, donc, une sélection négative. Une certaine espèce ne peut pas adopter une articulation plus faible mais plus mobile et efficace de type herbivore avant qu’elle n’ait choisi un régime essentiellement végétal ou elle risque une désarticulation de la mâchoire, la mort et de manière définitive, l’extinction. Qu’en est-il de moi? Le système gastro-intestinal humain présente des modifications anatomiques consistantes avec un régime herbivore. Les humains ont des lèvres musclées et une petite cavité orale. Plusieurs de ce que nous appelons les « muscles d’expression » sont en fait des muscles utilisés pour mâcher. La langue musclée et agile essentielle pour manger, s’est adaptée pour être utilisé à la parole et autres choses. L’articulation de la mandibule est aplatie par une plaque cartilagineuse et est localisée bien au dessus du niveau des dents. Le muscle temporal est réduit. La « mâchoire carrée » des hommes adultes représente le processus angulaire étendu de la mandibule et du large groupe musculaire masséter/ptérygoïde. La mandibule humaine peut se déplacer vers l’avant pour faire agir les incisives et d’un côté à l’autre pour écraser et broyer. Les dents humaines sont aussi similaires à celles trouvées chez d’autres herbivores avec l’exception des canines (les canines de certains singes sont allongées et on pense qu’elles sont utilisées comme système de défense). Nos dents sont plutôt grosses et généralement collées les unes contre les autres. Les incisives sont plates et en forme de lames, utiles pour éplucher, couper et mordre des matériaux relativement mous. Les canines ne sont ni dentées ni coniques, mais sont aplaties, émoussées et petites et fonctionnent comme les incisives. Les prémolaires et les molaires sont plutôt carrées, aplaties et nodulaires, utilisées pour écraser, broyer et mâcher des aliments mous. La salive humaine contient l’enzyme digestives de carbohydrates : l’amylase salivaire. Cette enzyme est responsable pour la majorité de la digestion d’amidon. L’œsophage est étroit et adapté à des boules petites et moles de nourriture complètement mâchée. Manger rapidement, tenter d’avaler une grosse quantité de nourriture ou avaler de la nourriture fibreuse et/ou mal mastiquée (la viande est le coupable le plus fréquent) implique souvent l’étouffement chez les humains. L’estomac humain est fait d’une seule chambre, mais seulement modérément acide. (Cliniquement, une personne présentant un pH gastrique inférieur à 4-5 est une cause d’inquiétude). Le volume de l’estomac représente environ 21-27% du volume total du système digestif humain. L’estomac sert de chambre de mixage et de stockage, mixant et liquéfiant la nourriture ingérée et régulant son entrée dans le petit intestin. Le petit intestin humain est long, avec une moyenne de 10 à 11 fois la taille corporelle. (Notre petit intestin a une longueur moyenne de 6,70 à 9,14 mètres. La taille corporelle humaine est mesurée du haut de la tête jusqu’à la fin de la colonne vertébrale et a une moyenne de 0,6 à 0,9 mètres en longueur chez des individus normaux). Le colon humain présent une structure pochée particulière aux herbivores. Le gros intestin gonflable est plus large en section transversale que le petit intestin, et est relativement long. Le colon humain est responsable pour l’absorption d’eau et électrolytes et l’absorption et production de vitamines. Il y a aussi une fermentation bactériale extensive des nourritures à base de plantes fibreuses, avec la production et l’absorption de grandes quantités d’énergie alimentaire (acides gras à chaine courte polyvalents) en fonction de la quantité de fibres dans le régime. L’ampleur avec laquelle la fermentation et l’absorption de métabolites prennent place dans le colon humain vient à peine de commencer à être étudiée. En conclusion, nous pouvons voir que les êtres humains ont la structure gastrointestinale d’un herbivore « engagé ». La race humaine n’a pas les caractéristiques mixées que l’on s’attendrait à trouver chez les omnivores anatomiques tels que les ours et les ratons laveurs. Ainsi, en comparant la structure gastro-intestinale des humains à celle des carnivores, herbivores et omnivores, on peut conclure que le système digestif humain est conçu pour un régime purement végétal. TABLEAUX RECAPITULATIFS Muscles Faciaux Carnivore Réduits pour une plus grande ouverture buccale Herbivore Bien développés Omnivore Réduits Humain Bien développés Type de mâchoire Carnivore Angle non étendu Herbivore Angle étendu Omnivore Angle non étendu Humain Angle étendu Location de l’articulation de la mâchoire Carnivore Au même niveau que les molaires Herbivore Au dessus des molaires Omnivore Au même niveau que les molaires Humain Au dessus des molaires Mouvement de la mâchoire Carnivore Cisaillement ; mouvement de côté minimal Herbivore Pas de cisaillement ; bon mouvement de côté et avant-arrière Omnivore Cisaillement ; mouvement de côté minimal Humain Pas de cisaillement ; bon mouvement de côté et avant-arrière Muscles principaux de la mâchoire Carnivore Temporal Herbivore Masséter et ptérygoïdes Omnivore Temporal Humain Masséter et ptérygoïdes Ouverture Buccale vs. Taille de la tête Carnivore Large Herbivore Petite Omnivore Large Humain Petite Dents (incisives) Carnivore Petites et pointues Herbivore Larges, plates et en forme de lame Omnivore Petites et pointues Humain Larges, plates et en forme de lame Dents (Canines) Carnivore Longues, coupantes et courbées Herbivore Arrondies et courtes ou longues (pour défense), ou aucune Omnivore Longues, coupantes et courbées Humain Petites et émoussées Dents (molaires) Carnivore Coupantes, édentées et en forme de lame Herbivore Plates avec des cuspides à surface complexe Omnivore Lames coupantes et/ou aplaties Humain Aplaties avec des cuspides nodulaires Mastication Carnivore Aucune ; avale la nourriture en entier Herbivore Mastication extensive nécessaire Omnivore Avale la nourriture en entier et/ou simple broyage Humain Mastication extensive nécessaire Salive Carnivore Pas d’enzymes digestives Herbivore Enzymes digestives de carbohydrates Omnivore Pas d’enzymes digestives Humain Enzymes digestives de carbohydrates Type d’estomac Carnivore Simple Herbivore Simple ou à plusieurs chambres Omnivore Simple Humain Simple Acidité de l’estomac Carnivore Inférieure ou égale à pH 1 avec nourriture dans l’estomac Herbivore pH 4 à 5 avec nourriture dans l’estomac Omnivore Inférieure ou égale à pH 1 avec nourriture dans l’estomac Humain Inférieure ou égale à pH 1 avec nourriture dans l’estomac Capacité de l’estomac Carnivore De 60% à 70% du système digestif total Herbivore Moins de 30% du système digestif total Omnivore De 60% à 70% du système digestif total Humain 21% à 27% du système digestif total Longueur du petit intestin Carnivore 3 à 6 fois la longueur corporelle Herbivore 10 à plus de 12 fois la longueur corporelle Omnivore 4 à 6 fois la longueur corporelle Humain 1à à 11 fois la longueur corporelle Colon Carnivore Simple, court et régulier Herbivore Long, complexe ; peut être sacculiforme Omnivore Simple, court et régulier Humain Long, sacculiforme Foie Carnivore Peut détoxifier la vitamine A Herbivore Ne peut pas détoxifier la vitamine A Omnivore Peut détoxifier la vitamine A Humain Ne peut pas détoxifier la vitamine A Rein Carnivore Urine très concentrée Herbivore Urine modérément concentrée Omnivore Urine très concentrée Humain Urine modérément concentrée Ongles Carnivore Griffes aiguisées Herbivore Ongles plats ou onglons émoussés Omnivore Griffes aiguisées Humain Ongles plats
