Bilateral asymmetry in the lower limbs in medieval humans and La Ferrassie Neandertals LF1 and LF2

Abstract

International audienceBilateral asymmetry in the lower limbs can provide insights into habitual biomechanical loading and mobility patterns in past populations. Previous studies have typically examined lower-limb elements in isolation, potentially overlooking integrated functional signals across the entire limb. Here, we present new data on bilateral asymmetry in medieval humans and the La Ferrassie Neandertals (LF1 and LF2), combining external measurements with cross-sectional biomechanical analyses. We quantified directional (DA) and absolute asymmetry (AA) in femora, tibiae and the first (MT1) and fifth metatarsals (MT5) to evaluate habitual mechanical loading. Medieval humans showed moderate asymmetry in MT1 and the tibia, but no consistent side dominance or inter-element correlations, suggesting substantial individual variation. LF1 and LF2 exhibited higher DA, with distinct patterns between individuals, most likely reflecting adaptation to more intense or repetitive lower-limb loading. Overall, our results highlight individual variability, possible sexual dimorphism and segment-specific adaptation, while underscoring that metatarsal asymmetry in past populations has not been well documented to date. In addition, thanks to high-resolution CT data for LF1 and LF2, our study produced revised and more precise estimates of their biomechanical properties.L’asymétrie bilatérale des membres inférieurs peut fournir des informations sur les contraintes biomécaniques habituelles et les schémas de mobilité des populations anciennes. Les études précédentes ont généralement analysé les différents éléments du membre inférieur de manière isolée, ce qui a potentiellement négligé les signaux fonctionnels intégrés à l’échelle du membre. Nous présentons ici de nouvelles données sur l’asymétrie bilatérale chez des humains médiévaux et chez les Néandertaliens de La Ferrassie (LF1 et LF2), en combinant des mesures externes à des analyses biomécaniques transversales. Nous avons quantifié l’asymétrie directionnelle (DA) et l’asymétrie absolue (AA) du fémur, du tibia, ainsi que du premier (MT1) et du cinquième métatarsien (MT5), afin d’évaluer les chargements mécaniques habituels. Les humains médiévaux présentaient une asymétrie modérée du MT1 et du tibia, sans dominance latérale constante ni corrélation entre les différents os, ce qui suggère une forte variabilité individuelle. LF1 et LF2 présentaient une DA plus élevée, avec des profils distincts entre individus, probablement liés à des charges mécaniques plus intenses ou plus répétitives au niveau des membres inférieurs. Dans l’ensemble, nos résultats mettent en évidence la variabilité individuelle, un possible dimorphisme sexuel et des adaptations spécifiques selon les segments, tout en soulignant que l’asymétrie des métatarsiens reste encore peu documentée dans les populations fossiles. De plus, les données issues de CT scans à haute résolution ont permis de recalculer plus précisément les propriétés biomécaniques de LF1 et LF2