Posture Does Not Matter! Paw Usage and Grasping Paw Preference in a Small-Bodied Rooting Quadrupedal Mammal

BACKGROUND: Recent results in birds, marsupials, rodents and nonhuman primates suggest that phylogeny and ecological factors such as body size, diet and postural habit of a species influence limb usage and the direction and strength of limb laterality. To examine to which extent these findings can be generalised to small-bodied rooting quadrupedal mammals, we studied trees shrews (Tupaia belangeri). METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: We established a behavioural test battery for examining paw usage comparable to small-bodied primates and tested 36 Tupaia belangeri. We studied paw usage in a natural foraging situation (simple food grasping task) and measured the influence of varying postural demands (triped, biped, cling, sit) on paw preferences by applying a forced-food grasping task similar to other small-bodied primates. Our findings suggest that rooting tree shrews prefer mouth over paw usage to catch food in a natural foraging situation. Moreover, we demonstrated that despite differences in postural demand, tree shrews show a strong and consistent individual paw preference for grasping across different tasks, but no paw preference at a population level. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: Tree shrews showed less paw usage than small-bodied quadrupedal and arboreal primates, but the same paw preference. Our results confirm that individual paw preferences remain constant irrespective of postural demand in some small-bodied quadrupedal non primate and primate mammals which do not require fine motoric control for manipulating food items. Our findings suggest that the lack of paw/hand preference for grasping food at a population level is a universal pattern among those species and that the influence of postural demand on manual lateralisation in quadrupeds may have evolved in large-bodied species specialised in fine manipulations of food items

Does body posture influence hand preference in an ancestral primate model?

Abstract Background The origin of human handedness and its evolution in primates is presently under debate. Current hypotheses suggest that body posture (postural origin hypothesis and bipedalism hypothesis) have an important impact on the evolution of handedness in primates. To gain insight into the origin of manual lateralization in primates, we studied gray mouse lemurs, suggested to represent the most ancestral primate condition. First, we investigated hand preference in a simple food grasping task to explore the importance of hand usage in a natural foraging situation. Second, we explored the influence of body posture by applying a forced food grasping task with varying postural demands (sit, biped, cling, triped). Results The tested mouse lemur population did not prefer to use their hands alone to grasp for food items. Instead, they preferred to pick them up using a mouth-hand combination or the mouth alone. If mouth usage was inhibited, they showed an individual but no population level handedness for all four postural forced food grasping tasks. Additionally, we found no influence of body posture on hand preference in gray mouse lemurs. Conclusion Our results do not support the current theories of primate handedness. Rather, they propose that ecological adaptation indicated by postural habit and body size of a given species has an important impact on hand preference in primates. Our findings suggest that small-bodied, quadrupedal primates, adapted to the fine branch niche of dense forests, prefer mouth retrieval of food and are less manually lateralized than large-bodied species which consume food in a more upright, and less stable body posture.</p

Vers une approche phylogénétique de l’influence de la modalité sensorielle sur la latéralité manuelle : étude comparative entre un singe de l’ancien monde (Cercopithecus neglectus) et un scandentien (Tupata belangeri)

International audienceLa latéralité manuelle semble être un trait multidimensionnel, aussi bien chez l’homme que chez les primates non humain : les préférences manuelles exprimées lors de l’exécution d’une tâche peuvent être influencées par ses exigences motrices, cognitives mais aussi perceptives. Bien que le contrôle de la main repose sur les informations perçues dans l’environnement, rares sont les études qui ont recherché une éventuelle interaction entre préférences manuelles et latéralisations sensorielles. Étant donné le rôle prépondérant joué par la main dans la perception tactile chez les primates, la modalité tactile semble la plus adaptée pour traiter de cette question. Chez l’homme, on sait que l’hémisphère droit est spécialisé dans le traitement des informations tactiles, cette asymétrie étant reflétée par un avantage de la main gauche dans les tâches d’exploration tactile (tâches haptiques). Mais chez les primates non humains, les études réalisées à ce jour ont apporté des résultats contradictoires et difficilement comparables en raison d’une hétérogénéité des méthodes employées. Nous avons choisi de tester l’influence de la modalité tactile sur la latéralité manuelle chez deux espèces d’Euarchontes distantes phylogénétiquement mais présentant un mode de vie similaire (monogame semi-terrestre) : le singe de brazza (9 individus) et le tupaye de belanger (37 individus). Dans un premier temps, ces deux espèces ont été observées lors d’une tâche de préhension manuelle, en présence de guidage visuel (modalité visuelle) ou sans guidage visuel (modalité tactile). Les deux espèces ont présenté une latéralité au niveau individuel dans chacune des deux modalités. De plus, chez le singe de Brazza un biais populationnel vers la gauche a été révélé aussi bien en présence de la modalité visuelle que de la modalité tactile. Nous n’avons pas mis en évidence d’effet de la modalité sensorielle sur la latéralité manuelle chez le singe de Brazza et le tupaye de Bélanger. Dans un second temps, nous avons testé l’influence d’une augmentation des exigences tactiles sur la latéralité manuelle des singes de Brazza. Le même groupe a été soumis à une tâche d’exploration tactile manuelle, en présence de guidage visuel (modalité visuelle+haptique) ou sans guidage visuel (modalité tactile+haptique). L’augmentation des exigences tactiles (visuelle < tactile < visuelle+haptique < tactile+haptique) a eut un effet à la fois sur le niveau de performance et sur la latéralité manuelle: elle était corrélée à une diminution du taux de succès associée à une augmentation de la force de latéralité et de la préférence pour la main gauche. Notre étude démontre donc l’importance d’introduire une composante exploratoire lors des tâches tactiles proposées