La course de ce robot dévoile une piste possible sur l’évolution du vol chez les dinosaures

Sur la frise chronologique de l’évolution du vol chez les oiseaux, planer semble être la première étape logique. Mais de nouvelles recherches suggèrent que certaines espèces auraient pu faire le saut direct vers le vol à battement (des ailes) sans la phase planeur au préalable, ce qui pourrait forcer une réécriture de notre conception de l’évolution aviaire.

On pense que les oiseaux modernes ont évolué à partir de certains types de dinosaures, et l’espèce de transition, l’Archaeopteryx se trouve pile-poil au milieu. Vivant il y a environ 150 millions d’années, cette créature de la taille d’un corbeau présentait un étrange mélange de caractéristiques aviaires et reptiliennes, des plumes et des ailes porteuses, des dents, une queue. Des études récentes ont montré qu’il volait probablement en planant, ou tout au plus en sautillant comme un faisan.

D’autres comme l’Anchiornis sont censés n’avoir été capables que de planer.

Mais une nouvelle étude suggère que le plané ne doit pas nécessairement être une étape intermédiaire vers un vol actif impliquant le battement des ailes. Les chercheurs se sont concentrés sur le Caudipteryx, un animal plus grand, de la taille d’un paon, qui est le premier dinosaure non volant connu à posséder une paire « de protos ailes » en plumes.

Reconstitutions squelettiques de 3 spécimens de Caudipteryx. (Jaime A. Headden/ Wikimédia)

A partir de l’étude : le système de corps rigide simplifié illustre le mécanisme des parties mobiles, le corps principal, les ailes, les jambes, le cou et la tête, et la queue du Caudipteryx. (Yaser Saffar Talori et col./ PLOS Computational Biology)

 

Même s’il ne pouvait pas voler, le Caudipteryx battait peut-être des ailes en courant, ce qui aurait pu mener à l’évolution éventuelle du vol actif. Pour vérifier cette hypothèse, des chercheurs ont analysé les effets mécaniques de la course sur différentes parties du corps de l’animal. Selon ces calculs, si le Caudipteryx courait à des vitesses comprises entre 2,5 et 5,8 m par seconde, les vibrations forcées des pattes auraient fait battre ses proto-ailes. Et c’est assez facile pour une créature dont la vitesse maximale est estimée à 8 m par seconde.

Pour tester cette théorie dans le monde réel, l’équipe a ensuite construit un robot Caudipteryx grandeur nature (GIF d’entête) qui pouvait courir à différentes vitesses sur un tapis roulant. Et bien sûr, le mouvement de la course a fait battre ces ailes. Cela a été confirmé par la suite lors d’un autre test, où les chercheurs ont installé des ailes artificielles à l’arrière d’une jeune autruche (images et vidéo ci-dessous).

A partir de l’étude. (Yaser Saffar Talori et col./ PLOS Computational Biology)

Selon Jing-Shan Zhao, auteur principal de l’étude :

Nos travaux montrent que le mouvement des ailes à plumes battantes s’est développé passivement et naturellement lorsque le dinosaure courait sur le sol. Bien que ce mouvement de battement n’ait pas pu soulever le dinosaure dans les airs à ce moment-là, le mouvement des ailes battantes s’est peut-être développé plus tôt que le fait de planer.

Selon l’équipe, les prochaines étapes consisteront à analyser la portance et la poussée que les ailes peuvent avoir générées pendant le battement.

L’étude publiée dans PLOS Computational Biology : Identification of avian flapping motion from non-volant winged dinosaurs based on modal effective mass analysis.