Mots clés : Billets de Blog, Bionum, L'Arche de Diderot
Etiquettes: Animaux volants, Aves, biologie, Chauve-souris, Chiroptera, Chiroptères, Insecta, Insectes, Oiseaux, Sauropsidés, Vol
Quelles sont les premières espèces animales à avoir acquis la capacité de voler ? Et comment ? C’est ce que nous allons voir aujourd’hui.
Quand on y pense, ces animaux ont réussi un exploit, celui de la conquête des airs. La conquête de ce milieu est une étape importante qui mérite que l’on s’y arrête . Les quatre groupes d’animaux dont nous allons parler ont développé chacun la capacité de voler à des moments différents de l’évolution. Ce phénomène s’appelle une convergence évolutive.
Mais avant de rentrer dans le vif du sujet définissons d’abord ce qu’est le vol. Ici nous nous intéresserons au vol battu.
Le vol battu ou vol actif, est l’action de voler par un battement d’ailes répété. Il crée une dépression sous le corps de l’animal, lui permettant ainsi d’être poussé vers le haut.
Le vol plané ou vol passif se définit quant à lui par la capacité de passer d’un point haut à un point bas en s’élançant dans les airs. L’animal se sert des courants d’airs chauds et froids pour rester en altitude et se déplacer.
Mais nous n’allons pas nous attarder sur ces petits rigolos.
Rembobinons désormais l’histoire de la vie et rentrons enfin dans le vif sujet.
-420 millions d’années : …
Le tout premier groupe à avoir conquis les airs est… Celui des insectes ! Surpris non ?
À la base, les insectes n’avaient pas d’ailes et on s’accorde à dire qu’ils ressemblaient à leurs cousins les Thysanoures : les poissons d’argent. Ces insectes encore non volants, sont apparus au Silurien en même temps que les plantes terrestres (-420 millions d’années).
Les thysanoure actuels ressemblent aux fossiles des premiers insectes. source
Frise chronologique des ères paléontologiques. source
Les insectes et les plantes ont évolués parallèlement, dû au rôle de pollinisateur de l’insecte. Mais là n’est pas la question !
Les insectes volants seraient apparus au Carbonifère inférieur. On a découvert les premiers fossiles d’insectes volants dans la région du Mississippi datant de l’ère Carbonifère (-324 millions d’années). D’après des observations, les ailes faites de chitine (un matériau résistant et souple) seraient issues d’une dégénérescence des branchies.
D’ailleurs faits intéressants : on a retrouvé des branchies similaires chez certains Crustacés, les plus proche parents des Insectes.
Les Premiers insectes volants ont conquis ces immenses forêts de prêle et de fougères. Et niveau évolution, ils ont plutôt assurés puisqu’à l’heure actuelle la plupart des insectes sont volants.
Tenez, voilà une petite image pour vous donner une idée de la beauté de la chose. Certaines libellules atteignaient l’envergure d’un goéland ! source
-230 millions d’années : LES PTEROSAURES
Quelques exemples de ptérosaures. source
Ce groupe de Sauropsidés ayant vécu du Trias (-230 millions d’années) au Crétacé-Paléocène, était le PREMIER groupe de vertébrés capables de voler activement, et ce, bien avant les oiseaux. Il est intéressant de constater que les Ptérosaures étaient des animaux principalement volants et se déplaçaient très peu au sol.
Frise chronologique des ères paléontologiques. source
Leur corps était adapté au vol de manière spectaculaire , en voici quelques exemples.
- Ils avaient des corps aérodynamiques et une forte musculature nécessaire au vol. Leur bec allongé était adapté à la prédation par le haut.
- Ils avaient des os pneumatiques, également présents chez les oiseaux : les Aves. C’est une convergence évolutive.
- L’os de leur annulaire était extrêmement long et ils possédaient une membrane appelé Patagium, qui recouvrait tous les membres et qui leur servait d’ailes.
Cette membrane étirée du doigt IV (l’annulaire) jusqu’aux membres postérieurs était constituée de 3 couches de peau, extrêmement irriguée supposant un apport constant en oxygène.
- Le Notarium (un os issu de la fusion des vertèbres 3 à 7) leur permettait d’éviter les torsions des vertèbres provoquées par les battements d’ailes.
Regardez bien le Notarium comme il est joli là ! source
Puis faut reconnaître qu’ils étaient sacrément impressionnants ! Allez-y, cliquez sur Quetzalcoatlus et vous verrez !!
Les exemples de leur adaptation ne manquent pas , la liste est interminable… Toutes ces infos sont issues du livre de Guillaume Lecointre, Guide critique de l’Evolution, où il consacre un dossier sur la grande famille des ptérosaures. On vous invite à y jeter un coup d’œil.
Bon, ne nous attardons pas sur ces bestiaux qui ont disparu de la surface de la Terre, et intéressons-nous à leurs cousins les Théropodes.
-150 millions d’années : LES OISEAUX
Les beaux gosses de l’évolution des vertébrés. source
Archeo… arrête de bondir de joie juste parce que tu as quelques plumes… source
Les Oiseaux actuels sont quasiment tous volants, c’est une de leurs principales caractéristiques.
A ce jour, le plus ancien fossile d’oiseau que l’on est retrouvé est Archeopteryx, daté du Jurassique Supérieur (-150 millions d’années).
Frise chronologique des ères paléontologiques. source
Ce dernier possédait déjà des caractéristiques d’animaux volants. C’est à dire : le corps aérodynamique, os légers et pneumatiques, un allègement du corps, comme les ptérosaures, et surtout la présence de plumes ! Notamment la plume rémige c’est cette structure de kératine asymétrique qui façonne l’aile et permet le vol.
dessin de plume de duvet, de plume de contour et de plume rémige
Les oiseaux ont acquis la capacité de voler totalement par hasard. En effet initialement, la plume (de duvet ou de contour) devait servir pour les parades sexuelles ou à la régulation de la température du corps.
Puis l’évolution a pris un tout autre chemin, et les oiseaux ont conquis les airs. Ce processus adaptation par hasard est appelé l’exaptation (merci Mr Jay Gould ! )
Quant aux hypothèses émises sur le début du vol, il y a 2 écoles :
Archeopteryx aurait au cours du temps acquis, la capacité de « s’envoler » en courant. ( Attention dessin d’Archeopteryx non contractuel…)
Ou aurait, avec ses membres antérieurs griffus, pu s’accrocher à un arbre et se laisser planer.
L’hypothèse la plus acceptée et la plus probable est pour l’instant la première, car des simulations ont montré que ce dernier était capable de décoller depuis le sol.
En tout cas ce qui est sûr c’est que Archeopteryx n’avait pas une anatomie aussi adaptée au vol que les Oiseaux actuels. D’ailleurs Archeopteryx galérait bien comme il faut et ne volait pas vraiment mais se soulevait en courant. Un peu à la Chicken Run …
Les différences anatomiques se situent au niveau :
- des os de l’aile et de la cage thoracique, qui n’avaient pas la même configuration
- l’humérus est plus robuste chez les oiseaux actuels
- les doigts II et III ont fusionnés chez les oiseaux
- les oiseaux ont aussi quant à eux un os, le bréchet qui permet de soutenir les muscles pectoraux.
comparaison anatomique d’Archéoptéryx et des Oiseaux. source
Passons maintenant aux petits derniers de l’évolution qui ont sauté le pas plus récemment !
-50 millions d’années : LES CHAUVES SOURIS
Pipistrelle (Pipistrellus pipistrellus). source
ATTENTION : Batman n’est pas un animal qui représente la chauve souris !!C’est juste un être humain qui plane, et c’est très différent. Non mais regardez ce petit rigolo à coté de cette choupinette absolument splendide.
Les Chiroptères (« main ailée » en grec) sont les seuls mammifères capables d’effectuer le vol battu. On a peu d’informations sur l’évolution du vol chez les chauves souris, on a juste retrouvé un fossile rachitique et incomplet datant de -50Millions d’années. Ce qui nous a juste permis de savoir que nos amis les vampires volaient déjà à cette époque. Et puis, ben c’est à peu près tout…
Frise chronologique des ères paléontologiques. source
Bon sinon l’organisation de leur corps, bien que fait pour le vol, est très différente de celle des oiseaux. Leurs ailes sont constituées d’une membrane de peau très fine et tendue entre chaque doigts et entre les membres . Dans leur cas ce sont les battements de la main qui permettent le vol battu. Si on met côte à côte, les os des membres d’oiseaux et de chauves souris, on voit tout de suite bien la différence. Et soyons fous mettons les vertébrés volants tous côte à côte.
Anatomie comparée de différents types d’ailes.
Bon ces pauvres petites n’ont malheureusement aucunement la capacité de décoller directement du sol, et sont obligées de s’élancer d’un point en hauteur en grimpant avec leurs pattes. Mais elles sont dotées de plein d’autres trucs cools comme la géolocalisation des proies avec un radar par exemple. Et il y a même une espèce appelé Dyacopterus spadiceus, où les mâles allaitent, alors bon on va pas se plaindre.
Et bien sûr, il existe également des animaux qui ont des ailes et qui ne volent plus aujourd’hui. Prenons l’exemple des poules : elles volaient mais les agriculteurs ont fait se reproduire les plus grasses qui volaient peu (pour éviter de leur courir après!) et du fait de l’homme, les poules ne volent plus.
Voilà en espérant que ce sujet vous aura intéressé et permis de voir que les événements ayant lieu au cours de l’évolution apparaissent totalement au hasard et ce dans des groupes très différents.