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publié le : 12/10/2017
  

L'aile des Ptérosauriens

L'aile d'un Ptérosaurien était bâtie sur un plan différent de celui de l'Oiseau et de la Chauve-souris. Comme chez la Chauve-souris la surface portante de l'aile est constituée d'une membrane mais cette dernière est tendue seulement sur le quatrième doigt de la main démesurément allongé. Les doigts I, II et III sont de taille normale et servaient à la marche lorsque l'animal était au sol. L'humérus porte deux fortes protubérances sur lesquelles venaient se fixer les muscles puissants qui abaissaient l'aile au cours du vol. Certains os étaient creux et communiquaient avec les sacs aériens de l'appareil respiratoire ce qui allégeait le squelette.

Aile de Rhamphorhynchus gemmingi "Zittel Wing", Jurassique supérieur, (photographiée au Jura Museum, Eichstätt, Allemagne, moulage de l'original conservé au Bayerische Staatssammlung für Paläontologie und Geologie - Munich, Allemagne) Cliquez sur l'image pour avoir une vue détaillée

  • Humérus
  • Radius
  • Cubitus
  • Carpiens
  • Métacarpiens
  • Pteroïde
  • Doigts I, II, III
  • Doigt IV à 4 phalanges
  • Membrane alaire
  • Insertion des muscles du vol
  • articulation de l'épaule

Sur les fossiles bien conservés comme celui qui est représenté ci-dessus, il est possible d'étudier la forme des extrémités des os et d'en déduire les mouvements permis par les articulations (d'aprés Hankin et Watson 1914 et Unwin 2006

Dans l'épaule, la tête de l'humérus est allongée selon un axe antéropostérieur ce qui indique qu'elle permettait surtout des mouvements de battement de l'aile de haut en bas. Les mouvements d'avant en arrière étaient réduits mais permettaient cependant une marche quadrupède.

L'articulation du coude était du type charnière, n'autorisant que des mouvements dans un seul plan incliné à 30° par rapport à l'horizontale. Ce qui fait que lorsque l'animal pliait le bras, sa main se déplaçait vers le haut.

Le poignet permettait surtout des mouvements de rotation autour de l'axe du cubitus.

Le doigt IV pouvait pivoter de 80° dans le plan horizontal.

Lorsque l'on a une bonne connaissance du fonctionnement des articulations, il est possible de reconstituer les mouvements que pouvait faire l'animal. Cette étape est indispensable à la compréhension de la biomécanique du vol.

Sur le fossile ci-dessus la membrane alaire est, elle aussi, exceptionnellement bien conservée. On discerne clairement de fins replis presque parallèles au long doigt IV. La formation de ces replis s'explique par la structure complexe de la membrane alaire.

La membrane alaire

Rhamphorhynchus muensteri

Rhamphorhynchus muensteri, Jurassique supérieur, (photographié au Jura Museum, Eichstatt, Allemagne)

Ce superbe spécimen de Rhamphorhynchus surnommé Dark-Wing (l'Aile Sombre en français) à cause de sa membrane alaire noire, réservait une surprise à Helmut Tischlinger. En éclairant la membrane alaire aux rayons ultra-violets, des détails, jusqu'alors inconnues à l'observation en lumière visible, firent leur apparition. Ce spécialiste de l'étude des fossiles en lumière ultra-violette allait montrer que la membrane alaire était composée de 3 couches superposées. Cette structure a été retrouvée sur d'autres Ptérosaures en particulier ceux de la formation de Santana au Brésil où des détails d'un centième de millimètre sont visibles. La membrane épaisse d'environ 1 millimètre comprenait de sa face supérieure à sa face inférieure :

Structure de la membrane alaire d'un Ptèrosaure

Structure de la membrane alaire d'un Ptèrosaure. (légende dans le texte ci-contre).

Une couche de filaments (1) d'un dixième de millimètres de diamètre et d'une longueur variant de 1 à 10 cm. Leur espacement est variable. Très serrés en bordure d'aile, ils s'espacent à sa partie interne. Ils sont allongés parallèlement aux os du bras et de la jambe.

Un réseau de muscles striés (2) dont les fibres font un angle de 30° à 90° par rapport aux filaments de la couche supérieure.

Des vaisseaux sanguins (3) irriguant la totalité de la membrane alaire. Leur rôle était évidemment de nourrir les tissus de l'aile mais ils devaient aussi servir de radiateur éliminant l'excédant de chaleur produit par les muscles du vol ou absorbant la chaleur solaire pour réchauffer le corps au petit matin avant le décollage.

Les spécimens brésiliens ont permis d'ajouter une quatrième couche (4) située juste au dessus de la couche de filaments. Elle était constituée d'un tissus spongieux qui était remplis d'air ou de sang et elle était surtout présente près du corps et le long du membre antérieur (Martill et Unwin, 1989 et Unwin, 2006). La membrane alaire était enveloppée par un épiderme supérieur (5) et par un épiderme inférieur nus (6).
A quoi servait une telle structure? Son fonctionnement est d'un simplicité lumineuse. Non?

Fonctionnement de la membrane alaire

La membrane alaire fonctionnait comme une aile à courbure variable. En contractant les fibres musculaires de la face inférieure de l'aile, le Ptérosaure pouvait modifier la courbure à volonté. Il le faisait dans les différentes régions de l'aile suivant les informations sur la pression de l'air fournis par les récepteurs de la peau. Un dispositif à faire réver un ingénieur en aéronautique qui sait que le secret du vol réside dans la courbure (ou cambrure) d'une aile.

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créée le : 23-11-2012     modifiée le : 24-09-2015     visites depuis le 31/10/2015
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