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l'actualité
publié le : 12/10/2017
  

Une machine volante : le contrôle du vol

Tout comme un avion en vol, un Ptérosaure pouvait contrôler les mouvements de son corps dans les trois directions de l'espace, tangage, roulis et lacet. L'animation ci-dessous ne fait qu'effleurer la multitude des moyens dont le Ptérosaure disposait pour maintenir son équilibre et évoluer dans les airs. L'aile à géométrie variable avec sa membrane (cheiropatagium) à cambrure contrôlée était un élément essentiel sans équivalent dans la nature actuelle.
L'os péroïde situé à l'avant de la main supportait le propatagium (voir image ci-dessous). Ses mouvements vers le haut ou vers le bas modifiaient la cambrure de l'aile et donc sa portance. Il agissait comme les becs de bord d'attaque des avions modernes. En abaissant les ptéroïdes des deux ailes, l'animal pouvait garder une portance convenable à basse vitesse ce qui est essentiel lors de l'atterrissage.

control du vol chez un Ptérosaurien

Les changements de direction étaient réalisés en bougeant les pieds palmés à gauche ou à droite. La palmure des pattes est utilisée de la même manière chez les Oiseaux actuels qui ont une queue très courte (Oies, Plongeons et Grêbes). Ces mouvements devaient s'accompagner d'un roulis provoqué par le cheiropatagium ou le cruropatagium.

Les modèles volants de Ptérosaures réalisés par l'Homme ont montré qu'ils étaient très instables et difficiles à contrôler même avec des dispositifs électroniques de stabilisation. Mais les Ptérosaures disposaient d'un dispositif de stabilisation bien plus sophistiqué que l'électronique embarquée sur les modèles volants actuels : leur cerveau.

Le cerveau des Ptérosaures

Reconstitution du cerveau de Anhanguera santanae, Ptérosaurien du Crétacé

Reconstitution du cerveau de Anhanguera santanae, Ptérosaurien du Crétacé

Cerveau du Pigeon

Cerveau du Pigeon

Cerveau de l'Alligator.

Cerveau de l'Alligator.

Lorsque les os du crâne sont fossilisés sans écrasement, il est possible de faire des moulages de la cavité endocrannienne. On a ainsi une image du cerveau qui s'y logeait. Les cerveaux de Ptérosaures Rhamphorhynchus et Anhanguera sont les mieux connus (Witmer et al 2003). Dans le cas d'Anhanguera la ressemblance avec le cerveau d'un Oiseau est frappante. Cependant, à masse corporelle égale, le volume de celui du Ptérosaure est inférieur.

Les canaux semi-circulaires sont, par contre, deux fois plus grands que chez les Oiseaux. Ils détectent les moindres accélération du corps dans les 3 directions de l'espace. Ce sont les organes de l'équilibre par excellence. Vu leur grande taille, ils devaient être particulièrement sensibles. Ils envoient les informations sensorielles vers les centres nerveux responsables de leur traitement : le cervelet et le flocculus. Cette dernière structure est très développée puisqu'elle représente 7.5 % de la masse totale du cerveau contre seulement 2 % chez les Oiseaux.

Qu'elle est la signification du développement du flocculus? Cette structure reçoit des informations sensitives non seulement des canaux semi-circulaires mais aussi de la rétine et elle envoie des influx moteurs aux muscles du cou et des yeux. Une de ses fonctions est de coordonner les mouvements des yeux et de la tête afin d'obtenir une image stable sur la rétine. Ceci est extrêmement important pour repérer et suivre une proie en mouvement : un insecte en vol ou un poisson sous la surface de l'eau. Mais ce n'est pas la seule explication.

Chez les Mammifères et les Oiseaux, le flocculus reçoit des informations sensitives en provenance des articulations et de la peau. Les informations venant des articulations permettent de connaître la position des différents segments du corps les uns par rapport aux autres. Chez les Ptérosauriens, la membrane allaire devait envoyer un flots d'informations très important vers le flocculus comme la pression à sa surface ou les tensions de ses différentes parties. Ces informations étaient traitées dans le flocculus qui renvoyait des réponses motrices appropriées non seulement aux muscles des membres mais aussi à la multitudes de fibres musculaires de la membrane allaire. Ce sont ces réflexes complexes qui expliquent l'énorme développement du flocculus. Les modèles volants de Ptérosaures réalisés par l'Homme sont très instables et difficiles à manœuvrer. Les Ptérosauriens compensaient ce handicap par un système nerveux très sophistiqué. Ils contrôlaient et même anticipaient leur instabilité grâce aux réflexes du flocculus.

Chez les Vertébrés, les trois canaux semi-circulaires sont disposés dans trois plans perpendiculaires

Chez les Vertébrés, les trois canaux semi-circulaires sont disposés dans trois plans perpendiculaires. Ils détectent les accélérations du corps dans les trois directions de l'espace.

Les Ptérosauriens devaient être extrêmement habiles. On imagine qu'ils étaient de redoutables chasseurs et pêcheurs en vol, rasant les flots à la recherche de poissons ou capables de manœuvres acrobatiques à la poursuites d'insectes. Une fois la cible verrouillée sur la rétine, la machine ptérosaure n'avait qu'un seul but : capturer la proie.

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