Des géants boiteux
Les géants du règne animal se déplacent relativement lentement. Il est possible que cela réduise leurs chances de survie dans l'environnement actuel.
Les animaux de grande taille ont tendance à se déplacer plus lentement que les animaux de taille moyenne - sinon, ils surchaufferaient. C'est la conclusion à laquelle est parvenue une équipe de recherche dirigée par Alexander Dyer de l'université Friedrich Schiller de Iéna. Les scientifiques ont effectué des calculs théoriques et analysé les données expérimentales de plusieurs centaines d'espèces animales. Ils en rendent compte dans la revue scientifique "PLoS Biology".
Plus un être vivant est grand, plus ses organes de locomotion - qu'il s'agisse de ses pattes, de ses ailes ou de ses nageoires - sont généralement longs et puissants. Des membres plus longs et plus forts permettent d'effectuer des mouvements plus amples, et les grands animaux devraient donc se déplacer plus rapidement que les petits. C'est le cas, mais seulement jusqu'à une taille à peu près moyenne. Si la masse corporelle augmente encore, la vitesse de déplacement reste la même, voire diminue. Ainsi, les rorquals communs (environ 70 tonnes) se déplacent en moyenne à environ 9 kilomètres par heure, alors que les baleines bleues (environ 140 tonnes), beaucoup plus imposantes, ne se déplacent qu'à 7,5 kilomètres par heure.
Les températures critiques
À quoi cela est-il dû ? Dyer et son groupe de travail fournissent une explication : les grands êtres vivants ne se débarrassent pas de leur chaleur corporelle aussi rapidement que les petits. En effet, plus un organisme est long , plus sa surface augmente à la puissance 2, alors que son volume augmente à la puissance 3. La chaleur est générée dans tout le volume, mais ne s'écoule vers l'extérieur que par la surface. C'est pourquoi les géants sont plus exposés à la surchauffe que les nains.
Dyer & ; Co ont développé un modèle mathématique qui leur permet de calculer la vitesse d'endurance des animaux qui volent, marchent et nagent. Les équations tiennent compte de la masse de l'être vivant considéré ; elles contiennent en outre des termes qui décrivent l'échange de chaleur avec l'environnement ainsi que l'efficacité de la locomotion dans l'air, l'eau ou sur terre. En utilisant cet appareil de formules, l'équipe a déterminé les vitesses de migration de diverses espèces animales et a obtenu une courbe en forme de bosse : Les organismes de taille moyenne sont les plus rapides, les plus légers et les plus lourds sont respectivement plus lents. Lorsque les chercheurs ont comparé la relation calculée avec les données mesurées de plusieurs centaines d'espèces, ils ont constaté une bonne correspondance dans la zone pour laquelle des valeurs empiriques sont disponibles.
Source : Dyer, A. et al.: The travel speeds of large animals are limited by their heat-dissipation capacities. Plos Biology 21, E3001820, 2023, Fig. 2 / CC by 4.0 CC by
"Les muscles ont une efficacité de peut-être 20 à 30 pour cent", explique Dyer, "ce qui signifie que 70 à 80 pour cent de l'énergie métabolique dépensée est convertie en chaleur". Comme les grands êtres vivants transmettent cette chaleur à l'environnement plus tranquillement que les petits, ils doivent faire plus de pauses pour se refroidir. "Au-delà d'un certain poids corporel, cela limite de plus en plus la distance qui peut être parcourue en un temps donné."
Dans un environnement marqué par l'intervention humaine, cela peut avoir un effet néfaste. Les biotopes naturels se fragmentent en morceaux de plus en plus petits en raison de l'exploitation forestière, de la construction de routes, de l'agriculture et de l'urbanisation. "Les grands animaux ont besoin de beaucoup d'espace vital et doivent combler les chemins entre ces patchs", explique Myriam Hirt de l'université Friedrich Schiller de Iéna, qui a participé à l'étude. "Ils pourraient être plus sensibles à la fragmentation progressive du paysage et au changement climatique qu'on ne le pensait jusqu'à présent - et donc être plus menacés d'extinction qu'on ne le pensait."
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Photo de couverture : Shutterstock / Stu Proter
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