Le poids corporel idéal pour courir vite
Comparé aux autres animaux, l'homme se déplace assez lentement. Mais par rapport à sa morphologie, il tire le meilleur parti possible, comme le montre une analyse du poids et de la vitesse.
L'animal terrestre le plus rapide au monde est le guépard. Il peut atteindre plus de 100 kilomètres à l'heure en courant, ce dont l'homme ne peut que rêver. Mais si vous êtes contrarié à l'idée de ne pas pouvoir distancer le chasseur tacheté en cas d'urgence, vous serez peut-être rassuré par le fait que nous, les humains, avons presque atteint le maximum de notre vitesse, du moins en moyenne, si l'on se réfère à notre constitution. Si nous étions nettement plus petits et plus légers ou nettement plus grands et plus lourds, nous avancerions beaucoup plus lentement. C'est ce que l'équipe de recherche dirigée par Christofer J. Clemente de l'Université australienne du Queensland a déterminé au cours d'études complexes et publié dans la revue spécialisée "Nature Communications".
Pour leurs études, les scientifiques ont utilisé un logiciel de simulation basé sur un modèle du corps humain accessible au public. Dans le modèle, les muscles, les os et les tendons sont créés de manière détaillée. Le logiciel développé en 2019 peut, par exemple, indiquer comment les différents composants se comportent lors de la course à différentes vitesses. L'équipe de Clemente a créé des modèles humains de différentes tailles, allant de petits nains de 100 grammes à des géants de 2000 kilogrammes. Ils ont ensuite fait simuler par le programme la vitesse maximale à laquelle les spécimens de différentes tailles pouvaient se déplacer.
Les géants de plusieurs tonnes ont perdu la course virtuelle, car ils n'ont jamais pu bouger. Seuls les poids jusqu'à 900 kg environ permettaient à un être humain de se déplacer sur deux jambes. Mais être petit n'avait qu'un avantage limité : les hommes miniatures pesant 100 grammes ne pouvaient pas non plus se déplacer. Si l'on porte la vitesse en fonction du poids corporel, on obtient une courbe avec un poids corporel optimal de 47 kilogrammes.
Les auteurs proposent également une explication pour expliquer pourquoi il pourrait en être ainsi. Selon d'autres découvertes, la vitesse à laquelle une personne peut courir dépend principalement de la force avec laquelle elle s'appuie sur le sol, et non de la vitesse à laquelle elle peut bouger ses jambes. La force que l'on peut déployer dépend à son tour des muscles, et plus précisément de la surface de leur section transversale. Or, celle-ci n'augmente pas aussi rapidement que la masse des muscles lorsque la taille augmente, et les muscles sont donc relativement plus faibles à partir d'une certaine taille. Quant aux personnes miniatures très légères, leurs muscles sont relativement puissants, mais elles sont trop légères pour exercer une force suffisante sur le sol et se propulser.
Pour courir vite, il ne faut donc être ni trop grand ni trop petit - comme le guépard, qui pèse d'ailleurs lui aussi 47 kilos en moyenne. Le poids moyen d'un adulte est d'environ 62 kilos. C'est relativement proche de l'optimum, comme le font remarquer les auteurs. Ils spéculent que la capacité de courir rapidement a constitué un avantage évolutif. D'autres homininés étaient nettement plus lourds ou plus légers que l'homme actuel, comme l'Australopithecus afarensis, qui pesait en moyenne 30 kilos, ou l'Homo erectus, nettement plus lourd avec une moyenne de 80 kilos.
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