Les énormes dinosaures carnivores dépeints dans Jurassic Park courent assez vite pour poursuivre facilement les humains. Mais d’après une nouvelle étude publiée cette semaine dans
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Nature Ecology & Evolution , le T. rex n’est peut-être pas le monstre attrapeur de Jeep que nous avons vu dans les films.
Dans une vaste étude inter-espèces, une équipe de scientifiques allemands a comparé près de 500 animaux différents, allant de minuscules escargots pesant 30 microgrammes à des baleines massives pouvant atteindre 100 tonnes métriques. Les chercheurs ont créé un modèle mathématique pour décrire la façon dont les animaux se déplacent, en tenant compte de leur poids et des caractéristiques de leur environnement – air, terre ou eau – pour calculer la vitesse à laquelle ils pouvaient accélérer pour de courts sprints.
L’étude a révélé une contrainte fondamentale à la vitesse des animaux : les grands animaux ont un plus grand nombre de muscles
« à contraction rapide » qui peuvent générer de la force rapidement, mais ces muscles se fatiguent aussi facilement. Pendant les sprints, les muscles à contraction rapide ne peuvent stocker qu’une quantité limitée d’énergie, de sorte que les animaux plus petits peuvent atteindre rapidement leur vitesse maximale. Le compromis entre l’augmentation de la taille et de la masse musculaire et l’augmentation de l’inertie signifie que les guépards sont beaucoup plus rapides que les tristement célèbres lézards géants.
En conséquence, la vitesse des animaux augmente, jusqu’à un certain point. Au-delà du poids des guépards (sur terre), des marlins (dans l’eau) ou des pérégrins (dans l’air), la vitesse maximale d’un animal commence à s’amenuiser. Les chercheurs ont décrit la relation entre la masse corporelle et la vitesse de pointe à l’aide d’un arc parabolique relativement simple. Grâce à celui-ci, ils prétendent pouvoir prédire la vitesse d’un animal, qu’il vole, nage ou court.
Matt Burgess a interviewé Myriam Hirt, auteur principal de l’article pour Wired :
Hirt, du Centre allemand de recherche intégrative sur la biodiversité, explique que les vitesses maximales d’un animal – y compris les humains – se résument à l’accélération. « Alors que les plus grands animaux, en théorie, pourraient être les plus rapides, l’énergie et le temps nécessaires à l’accélération de leurs corps plus grands les empêchent de jamais l’atteindre. »
Théoriquement, selon Hirt, si l’échelle de la taille et de la vitesse était linéaire, un éléphant serait capable d’atteindre une vitesse de pointe de . En réalité, ils plafonnent à environ . « Les animaux plus grands épuisent l’énergie fournie par les muscles avant de pouvoir atteindre leur vitesse maximale théoriquement possible », explique Hirt.
Le modèle est également valable pour les espèces disparues. On pensait auparavant que T. rex pouvait courir jusqu’à 45 mph, mais compte tenu de son cadre de neuf tonnes, le thérapode a probablement pointé à environ 16,5 mph. L’homme adulte moyen peut courir à une vitesse d’environ 15 mph, et Usain Bolt, qui est considéré comme l’homme le plus rapide du monde, peut courir à une vitesse impressionnante de 27 mph. Alors que Bolt peut facilement dépasser le T. rex , il pourrait avoir été confronté à une menace sérieuse de la part du Velociraptor , qui pouvait courir jusqu’à 34 mph, selon la recherche.
Les autres dinosaures seraient également, et peut-être décevants, lents. Un peu comme les éléphants et les baleines plus grands, le Brachiosaurus aurait piétiné à moins de 11 mph, et l’Apatosaurus (populairement connu sous le nom de Brontosaurus ) se fatiguerait à 7,6 mph.
En définitive, cependant, le poids n’est pas le seul facteur décisif. L’étude a révélé que sur terre, les animaux à sang chaud peuvent se déplacer plus rapidement que les animaux comparables à sang froid, bien que dans l’océan, ce soit l’inverse.
La biomécanique de chaque animal est également critique – les humains de l’étude ne pesaient que 11 livres de plus que le plus grand guépard, mais le chat sauvage peut courir presque trois fois plus vite.