La saison des amours dans le règne animal peut être dramatique et parfois violente. A titre d’exemple, prenons les cerfs entrechoquent leurs bois pendant le rut – les narines s’évasent, les sabots martèlent le sol, l’herbe vole partout et ce silence étrange avant la collision tonitruante. Le mâle gagnant a accès au harem, tandis que le perdant doit trouver d’autres femelles pour lesquelles se battre.
De nombreux autres animaux possèdent également des armes redoutables. Ils vont de cornes pointues du scarabée rhinocéros pour les griffes proportionnellement gigantesques des crabes violonistes et les longues défenses de morses et les narvals.
Les oiseaux doivent également se disputer leurs compagnons, ce qui implique souvent de défendre farouchement un territoire. Mais la plupart des oiseaux ne portent pas d’armes impressionnantes ; nous les connaissons mieux pour leurs couleurs, leurs danses et leurs chants. En tant que biologistes de l’évolution principalement intéressés par des oiseaux et armes, respectivement, nous ne pouvions pas nous empêcher de nous demander : pourquoi la plupart des oiseaux n’ont-ils pas leur propre version de bois ? La réponse, que nous présentons dans un étude récenteréside probablement dans un compromis entre voler et combattre.
Tout est question de poids
Pour tout ce qui vole, qu’il s’agisse d’un oiseau ou d’un avion (ou même de Superman), le vol demande plus d’énergie – sous forme de graisse brûlée ou de carburant – que se déplacer sur terre ou dans l’eau. Et la quantité d’énergie nécessaire augmente avec le poids.
À quel point ce compromis est-il frappant ? Il y a plusieurs années, United Airlines a lancé imprimer son magazine de bord sur du papier plus léger pour réduire le poids d’un vol typique d’environ 11 livres, ou 0,01% de la masse à vide d’un avion. Grâce à cette petite diminution, l’entreprise a réduit sa consommation annuelle de carburant de 170 000 gallons, économisant 290 000 $ US par an.
Si vous voyagez beaucoup, comme une compagnie aérienne qui opère 4 500 vols quotidiens ou un Swift qui vole 10 mois par an, chaque once réduite compte. Et les conséquences sont plus dures pour le martinet. Les animaux ne peuvent pas acheter d’énergie sous forme de carburant – ils doivent trouver de la nourriture et la consommer, ce qui lui-même nécessite de l’énergie.
D’un autre côté, si vous êtes un coq qui vole à peine, vous pourrez peut-être vous permettre un peu de poids supplémentaire sous la forme d’une arme. En d’autres termes, étant donné le coût du vol, il est logique que les oiseaux ne puissent s’offrir des armes que s’ils ne dépendent pas trop du vol. Ce compromis est soutenu par modèles de vol mathématiques et les mesures de le coût du vol chez de vrais oiseauxqui montrent que porter en vol des armes aviaires telles que des éperons de pattes ou d’ailes coûte plus de “carburant” plus un oiseau vole et plus le reste de son corps est léger.
Éperons aviaires
Certes, certains oiseaux ont des armes spécialisées pour le combat – mais pas beaucoup d’espèces. Et les armes que les oiseaux portent ne sont pas aussi grosses, lourdes ou flashy que chez les autres animaux. Éperons de coqun exemple classique, sont à peu près aussi semblables à des bois que les armes à oiseaux.
Environ 170 espèces – moins de 2% de toutes les espèces aviaires existantes – possèdent des éperons sur leurs pattes ou leurs ailes. Les jambes éperonnées ne se trouvent que sur sauvagine – les oiseaux qui se nourrissent principalement au sol – y compris dindes, faisans, paons et beaucoup de leurs les proches.
Les éperons alaires sont moins courants et plus dispersés parmi les espèces d’oiseaux. Les exemples comprennent vanneaux, jacanas, becs de gaine et quelques canards, oies et colombes. Les éperons des ailes sont généralement situés sur les poignets de l’oiseau et leur forme varie de boutons émoussés pour pointes acérées.
Afin de tester l’idée de combat ou de fuite, c’est une bonne nouvelle que certaines espèces portent des armes. Cela nous permet d’analyser notre attente selon laquelle les éperons devraient être trouvés plus souvent chez les espèces qui dépendent moins du vol que chez celles qui volent fréquemment.
Heureusement, nous avons pu nous appuyer sur un ensemble de données globales de l’indice main-aile – une mesure de la forme des ailes que les scientifiques utilisent pour quantifier à quel point diverses espèces d’oiseaux sont adaptées au vol et donc, vraisemblablement, à quel point elles en dépendent. Ces informations ont été récemment rendues disponibles pour toutes les espèces d’oiseaux vivants.
Nos résultats ont montré des liens clairs entre les espèces d’oiseaux entre la présence d’éperons et le comportement de vol. En moyenne, les espèces qui dépendent davantage du vol ont moins ou pas d’éperons. Parmi les espèces qui ont des éperons, des éperons plus longs ont tendance à apparaître chez les espèces de plus grande taille.
En utilisant modèles évolutifs, nous avons également examiné le processus historique qui a conduit à cette situation actuelle de combat ou de fuite. Nous avons constaté que les espèces qui dépendaient davantage du vol étaient plus susceptibles de perdre des éperons au fil du temps que les espèces qui ne volaient qu’occasionnellement. En d’autres termes, l’absence d’éperons sur la plupart des oiseaux aujourd’hui est probablement le résultat du fait que les espèces qui voyageaient fréquemment perdaient des éperons, et non des voyageurs occasionnels qui les gagnaient.
Se battre ou ne pas se battre
Nos découvertes montrent que le vol est une très bonne explication de la raison pour laquelle les oiseaux n’impressionnent pas beaucoup dans le département de l’armement. Mais cela ne se traduit pas nécessairement par la paix et l’amour. Par exemple, les faucons utilisent leurs serres comme armes dans des combats violentset les toucans font de même avec leurs becs.
Nous ne devrions pas nous attendre à ce que ces cas soient la règle, cependant. C’est parce que les griffes et les becs sont essentiels pour d’autres tâches comme la recherche de nourriture, l’alimentation, la thermorégulation, le lissage et l’ancrage. En revanche, la seule fonction des éperons et des bois est de se battre. L’utilisation de griffes et de becs au combat peut signifier compromettre d’autres fonctions essentielles. Par exemple, en 2017, des ingénieurs chinois ont conçu une facture en alliage de titane pour une grue captive qui a cassé sa facture lors d’un combat et par conséquent a perdu la capacité de se nourrir sans aide humaine.
Si la plupart des oiseaux ne peuvent ni porter d’éperons parce qu’ils compromettent le vol ni des caractéristiques à risque comme leurs becs parce qu’ils sont essentiels pour d’autres tâches, la solution peut être d’éviter autant que possible les combats physiques. En effet, de nombreux oiseaux défendent leur territoire principalement en chantant ou en exhibant des ornements. Le vol empêchant l’évolution des armes peut ainsi aider à expliquer les couleurs, les danses et les chants saisissants que l’on retrouve chez les oiseaux.
La prochaine fois que vous serez à l’extérieur et que vous entendrez deux oiseaux hurlant à pleins poumons les uns contre les autres au lieu de se battre, rappelez-vous que la paix pourrait être la seule option que l’évolution leur a donnée.
Alexandre V. Palaoro est post-doctorant en sciences et génie des matériaux, Université Clemson. João CT Menezes est un doctorat. Étudiant en biologie de l’organisme et de l’évolution, Université d’Amherst. Cet article est republié de La conversation sous un Licence Creative Commons. Lis le article original.
