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Quand les animaux ont-ils acquis la capacité de « galoper » ?

Crédits : pen_ash/Pixabay

Pour de nombreux animaux, le galop est un moyen de locomotion clé permettant de passer à la vitesse supérieure. Il s’inscrit parmi une sélection de manœuvres appelées « allures asymétriques » qui impliquent des chutes de pied inégalement réparties. Les scientifiques ont longtemps suggéré que ces déplacements ne s’étaient développés qu’après l’apparition des mammifères il y a 210 millions d’années. En réalité, selon de récents travaux, ces mouvements seraient beaucoup plus anciens.

Allures symétriques et asymétriques

La marche est définie comme le schéma cyclique des mouvements des membres utilisés pendant la locomotion. Ces démarches sont généralement divisées en démarches symétriques et en démarches asymétriques. Les premières sont celles où les membres se déplacent en séquence régulière, synchronisée et alternée avec une symétrie des temps de pas gauche et droit. Le trot en est un exemple.

Les allures asymétriques sont quant à elles celles où les pas gauche et droit ne sont pas espacés de manière égale. Elles comprennent les galops, les demi-bonds, les bonds ou les « pronks » par exemple. Les galops sont définis comme les quatre pas se produisant à des moments différents et inégalement espacés. Les demi-bonds se produisent lorsque les pas arrière sont simultanés, mais que les pas avant ne sont pas synchronisés. Les bonds se produisent pour leur part lorsque les quatre pas sont simultanés, tandis que les « pronks » se produisent lorsque les quatre pas sont simultanés.

Bien que ces quatre types de démarches asymétriques aient été historiquement les seuls considérés, il est important de noter que d’un point de vue neuromusculaire, tout programme moteur qui implique des mouvements asynchrones et cycliques des paires de membres est une démarche asymétrique.

En tant que tel, il convient de classer les « béquilles » et les « coups de béquille » comme des allures asymétriques même si chacune n’implique qu’une seule paire de membres (membres antérieurs pour les premières, membres postérieurs pour les secondes). Les premières impliquent des pas des membres antérieurs synchronisés et des pas des membres postérieurs inégalement espacés dans le temps et/ou complètement absents. Certains poissons et tortues de mer sont notamment concernés. Les secondes impliquent l’utilisation simultanée des nageoires pelviennes contre le substrat (locomotion benthique chez certains poissons).

Cela étant dit, on a longtemps pensé que les capacités de bondir et de galoper n’étaient apparues qu’après l’apparition des mammifères sur Terre il y a environ 210 millions d’années. Cependant, nous savons désormais que les crocodiles peuvent aussi galoper et les tortues bondir si besoin. Ces découvertes récentes ont amené des chercheurs du New York Institute of Technology, aux États-Unis, à se demander si les animaux auraient pu développer la capacité de coordonner leurs membres de manière indépendante beaucoup plus tôt qu’on ne le pensait.

crocodiles galop démarches asymétriques
Crédits : Kmanoj / Wikipedia

Près de 500 millions d’années

Dans le cadre de ces travaux, les chercheurs ont parcouru la littérature scientifique et construit un arbre généalogique sur mesure impliquant les mammifères, les marsupiaux, les monotrèmes, les reptiles, les grenouilles et crapauds, et les poissons qui sont actuellement connus pour utiliser des mouvements de déplacements asymétriques lorsqu’ils se propulsent le long de surfaces avec leurs pieds et leurs nageoires.

« Au total, nous avons compilé les données de 308 espèces« , expliquent les auteurs, attribuant un score de 0 aux espèces qui n’utilisaient que des démarches symétriques et un score de 1 aux espèces qui montraient des signes de déplacement asymétrique. Ils ont ensuite effectué une série de simulations pour déterminer la probabilité que des démarches asymétriques apparaissent plus tôt ou plus tard dans l’arbre évolutif.

D’après leurs analyses, la capacité de bondir et de galoper n’est pas seulement l’apanage des mammifères. Il est très probable que les premiers ancêtres de presque tous les animaux modernes, y compris les poissons, aient été capables de se déplacer avec une sorte de démarche protoasymétrique il y a 472 millions d’années.

Selon les auteurs, il est donc possible que nous ayons hérité de ces capacités d’un ancien ancêtre poisson qui se propulsait le long du fond marin sur ses nageoires bien avant qu’aucune espèce ne mette les pieds ou les nageoires sur la terre ferme.

Enfin, d’après l’étude, certaines espèces auraient même perdu la capacité de se déplacer de manière asymétrique à un moment donné de leur histoire, soit parce qu’elles ont perdu les nerfs nécessaires à la coordination de ces manœuvres, soit parce qu’elles sont devenues trop massives ou trop lentes pour décoller. C’est notamment le cas de certains lézards ou salamandres et même des éléphants.