Des « monstres marins » géants ont développé de gros corps pour compenser les longs cous étant une traînée totale

Les scientifiques ont découvert que le fait d’avoir un grand corps donnait un coup de pouce indispensable à la mobilité des reptiles marins disparus à long cou.

La nouvelle recherche, qui a démystifié l’idée de longue date selon laquelle il existe une forme corporelle optimale chez les animaux marins pour rendre leur corps plus rationalisé sous l’eau, a révélé que la taille corporelle d’un animal est en fait plus importante que sa forme corporelle en ce qui concerne l’économie énergétique de natation.

Pour l’étude, des chercheurs de l’Université de Bristol au Royaume-Uni ont examiné un certain nombre de tétrapodes éteints différents (vertébrés à quatre membres) qui vivaient au cours de l’ère mésozoïque (il y a environ 252 à 66 millions d’années). Les tétrapodes sur la liste des scientifiques comprenaient l’ichtyosaure, dont le corps en forme de torpille ressemble à celui des dauphins, et , un genre de plésiosaure connu pour ses quatre grandes nageoires et son cou considérablement allongé qui l’aidait à capturer des proies rapides.

Alors que les chercheurs ont découvert qu’avoir un cou plus long créait une certaine traînée lors de la nage, avoir un torse plus large aidait à compenser cette perte, selon des modèles 3D virtuels qu’ils ont créés de ces animaux anciens.

« Nous avions prévu que la taille aurait un impact important, mais nous ne nous attendions pas à trouver cette interaction entre la taille du cou et la forme du corps », a déclaré Susana Gutarra Díaz, paléobiologiste à la School of Earth Sciences de l’Université de Bristol et au National History Museum. de Londres, qui a dirigé la recherche. « L’avantage d’avoir un corps plus grand est d’avoir une résistance plus faible par rapport à la masse corporelle », a déclaré Gutarra Díaz à Live Science.

Pour tester les besoins énergétiques de la nage chez différents reptiles marins, les chercheurs ont créé des modèles numériques 3D hypothétiques à l’aide de fossiles de plésiosaures, d’ichtyosaures et de mammifères marins disparus ; ils ont également modélisé des cétacés modernes tels que les dauphins communs à nez de bouteille (). Ils ont ensuite appliqué les données de ces modèles à un programme informatique pour créer des simulations de flux pour les différents sujets. En d’autres termes, Gutarra Díaz et son équipe ont construit un réservoir d’eau virtuel qui a personnalisé l’environnement aquatique avec des éléments tels que la vitesse et la direction du courant d’eau, et a mesuré comment différentes forces agiraient sur chaque animal.

« Dans notre étude, nous montrons que les grands animaux ont une plus grande traînée en termes absolus, mais le coût massique spécifique de la traînée – ou la puissance qu’ils doivent investir pour déplacer une unité de masse corporelle – est plus petit », a déclaré Gutarra Díaz. « Cela a à voir avec la façon dont la traînée évolue avec la taille. La majeure partie de la traînée dans ces organismes aquatiques provient du frottement de la peau et dépend donc de la surface. »

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À mesure qu’un animal grossit – à condition que sa forme générale ne change pas – la proportion de la surface par rapport à la masse est réduite, car la masse augmente à un rythme plus rapide que la surface, a expliqué Gutarra Díaz.

« Ainsi, nous montrons que plus gros est aussi meilleur en termes de contraintes hydrodynamiques », a-t-elle déclaré. « En d’autres termes, nous montrons pourquoi certains grands animaux aquatiques peuvent se permettre d’avoir ces formes folles. »

Les baleines sont un bon exemple moderne de ce phénomène, a ajouté Gutarra Díaz.

Les auteurs de l’étude étaient particulièrement intéressés par le cou des individus – qui mesuraient dans certains cas 20 pieds (6 mètres) de long – et les scientifiques ont donc généré des modèles 3D de corps avec des envergures de cou variables. Leurs simulations ont révélé qu’à un certain moment, un cou plus long ajoutait une traînée supplémentaire, mais le fait d’avoir un tronc plus grand aidait à annuler cela.

« Nos résultats nous aident à mieux comprendre les compromis évolutifs vécus par les plésiosaures », a déclaré Gutarra Díaz. « Nos simulations montrent qu’il existe un seuil lorsque la traînée élevée entre en jeu, qui correspond à une longueur de cou d’environ deux fois la longueur du tronc. Lorsque nous avons analysé un grand échantillon de plésiosaures, il était très intéressant de découvrir que la plupart des espèces ont évolué dans des proportions de cou. en dessous de ce seuil. Mais plus intéressant, les plésiosaures qui ont développé des cous plus longs que cela avaient également de très gros troncs qui annulaient l’excès de traînée.

Les résultats ont été publiés le 28 avril dans la revue Biologie des communications (s’ouvre dans un nouvel onglet).