Vol (animal) - Définition

Vertébrés

L'archéoptéryx avait des plumes mais il ne volait pas, n'ayant pas d'ailes mais des doigts griffus et n'ayant pas de bréchet pour servir d'appui aux muscles du vol.
Les oiseaux volent non parce qu’ils ont des plumes mais parce qu’ils ont des ailes qui sont un complexe squelette-plumes. La main devenue très étroite forme une baguette triangulaire, qui chez un moineau, contient 2 métacarpiens au lieu de 5 et des restes de phalanges correspondant aux doigts disparus. Il est probable que c’est la course bipède qui en entrainant la régression des mains, a conduit aux ailes. L’allongement des plumes venant compenser la régression des doigts leur a permis de recouvrir les griffes, ce qui a permis leur disparition.
Parce qu’ils avaient conservé des doigts griffus, apparemment utiles, les dinosaures à plumes du Liaoning ne pouvaient les perdre et par suite avoir des ailes. Aussi n’y a-t-on pas trouvé d’intermédiaires entre eux et les oiseaux.

L'observation du vol des vertébrés comme les oiseaux, certains mammifères fait apparaitre de nombreuses analogies avec les techniques de l'aéronautique (avions et hélicoptères). La spécialisation des aéronefs et les différents modes de déplacement dans l'espace permettent de faire un découpage similaire. Quelques oiseaux sont cités en exemple (et des liens renvoient aux articles techniques) pour illustrer ces phases :

Développement

Le saut a été un préalable au vol, mais le prolongement de chute n’est pas le vol. Seuls les oiseaux, les chauves-souris et les ptérosauriens ont découvert le vol. Et cela bien plus tard que les insectes apparus bien avant eux.

L’homéothermie a probablement conditionné le vol, cela grâce à l’apparition d’un revêtement protecteur (poils ou plumes) et d’une circulation plus efficace

L’acquisition d’ailes membraneuses a eu lieu en premier, d’où l’ancienneté des ptérosauriens et probablement aussi celle des chauves-souris.

L’apparition tardive des oiseaux vient de ce que leurs plumes ont une origine non liée au vol, mais ont été récupérées par celui-ci. Le rôle multiple des plumes et leur renouvellement assure aux oiseaux une supériorité incontestable, d’autant plus que leur organisme s’est dans son ensemble adapté au vol.

L’augmentation du poids qui apparaît dans un souci de défense dans diverses lignées, a entraîné l’élimination des individus de grande taille ou leur orientation vers la course bipède (dinosaures à plumes).

Le plus ancien mammifère volant connu est Volaticotherium antiquus ?.

Fientes des oiseaux

De nombreux oiseaux bombardent de leur fiente les menaces potentielles, rapaces nocturnes surpris par le jour et posés trop près de leur progéniture, promeneurs s'approchant involontairement d'un nid caché dans l'herbe etc. En fait les oiseaux apeurés s'envolent en fientant il est probable qu'il s'agit là d'une adaptation destinée à les alléger plutôt que d'un bombardement dirigé contre l'agresseur, celui-ci n'est pas visé.

Contraintes et réalisation du vol

Préalables

• Être dans l’air : soit en sautant (donc pouvoir bondir), soit en tombant de haut.
• S’y maintenir : grâce à une surface portante :ailes membraneuses ou ailes emplumées données par les bras. La première option est la plus facile à réaliser
• Y progresser : utiliser les courants aériens (rotation de la main) ou battre des bras (mouvements synchrones)

Contraintes

• La pesanteur : le poids est l’ennemi du vol (d’où légèreté initiale) mais la musculature étant irréductible, on va alléger le squelette (os creux)
• Vaincre la résistance de l’air : forme aérodynamique, gommer les aspérités.
• Produire une énergie suffisante pour un vol continu : homéothermie.
• Maîtriser les courants aériens : nécessité d’un cerveau et d’organes des sens bien développés.

Réalisation

Cas des Invertébrés :

• Araignées : déplacement suspendu à un fil emporté par le vent.
• Insectes : vol favorisé par le squelette externe chitineux : légèreté, expansions membraneuses devenant ailes, trachées atteignant tous les organes. Les ailes dériveraient d’expansions des pattes (ex-branchies, épipodites). Parfois ailes « emplumées » (microlépidoptères)

Les insectes ont été les premiers à découvrir le vol et les ailes s’y sont diversifiées (membraneuses, deux paires avec battements liés ou non, une paire avec balanciers, élytres protectrices… ) Au point que l’insecte qui ne vole pas est une exception.

Cas des Vertébrés :

• Squelette interne posant un grave problème de poids. Complémentarité circulation-respiration nécessaire à la production d’énergie.