Nouvelles découvertes : les poumons améliorent les performances de vol des oiseaux planeurs

ParisLes oiseaux comme les balbuzards, les aigles et les vautours peuvent planer longtemps en utilisant les courants d'air ascendants, sans avoir besoin de battre des ailes. Des scientifiques ont découvert un nouveau mécanisme qui améliore leur vol : l'utilisation de leurs poumons. Cette découverte a été faite par une équipe internationale dirigée par Emma Schachner, biologiste à l'Université de Floride, et l'étude a été publiée dans la revue Nature.

Les oiseaux respirent différemment des mammifères. Alors que les mammifères utilisent le même chemin pour inhaler et exhaler, les oiseaux ont des poumons fixes avec un flux d'air unidirectionnel, facilité par des sacs aériens. Un sac aérien spécial, appelé le diverticule subpectoral (DSP), augmente la puissance des muscles de vol.

Principaux points de la recherche :

• Les poumons des oiseaux possèdent des sacs aériens qui facilitent le vol.
• Un sac aérien unique appelé SPD améliore la capacité de planer.
• Le SPD se trouve uniquement chez les oiseaux planeurs.

Une radiographie d'une buse à queue rousse a conduit à la découverte fortuite du SPD. Schachner a remarqué un gros renflement entre les muscles pectoraux et supracoracoïdiens, essentiels pour le battement des ailes. Elle a supposé que ce sac aide l'oiseau à mieux planer.

Des chercheurs de l'Université de Stony Brook, Schachner et Andrew Moore, ont étudié 68 espèces d'oiseaux. Ils ont constaté que le SPD était présent chez les oiseaux qui s'élèvent dans les airs au moins sept fois, et absent chez ceux qui ne le font pas. Cette découverte montre l'importance du SPD pour le vol plané.

Schachner a collaboré avec Karl Bates de l'Université de Liverpool pour étudier l'impact du SPD sur les faucons. Ils ont créé un modèle informatique du corps de l'oiseau. Ce modèle a montré que le SPD améliore la performance du muscle pectoral, maintenant l'aile stable et horizontale. Quand ils ont retiré le SPD du modèle, la qualité du vol de l'oiseau s'est détériorée.

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Leurs recherches montrent que le SPD est crucial pour les oiseaux qui planent dans les airs. Ils ont également découvert que les muscles pectoraux de ces oiseaux sont différents de ceux des oiseaux non planants. Cette distinction leur permet de générer une plus grande force.

Cette découverte modifie notre perception du lien entre le mouvement et la respiration. Nous savions déjà que le mouvement aide les oiseaux à mieux respirer. Désormais, nous comprenons que les poumons peuvent également influencer la façon dont ces oiseaux se déplacent lorsqu'ils volent à haute altitude.

L'équipe a constaté que le DPS n'avait pas d'autres utilisations. Ils ont analysé les scans CT d'une buse à queue rousse calme pendant qu'elle respirait. Ils ont découvert que la buse pouvait encore respirer même si le sac d'air était effondré. Elle pouvait également contrôler l'ouverture et la fermeture de ce sac de manière autonome.

L'équipe de recherche pense que les poumons des oiseaux pourraient avoir des fonctions encore inconnues. Les oiseaux se déclinent en de nombreuses espèces, comme les autruches, les colibris et les manchots. Leurs poumons pourraient accomplir des choses fascinantes que nous n'avons pas encore découvertes.

L'étude a été financée par le Programme de Renforcement de la Recherche de l'Université d'État de Louisiane et l'Allocation du Prix Gatorade de l'Université de Floride.