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    Il y a des millions d’années, les oiseaux ont évolué à partir des reptiles avec lesquels ils ont encore des caractères communs, dont une peau dépourvue de glandes et un crâne relié à la colonne vertébrale par un seul condyle occipital (Hanzack et Formanek, 1979). Puisque les oiseaux et les reptiles ont des affinités, ils sont parfois réunis sous le même nom : les Sauropsidés. Les oiseaux, à la suite des reptiles volants du secondaire (période du Jurassique supérieur), ont adopté le vol comme mode de locomotion. S’ils sont capables de voler, c’est que les oiseaux ont évolué pour être plus légers (présence de plumes, modification de la structure des os, réorganisation du squelette des membres, des ceintures pectorale et pelvienne et de la colonne vertébrale) (Bailenger, 1989). Une grande légèreté Le faible poids des oiseaux joue un rôle très important dans leur capacité de voler. Plusieurs aspects de leur anatomie contribuent à cette légèreté. Ainsi, les oiseaux ont un bec léger plutôt qu’une mâchoire osseuse, un corps couvert de plumes et des membres inférieurs fins et légers. À l’intérieur de leur corps, d’autres astuces permettent de les alléger davantage. D’abord, les oiseaux n’ont pas de vessie et c’est pourquoi leurs fientes, ces déjections blanchâtres, sont semi-liquides. Ensuite, leurs poumons communiquent avec plusieurs « sacs aériens ». Ceux-ci rendent les oiseaux plus légers et les aident à « flotter » dans l’air. Les sacs aériens se remplissent également d’air et peuvent se prolonger à l’intérieur de certains os. En effet, contrairement aux os des humains qui sont lourds, denses et remplis de moelle, ceux des oiseaux sont plus minces et la plupart sont creux, occupés par le prolongement des sacs aériens. On nomme ces os creux « os pneumatisés » ou « aérifères ». En d’autres mots, ils sont remplis d’air. Lorsque l’oiseau respire, l’air circule jusqu’à ses orteils. Toutefois, malgré leur faible masse, les os des oiseaux possèdent une grande robustesse, car l’intérieur de leur cavité centrale est composée de minuscules étais, comme de petites poutres transversales, que l’on pourrait comparer aux rayons d’une roue de bicyclette et qui renforcissent sa structure. Le crâne de l’oiseau est également allégé. Celui-ci est constitué d’os minces, troués, ainsi que de cavités.
Source de l’image : C. Abraczinskas, licence CC. (BY-SA) Sacs Aériens. Parties : lu (lungs : poumons), les autres structures sont des sinus (au niveau de la tête) ou des sacs aériens.
En plus de posséder une ossature légère, l’oiseau possède moins d’articulations mobiles que les humains afin d’alléger davantage sa masse. La raison de ceci est que les extrémités des os de part et d’autre d’une articulation s’élargissent pour pouvoir adéquatement absorber les chocs. Ils gagnent en masse. Il est alors avantageux pour les oiseaux de voir plusieurs de leurs os soudés plutôt qu’articulés. Par contre, les oiseaux sont incapables de faire des pirouettes comme les êtres humains puisque la plupart de leurs vertèbres sont soudées ensembles plutôt que d’être liées par une articulation (Rupp, 1995). Des ailes pour voler Les ailes sont indispensables pour voler. Les os qui les constituent sont semblables aux os du bras humain. L’humérus, chez l’homme, va de l’épaule jusqu’au coude. Chez l’oiseau, il occupe la même place. Les os de « l’avant-bras » de l’oiseau sont les mêmes que ceux de l’humain, soit l’ulna, autrefois appelé cubitus, qui est l’os le plus massif et le plus long, et le radius, qui est plus petit. L’extrémité des ailes est constituée de trois doigts dont un pouce.
Source de l’image : L. Shyamal, licence CC. (BY-SA)
Les oiseaux ont aussi besoin de muscles puissants pour battre des ailes. C’est pourquoi leurs muscles pectoraux représentent plus de 15% de leur masse comparativement à ceux de l’humain, chez qui, ils représentent environ 1% de sa masse. Chez les oiseaux, les muscles pectoraux utilisés pour le vol sont fixés au sternum et au bréchet, qui est un os proéminent dont la forme s’apparente à celle de la quille d’un navire, puis soutenus par un autre os nommé fourchette ou furcula. Cette fourchette est le résultat de la fusion de l’extrémité de chacune des deux clavicules. Cette fusion leur procure davantage de force (Rupp, 1995).
Source de l’image : Svtiste, licence CC. (BY-SA) Parties : fourchette ou furcula (clavicules fusionnées) (3), coracoïdes (4), bréchet (6) Les plumes : légères mais organisées! Les plumes prennent racine dans de petits trous de la peau que l’on appelle follicules. Cette extrémité basale et creuse de la plume, dont une partie entre dans la peau, s’appelle le calamus. Un peu plus loin, cette nervure centrale de la plume s’appelle la hampe ou le rachis. De chaque côté de cette hampe, se dresse une rangée bien alignée de petites branches parallèles que l’on nomme les barbes. Puis de chaque barbe partent deux rangées opposés de petites branches, les barbules. On compte environ 500 barbules par barbe. Les barbules possèdent de minuscules crochets, les barbicelles ou hamuli, dont la fonction est de maintenir les barbes et barbules unis et rendre le plumage imperméable. L’ensemble des barbes situées d’un même côté du rachis d'une plume d'oiseau s’appelle une ailette ou un vexille. Puis, on appelle étendard la partie de la plume où la hampe soutient les deux vexilles. Pour un oiseau, le lissage est un comportement d’entretien qui consiste à lisser les vexilles avec son bec pour optimiser l’accrochage des barbules entre elles.
Source de l’image : JoJan, licence CC. (BY-SA) Parties : vexilles (1), rachis ou hampe (2), barbes (3), calamus (5)
Que faut-il de plus pour voler? Pour bénéficier de cette capacité de vol, il ne suffit pas aux oiseaux d’être très légers et de disposer de plumes. Le plumage des oiseaux est très organisé. En autres choses, les plumes poussent généralement en suivant des sillons. Outre les différents types de plumes existants, la disposition de celles-ci est très importante, en particulier au niveau de la queue et des ailes. Dans ces deux régions ce sont les pennes qui sont les plus visibles. Au niveau de la queue, les pennes, appelées rectrices, sont mobiles et permettent à l’oiseau d’être stable en vol, de changer de direction et de freiner au moment de l’atterrissage. Au niveau des ailes, le niveau d’organisation du plumage est impressionnant. D’abord, les pennes, appelées rémiges, contribuent à la poussée et à la portance de l’oiseau. Les rémiges sont fixées aux os, car elles doivent être suffisamment robustes pour permettre à l’oiseau de voler. Spécifiquement,
Source de l’image : Muriel Gottrop, Domaine public Parties : Rémiges primaires (1), Couverture primaire (tectrices) (2), Alule (3), Rémiges secondaires (4), Grande couverture (tectrices) (5), Couverture médiane (tectrices) (6), Petite couverture (tectrices) (7), Rémiges tertiaires (8), Plumes scapulaires (tectrices) (9)
Ensuite, une autre catégorie de plumes vient se juxtaposer aux rémiges. Ce sont d’autres plumes de contour que l’on nomme tectrices. Elles permettent aux oiseaux de maintenir leur température corporelle et facilitent le glissement de l’air.
La description des ailes ne s’arrête pas ici. Celles-ci possèdent une organisation encore plus fine. Autour des tectrices, il y a les filoplumes qui ont une tige très mince et dont l’extrémité se termine par de petites barbes. Ces plumes joueraient un rôle sensoriel. Elles informeraient l’oiseau sur la position de ses plumes, en particulier ses rémiges, pour les ajuster. Sous les tectrices, on retrouve une couche de plumules, le duvet. Les plumules sont semblables aux tectrices, leur hampe est rigide, mais les ailettes sont douces et soyeuses. Les plumules (duvet) permettent à l’oiseau de se tenir au chaud. De plus, certains oiseaux ont un duvet poudreux (il tombe en poussière au toucher) qui aide à conserver l’étanchéité du plumage (Rupp, 1995). Enfin, le plumage est également constitué de plumes particulières, appelées soies ou vibrisses, qui se retrouvent autour des yeux, des narines et du bec. Elles serviraient de poils tactiles, un peu à la manière des moustaches d’un chat.
Synthèse sur les types de plumes
Organisation des plumes selon Veselovsky (1996)
Pour compléter la description de l’aile d’un oiseau, il faut mentionner deux parties supplémentaires. On retrouve d’abord, sur l’aile de l’oiseau, une partie nommée alule. Celle-ci est composée de petites plumes insérées au niveau du pouce et aide à stabiliser le vol. On y retrouve également les scapulaires qui sont les plumes recouvrant les épaules de l’oiseau (Castets, B. et Delaunay, J. s.d. et QA International, 2010).
Types de vol Les ornithologues distinguent cinq types de vol chez les oiseaux. Il faut toutefois préciser que chacune des espèces n’utilise pas tous les types de vol. De plus, selon les auteurs, les catégories peuvent varier légèrement. Le premier type, le vol battu, est le plus commun. Il consiste en des battements réguliers d’ailes, un mouvement en apparence simple, de haut en bas et de bas en haut. Ce mouvement est inné chez le jeune oisillon encore au nid. Il l’utilise déjà gauchement pour solliciter de la nourriture auprès de ses parents. C’est également celui qu’il pratiquera à ses premières tentatives de vol. Le second type, le vol plané ou glissé, est la forme de vol la plus simple, sans grande dépense d’énergie, qui consiste en une chute lente (Veselovsky, 1996). Un vol descendant avec les ailes un peu coudées, sans battement d’ailes pour se laisser glisser par le vent. Le troisième type, le vol à voile, est parfois considéré par certains auteurs comme étant du vol plané. Il consiste, pour l’oiseau, à se laisser porter par la force des courants d’air ascendants ou descendants en décrivant des cercles, sans battre des ailes. Ce type de vol permet de prendre ou de perdre de la hauteur. Ce type de vol est utilisé par les grands rapaces et les cigognes. Le quatrième type, le vol sur place ou stationnaire, est un des vols les plus surprenants, qui demande beaucoup d’énergie et que très peu d’oiseaux arrivent à maîtriser. Le colibri parvient à rester immobile dans les airs, en battant ses ailes de telle sorte que l’extrémité de chacune d’elles décrivent une forme de huit horizontalement. À partir de ce type de vol, de légères modifications de la façon de battre des ailes peuvent lui permettre d’avancer ou même, de reculer (Veselovsky, 1996, p. 105). Le cinquième type, le vol piqué, consiste, pour un oiseau, à se laisser tomber en oblique ou à la verticale, les ailes fermées. Cette technique permet au faucon pèlerin d’atteindre des vitesses supérieures à 200 km/h pour pouvoir chasser des oiseaux en vol (Duquet, 2004). En fait, la diversité des formes de vol dépend de la forme des ailes et de la grandeur de leur surface portante (Inconnu, 2010).
Source de l’image : Karta24, licence CC. (BY-SA)
La forme des ailes Il existe différentes formes d’ailes qui permettent d’assurer des types de vol distincts. En fait, on répertorie quatre formes d’ailes. L’une d’entre elles est l’aile elliptique. Celle-ci possède une courbe légèrement asymétrique permettant à l’oiseau une bonne maniabilité et une bonne répartition de sa poussée. L’aile elliptique qui est plutôt courte et large est échancrée à son extrémité, au niveau des rémiges primaires, pour former des « doigts », ce qui élimine la turbulence. Les oiseaux qui ont ce type d’aile ont un vol plus lent, plus facilement manœuvrable et parfaitement adapté aux habitats forestiers. D’autres oiseaux ont des ailes que l’on dit « à grande vitesse ». Ces ailes sont longues, plates et l’extrémité est effilée, quelque peu elliptique, mais sans échancrure. Elles permettent un vol très rapide mais la faible portance force le battement constant des ailes. Les oiseaux qui ont ce type d’ailes sont soit des oiseaux migrateurs de longues distances, soit des espèces qui chassent en vol. Il y a aussi l’aile « à grand allongement », comme son nom l’indique, elle est longue, étroite, effilée et elle n’a pas d’échancrures. Elle se distingue de la précédente catégorie d’aile par son allongement encore plus important. Ce type d’ailes, qui permet le vol plané à haute vitesse, se retrouve surtout chez les oiseaux de mer. Enfin, la dernière forme est « l’aile large munie d’interstices ». Cette forme d’aile est typique chez les oiseaux de proie. Ces ailes sont larges et elles possèdent des interstices que l’on appelle aussi émargination. Cette dernière représente l'espace entre les extrémités des rémiges primaires. Cela permettrait aux plumes de mieux résister aux très grosses pressions de l'air résultant des battements des ailes tout en réduisant la turbulence et en accroissant la portance de l’oiseau. Cette aile permet à l’oiseau d’effectuer le vol à voile, le vol plané à basse vitesse et des décollages et des atterrissages dans des milieux restreints (Savile, D.B.O., 2010 et Inconnu, s.d.).
Source de l’image : L. Shyamal, licence CC. (BY-SA) Ailes à grand allongement (haut), ailes à grande vitesse (au milieu à gauche), aile large munie d’interstices (milieu à droite), ailes elliptiques (bas)
Pourquoi voler? La principale fonction du vol n’est pas de s’amuser, mais bien de survivre. Les oiseaux volent pour chercher de la nourriture, pour capturer leurs proies ou pour s’échapper d’un prédateur. Sur la planète, on dénombre environ 10 000 espèces d’oiseaux et, de ce nombre, on en compte seulement 46 qui ne volent pas. Parmi les espèces incapables de voler, on retrouve, chez les palmipèdes, le manchot empereur de l’Antarctique. Il ne peut pas voler, mais il peut se livrer à la chasse sous-marine grâce à sa masse importante. On retrouve aussi les ratites, qui sont des oiseaux coureurs dont fait entre autre partie l’autruche africaine qui, par sa grandeur et sa masse, ne peut s’envoler, mais qui est par contre une coureuse exemplaire. Il existe également d’autres oiseaux qui ne volent pas pour des raisons quelque peu particulières. Le kiwi, un oiseau en voie d’extinction en Nouvelle-Zélande, est le seul de la planète n’ayant pas d’ailes. Le dodo, cet oiseau maintenant disparu, qui vivait sur l’île Maurice et sur l’île de la Réunion, était également incapable de voler. D’ailleurs, il ne lui était pas indispensable de savoir voler car il n’avait pas de prédateurs (Rupp, 1995).
Orientation Les oiseaux migrateurs orientent leur vol de plusieurs manières. Certains semblent utiliser des points de repère au sol pour se retrouver. Les migrateurs nocturnes, tels que les merles, navigueraient en reconnaissant et s’orientant vers certains groupes d’étoiles ou des constellations. Les migrateurs diurnes, tels que les étourneaux, tiendraient compte de l’inclinaison du Soleil. Finalement, il semble que d’autres parviendraient à s’orienter par rapport à la direction du champ magnétique de la Terre, en raison des particules magnétiques que possèdent leur corps, et qui réagissent au magnétisme terrestre (Rupp, 1995). Bailenger, J. 1989. Évolution de l’organisation animale. Paris : Masson. 125 p. Castets, B. et Delaunay, J. s.d. La magie du planeur : Comparaison du moyen de sustentation du planeur et de l'oiseau. En ligne. ˂http://tpeaerodynamisme.ifrance.com/oiseau/oiseau.htm˃. Consulté le 14 avril 2010. Duquet, M. 2004. Glossaire ornithologique, Delachaux et Niestlé. 256 p. Hanzak, J. et Formanek, J. 1979. Encyclopédie des oiseaux. Paris : Gründ. 352 p. Inconnu. s.d. Roseicollis : Aile (oiseau). En ligne. ˂http://www.roseicollis.info/˃. Consulté le 14 avril 2010. Inconnu. 2010. Wikipédia : Le vol animal. En ligne. ˂http://fr.wikipedia.org/wiki/Vol_(animal) ˃. Consulté le 14 avril 2010. Parenti, U. 1972. Atlas de zoologie des mollusques aux vertébrés. Paris : Grange Batelière. 115 p. QA International. 2010. Le dictionnaire visuel : aile. En ligne. ˂http://www.ledictionnairevisuel.com/regne-animal/oiseaux/oiseau/aile.php˃. Consultée le 14 avril 2010. Rupp, R. 2000. Le monde fascinant des oiseaux. Paris : Les Éditions de l’homme. 143 p. Savile, D.B.O. 2010. L’encyclopédie canadienne : Vol des oiseaux. En ligne. ˂http://www.thecanadianencyclopedia.com/index.cfm?PgNm=TCE&Params=f1ARTf0000772˃. Consulté le 14 avril 2010. Veselovsky Z. et Bertrand P. (adaptation française). 1996. Le Royaume des oiseaux. Paris : Gründ. 440 p. Allongement des ailes : Cette mesure est obtenue en divisant l’envergure (mesure de l’extrémité d’une aile à l’extrémité de l’autre aile) par la largeur moyenne d’une aile. Par exemple, les ailes longues et étroites des grands oiseaux de mer ont un grand allongement. Calamus, hampe, rachis : Ces noms font référence à la nervure centrale d’une plume. Parmi les références consultées, le nom de « calamus » (tige creuse) est généralement associé à la base de la nervure centrale de la plume, tandis que le « rachis » ou « hampe » (tige pleine) est associé à cette partie d’où partent les barbes. Ceinture : « Partie du squelette où s’articulent les membres pairs des vertébrés » (Larousse Illustré 2008, p. 171). Par exemple, on désigne par ceinture pectorale ou scapulaire, l’ensemble des os permettant l’ancrage et l’articulation des ailes sur le corps d’un oiseau. Émargination : Décrochement des vexilles externes ou internes des rémiges primaires d’un oiseau. En d’autres mots, lorsqu’en vol les plumes aux extrémités des ailes sont espacées. L’émargination n’est pas un défaut ni une marque d’usure, mais une caractéristique propre à l’espèce qui permet son identification. Envergure : Mesure prise de l’extrémité d’une aile, à l’extrémité de l’autre aile, lorsque ces ailes sont complètement étendues. Cette mesure inclut la largeur du corps. Étendard : Partie de la plume qui comprend les deux vexilles. Jurassique supérieur : Période qui s’échelonne entre -150 à -130 millions d’années. Lores : Région située entre l’œil et la base du bec. Surtout utilisé au pluriel (Duquet, 2004). Pneumatisation des os : On réfère à cette particularité qu’ont certains os dont l’intérieur est creux et rempli d’air par le prolongement des sacs aériens. Portance (sustentation) : Force qui maintient l’oiseau en l’air et qui est engendrée par la différence de vitesses de déplacement de l’air au-dessus et au-dessous de chaque aile. Les ailes étant courbées vers le haut, la vitesse de l’air au-dessus de l’aile est plus rapide et l’air exerce une pression inférieure. Il en résulte une force ascendante sur l’oiseau, qui le maintient dans les airs. Ratite : Nom donné au groupe d’oiseaux à sternum plat, dépourvus de muscles de vol et donc incapables de voler (Duquet, 2004). Turbulence : Tourbillonnement de l’air provoqué par le passage de certaines parties de l’aile d’un oiseau dans l’air. Lorsque ce mouvement désordonné de l’air est important, il ralentit l’oiseau en affectant la force de traînée, une résistance à la propulsion de l’oiseau. | |||||||||||||||||
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Les oiseaux : comment volent-ils?  |
