Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
N

natation (suite)

Ostraciiformes

Il existe peu d’observations concernant leur mode de propulsion. Cependant, on peut considérer la caudale comme une lame rigide oscillant symétriquement par rapport à l’axe du corps, dont la vitesse de déplacement latéral tend vers un maximum lorsque la caudale passe par l’axe de symétrie et baisse lorsque l’oscillation est à son amplitude maximale.


Anguilliformes

Les principes fondamentaux de propulsion sont identiques à ceux des Poissons pélagiques. Les différences observables viennent de ce que le corps, long et flexible, présente des oscillations plus étendues et que les phases des deux extrémités du corps peuvent être différentes.


Vitesse et puissance de nage

Pour un corps se déplaçant dans les trois dimensions de l’espace au sein d’un fluide, la formation de turbulences est abaissée lorsque sa forme générale présente deux extrémités effilées et une section ellipsoïdale ou circulaire. Dans le cas des Poissons, la vitesse maximale dépend des aptitudes au déplacement sans turbulence, qui abaisse considérablement la résistance de l’eau. D’une manière générale, la vitesse maximale absolue croît avec la longueur du corps ; mais, à longueur égale, pour des espèces différentes, les vitesses maximales sont très différentes. Très peu d’espèces sont capables d’atteindre des vitesses égales à dix fois la longueur du corps par seconde. Quelques cas de vitesses égales à vingt fois la longueur corporelle par seconde ont été observés chez le Thon (Thunnus albacores), mais celles-ci ne peuvent être maintenues plus de vingt secondes.

En conclusion, on observe que :
— la vitesse est fonction de la longueur du corps, de la fréquence et de l’amplitude des oscillations de la queue ;
— la fréquence maximale de ces oscillations diminue si la longueur corporelle croît ;
— en conséquence, le rapport de la vitesse maximale à la longueur du corps décroît si la longueur croît ;
— des vitesses égales à huit ou dix fois la longueur rapportée à la seconde ne peuvent être maintenues que pendant des durées inférieures à dix secondes et doivent être considérées comme des impulsions accélératrices brèves ;
— les vitesses de croisière maintenues plus de dix secondes sont de l’ordre de quatre fois la longueur du corps par seconde ;
— la puissance maximale pouvant être soutenue plus d’une seconde est environ de 0,006 ch par kilogramme de poids corporel. Elle peut être de 0,003 ch/kg lors des impulsions.


Nageoires et stabilité corporelle

La capacité au déplacement selon une trajectoire définie dépend du contrôle exercé sur la musculature par les canaux semi-circulaires et les labyrinthes membraneux des oreilles. La stabilité ainsi réalisée est essentiellement de nature dynamique.

Les nageoires paires et impaires ont le même rôle que des stabilisateurs, dont l’orientation relative et les mouvements créent des forces qui maintiennent l’animal selon une direction exempte de « tangage ».

Les nageoires peuvent créer trois types de mouvements :
— le tangage autour d’un axe horizontal transverse ;
— le roulis autour d’un axe horizontal longitudinal ;
— le louvoiement autour d’un axe vertical.

Les nageoires postérieures assurent le maintien de la direction, comme le font les pennes d’une flèche. Les nageoires antérieures assurent une stabilité neutre, en particulier en natation lente et surtout à l’arrêt.


Nageoires et contrôle de la direction

En déplacement lent, les paires de nageoires peuvent modifier la trajectoire, soit par variation de forme, soit par accélération unilatérale du rythme des battements. Aux vitesses plus élevées, les muscles axiaux se contractent du côté vers lequel l’animal va se diriger. Les déplacements vers le haut ou vers le bas font surtout intervenir les nageoires pectorales.

L’extrémité de la queue effectue peu de déplacements tant que l’axe du corps n’est pas dans la nouvelle direction. C’est alors qu’intervient la contraction des muscles axiaux opposés, ramenant la queue dans l’axe longitudinal sans entraîner des mouvements de la tête.


Locomotion aquatique chez les Mammifères

La plupart des Mammifères sont capables de se mouvoir dans l’eau pendant de courtes périodes. Mais il en existe peu chez lesquels les membres et le corps se soient adaptés à la vie aquatique au point qu’il leur devienne difficile de se déplacer à terre. Ces conditions sont réunies chez les Pinnipèdes* (Phoques), les Siréniens* (Lamantins, Dugongs), les Cétacés (Baleines, Dauphins).

Chez les Phoques, l’ensemble tête et thorax est maintenu rigide ; la force propulsive est assurée par l’extrémité postérieure du corps, qui oscille de part et d’autre de l’axe du corps. Les membres antérieurs servent aux changements de direction.

C’est chez les Cétacés* que l’adaptation pélagique est maximale. Dans ce groupe, la propulsion est assurée par les muscles axiaux du corps, et les expansions latérales d’une queue venue se substituer aux membres antérieurs sont transformées en plans rigides.

L’adaptation se caractérise également par la forme hydrodynamique de l’animal ainsi que par l’aspect parfaitement lisse de la surface de sa peau.

La machinerie propulsive est semblable à celle des Poissons, excepté que la musculature est répartie dorsoventralement et que les oscillations se font dans un plan vertical, à une fréquence voisine de deux battements par seconde.


Équilibre et natation

Chez presque tous les animaux nageurs, la densité du corps est voisine de celle de l’eau dans laquelle ils nagent, de sorte que l’immobilité dans l’eau elle-même immobile exige peu ou pas du tout de dépense énergétique. La cavité pulmonaire et la graisse des Cétacés et des Pinnipèdes, la vessie gazeuse de nombreux Poissons, etc., compensent par exemple la densité, toujours supérieure à celle de l’eau, présentée par les muscles et autres tissus vivants. Toute l’énergie est donc consacrée au déplacement et non au simple maintien de l’équilibre.