Consommation énergétique de la locomotion

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Il paraît évident qu’un animal avec de longs membres consomme moins d’énergie pour couvrir une distance qu’un animal à courtes pattes. Cependant, la question de savoir comment la longueur des membres détermine la consommation énergétique soulève des polémiques chez les scientifiques.
Le principal coût énergétique de la marche ou de la course provient de la force nécessaire pour maintenir la stature de l’animal. Le poids du corps joue effectivement un rôle déterminant mais quels sont alors les autres facteurs physiques qui interviennent ?

Un modèle mathématique développé par Herman Pontzer de l’Université Washington à Saint Louis, Missouri pourrait répondre à cette question et permettre de comprendre pourquoi, il y a deux millions d’années, les jambes de nos ancêtres se sont allongées.
Pontzer a utilisé les principes physiques fondamentaux pour prédire comment la vitesse de déplacement et la longueur de la jambe vont affecter la dépense énergétique de l’animal. Par exemple, de longues jambes limitent les mouvements verticaux occasionnés au cours d’une foulée et vont donc réduire la consommation d’énergie employée pour remonter son corps au cours de chaque pas. Au final, son modèle permet de calculer la dépense énergétique pour un animal donné.
La consommation d’oxygène, qui permet de calculer la dépense énergétique, a été mesurée chez des chèvres, des chiens et des hommes au cours de leur course. Cette expérience a pu mettre en évidence la précision de son modèle.

Son travail publié dans "The Journal of Experimental Biology" est cependant critiqué par Peter Weyand, spécialiste de la locomotion à l’Université de Houston, Texas car il ne prend pas en compte la complexité physiologique de certains muscles notamment ceux comprenant les fibres musculaires sollicitées en cas d’activité intense.
Néanmoins, ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives sur la physiologie de certains grands mammifères tels que les tigres et les éléphants qui sont difficiles à manipuler pour des expérimentations. Selon Pontzer, seule une caméra mesurant la hauteur de hanche et la fréquence des pas permettrait de mesurer les paramètres énergétiques.

Pontzer voit également une utilité de son modèle pour les anthropologistes qui pourraient mieux appréhender, d’un point de vue énergétique, l’allongement des membres de nos ancêtres.

Source :

"Predicting the energy cost of terrestrial locomotion : a test of the LiMb model in humans and quadrupeds." Pontzer H., J Exp. Biol. 1 ;210(pt 3) pp 484-494

Pour en savoir plus, contacts :


- http://www.nature.com/nature/journal/v346/n6281/abs/346265a0.html
- http://www.nature.com/news/2007/070115/full/070115-9.html
- http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/5222616.stm
Code brève
ADIT : 40997

Rédacteur :

Brice Obadia deputy-sdv.mst@ambafrance-us.org - Hedi Haddada attache-sdv.mst@ambafrance-us.org - Sophia Gray assistant-sdv.mst@ambafrance-us.org

Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….