La nage des Téléostéens : une intéraction avec l'environnement aquatique | ||
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La nage pratiquée par les Téléostéens implique des mouvements corporels, notamment des ondulations.
Quelles sont les conséquences des mouvements et les structures corporelles impliquées ?
Lors de la nage le corps s'incurve alternativement d'un côté et de l'autre, il présente des mouvements latéraux.
Le corps du Gardon, et plus généralement des Téléotéens, est formé d'une tête antérieure, d'un tronc moyen et d'une queue postérieure.
Le tronc porte deux paires de nageoires paires ventrales, pectorales en arrière des opercules, et pelviennes au milieu du tronc. Elles sont reliées à la colonne vertébrale par des ceintures, respectivement pectorale et pelvienne. Il présente également deux nageoires impaires médianes, la nageoire dorsale et la nageoire anale, ventrale et située à l'arrière de la papille ano-génito-urinaire. La queue porte pour sa part une nageoire caudale homocerque, c'est-à-dire formée de deux lobes symétriques. Les nageoires sont de consistance membraneuse, soutenues par des rayons osseux articulés.
Les ondulations de la nage concernent en particulier la queue et la nageoire caudale, qui sont animées de battements latéraux plus amples que ceux du reste du corps.
Les ondulations font que chaque segment du corps exerce sur l'eau une poussée oblique par rapport à l'axe du corps, qui déplace l'eau. En réaction, l'eau exerce sur l'animal une force opposée, comportant une composante latérale, perpendiculaire au déplacement de l'animal, et une composante de poussée dirigée vers l'avant et parallèle au déplacement. La combinaison de toutes les forces de poussée constitue une force propulsive.
Il existe divers types de nages chez les Téléostéens, selon les régions corporelles concernées par les ondulations :
la nage anguilliforme, pratiquée par les Anguilles notamment, implique des ondulations des deux tiers postérieurs du corps ;
la nage carangiforme, observée chez les Sardines par exemple, fait intervenir des ondulations de la moitié postérieure du corps ;
la nage thunniforme, concernant les Thons et les Espadons en particulier, implique des ondulations du tiers postérieur du corps seulement.
La longueur ondulante détermine les caractéristiques du déplacement. Ainsi, la nage anguilliforme est lente mais peu coûteuse en énergie et permet de parcourir de longues distances, alors que la nage thunniforme est rapide mais très coûteuse en énergie. Finalement le type de nage pratiqué est lié au mode de vie de l'espèce considérée.
La nage est donc le résultat de mouvements corporels ondulatoires exerçant une action sur l'environnement, qui en retour exerce une réaction sur le corps.
Quels sont les dispositifs anatomiques impliqués ?
Le squelette des Téléostéens est divisé en :
squelette axial correspondant à la colonne vertébrale, formée de vertèbres troncales associées à des côtes et dorsalement à des arcs neuraux et de vertèbres caudales ;
squelette céphalique représenté par le crâne ;
squelette appendiculaire soutenant les membres, en l'occurrence les nageoires paires supportées par des rayons ;
squelette zonal reliant le squelette appendiculaire au squelette axial et correspondant aux ceintures pectorale et pelvienne.
Les corps vertébraux sont concaves à l'avant comme à l'arrière. Des coussinets flexibles sont logés dans leurs concavités. Les vertèbres sont par ailleurs reliées par des ligaments. Un tel agencement est à l'origine d'une relative rigidité, associée à une importante flexibilité latérale et une flexibilité verticale réduite.
La colonne vertébrale des Téléostéens ne joue pas un rôle essentiel dans le soutien du corps, en relation avec la poussée d'Archimède, élevée en milieu aquatique. En revanche, de par sa rigidité, elle exerce un appui sur l'eau et provoque son accélération localement. Elle transmet à l'environnement une force, qui est à l'origine de sa réaction propulsive. La nageoire caudale, rigidifiée par les rayons osseux, y contribue également.
Comment la force transmise est-elle produite ?
Les Vertébrés possèdent des muscles, organes capables de se contracter et se relâcher. À l'état contracté, leur longueur est réduite alors qu'à l'état relâché, elle est élevée. Ils sont formés de cellules ou fibres musculaires contractiles, c'est-à-dire capables de moduler de même leur longueur. Les extrémités des muscles sont fixées le plus souvent à des pièces squelettiques, sur lesquelles ils exercent une force de traction lorsqu'ils se contractent.
De manière générale dans l'organisme, les forces sont produites par la musculature.
Chez les Téléostéens, la musculature axiale du tronc et de la queue est organisée en une succession de faisceaux musculaires repliés, les myotomes ou myomères, formant une série de cônes emboîtés. Ils sont séparés les uns des autres par des cloisons conjonctives appelées myoseptes.
Une cloison horizontale divise en outre les myotomes en deux régions, épi-axiale dorsale et hypo-axiale ventrale.
La musculature axiale est une mosaïque de fibres musculaires de propriétés distinctes. Les fibres latérales sont des fibres rouges, dites de type 1, à contraction lente, actives pendant la nage soutenue ou le maintien d’une position dans un courant. Les fibres dorsales, ventrales et profondes sont des fibres blanches, dites de type 2, à contraction rapide, actives lors des brusques accélérations. Des fibres roses sont présentes chez certaines espèces. Situées entre les précédentes, elles possèdent des propriétés intermédiaires.
Les cloisons conjonctives sont fixées d'une part sur la colonne vertébrale et d'autre part dans le derme. Elles sont inextensibles et rigidifiées par les côtes. Lorsque les faisceaux musculaires des myotomes se contractent, une traction est exercée sur les cloisons conjonctives, provoquant leur rapprochement. Étant inextensibles, elles exercent une traction sur la colonne vertébrale qui se courbe, sa longueur étant constante.
Finalement, la nage consiste en une succession d'ondulations corporelles latérales due à une onde de contractions des myotomes se propageant le long du corps. Elle est responsable d'une traction exercée sur la colonne vertébrale, provoquant une flexion latérale et l'application d'une force sur l'eau.
En quoi l'organisme des Téléostéens est-il adapté à la nage en milieu aquatique ?