Pourquoi les flamants roses sont plus stables sur une jambe que sur deux

Ils sont si stables que vous pouvez équilibrer un mort sur une seule jambe.

Hannibal Hanschke / Reuters

Young Hui Chang peut se rappeler exactement quand il a réalisé à quel point les flamants roses se tiennent si facilement sur une jambe.

Lui et un collègue biologiste Léna Ting soupçonné que les oiseaux roses pourraient avoir des caractéristiques sur leurs pattes qui aident à verrouiller leurs articulations en place. Mais quand ils ont commencé à en disséquer un, ils n'ont rien trouvé. Avec l'oiseau couché à plat sur leur table, ils ont essayé de déplacer ses pattes dans un sens et dans l'autre. Rien. Et puis Ting a dit : Pourquoi n'essayez-vous pas de le prendre par la jambe ?

Chang a attrapé l'oiseau par le tibia et l'a tenu droit - et la patte s'est remise en place, devenant rigide et inflexible. Le flamant avait presque l'air de dormir – une jambe tendue, l'autre pliée et la tête rentrée dans ses plumes. Et Chang ressemblait probablement à une version fébrile de Mary Poppins, tenant un flamant rose en l'air comme le parapluie le plus improbable du monde. C'était un moment d'ampoule, dit-il. Nous ne nous attendions pas à ce que ce soit stable, mais c'était totalement le cas.

Se tenir sur une jambe est une posture de yoga difficile et un test de coordination que les gens utilisent, dit Ting. Pour maintenir notre équilibre, nous utilisons constamment nos muscles pour faire de petits ajustements à notre posture. Les flamants roses n'ont pas ce problème. Lorsqu'ils lèvent une jambe, leur poids corporel se déplace d'une manière qui stabilise naturellement les articulations de leur membre debout, de sorte qu'ils peuvent rester debout sans aucune activité musculaire. Ils peuvent dormir comme ça. Et comme Chang et Ting retrouvés , ils peuvent même rester équilibrés quand morte . Vous pouvez poser un cadavre de flamant rose sur une jambe et le laisser là.

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Quand j'emmène mes enfants au zoo, la première chose que vous voyez est l'exposition de flamants roses, explique Chang, qui est basé à Georgia Tech. La première question que les gens se posent est : comment se tiennent-ils sur une jambe ? Il a donc fait équipe avec Ting, un expert en contrôle postural à l'Université Emory, pour le découvrir.

(Georgia Tech / Rob Felt)

Tout d'abord, ils sont allés au zoo d'Atlanta avec une plaque de force, une balance de salle de bain 3D sophistiquée qui mesure les forces exercées par un pied dans toutes les directions. J'ai l'habitude d'étudier les choses qui marchent ou courent, où vous devez les chasser à travers la plaque de force ou les laisser vous chasser, dit Chang. C'était plus ennuyeux. Nous avons juste dû nous asseoir et attendre que les flamants roses s'endorment. Certains des jeunes ont fini par coopérer et l'un d'eux s'est même endormi en se tenant debout sur l'assiette. Et alors qu'il perdait connaissance, Chang et Ting virent qu'il devenait Suite stable. Son corps se balançait moins et son centre de gravité ne bougeait que de quelques millimètres.

Les oiseaux sont si stables que personne au zoo ne peut se souvenir d'un cas de flamant rose qui tombe. Nous voulions vraiment faire une expérience où nous nous sommes simplement promenés et leur avons donné un petit coup de pouce, dit Chang. Mais le zoo ne nous a pas permis.

Au lieu de cela, le duo a décidé qu'ils avaient besoin d'un examen détaillé des pattes des oiseaux. Ils ont lancé un appel aux zoos locaux et, en une journée, le zoo de Birmingham a déclaré avoir récemment euthanasié deux flamants roses en raison de leur mauvaise santé. Ils avaient été gelés, alors Chang a conduit avec une glacière. De retour dans son laboratoire, lui et Ting ont décongelé et disséqué les oiseaux. Et c'est à ce moment-là qu'il en a soulevé un.

Les flamants roses… quand ils s'endorment, parfois ils projettent du caca.

Pour comprendre pourquoi cela a fonctionné, il sera utile de clarifier certains termes, car les pattes d'oiseau sont profondément déroutantes. Beaucoup de gens pensent que les oiseaux ont les genoux fléchis vers l'arrière, mais l'articulation qu'ils considèrent comme le genou est en fait la la cheville . Le vrai genou est beaucoup plus haut ; il est masqué par les plumes sur le ventre de l'oiseau et se plie de la même manière que le nôtre. (Regardez l'image ci-dessous, dans laquelle j'ai marqué les parties supérieures de la jambe droite du flamant.) Les oiseaux sont perpétuellement accroupis, tenant leurs fémurs presque horizontalement contre leur corps. Les deux os longs que vous voyez s'étendre vers le bas sont respectivement le tibia et une fusion de plusieurs os du pied.

(Jean Paul Pelissier)

Lorsqu'un flamant rose se déplace sur une jambe, deux choses se produisent. Premièrement, la jambe s'incline de sorte que le pied passe d'être directement sous la hanche à être directement sous le centre du corps. Deuxièmement, le centre de gravité se déplace juste devant le genou (caché) du flamant rose, de sorte que son poids corporel tire naturellement la hanche et le genou vers l'avant. Ces deux changements, combinés à la force de la gravité et à la forme des os des jambes, maintiennent toutes les articulations en place.

Lorsque Chang a tenu l'oiseau par le tibia, il a engagé la même mécanique. Même lorsqu'il a incliné l'oiseau à un angle de 45 degrés, la jambe n'a pas fléchi. Vous ressentez certainement une très grande différence si vous l'obtenez simplement dans la bonne posture, dit-il. Si vous appuyez sur le devant de l'oiseau, il est très solide. Et cela ne fonctionne que sur une jambe. Dans une position à deux jambes, les deux jambes sont parfaitement verticales et les articulations deviennent plus instables. Ainsi, contre-intuitivement, les flamants roses sont en fait Suite stable sur une jambe que sur deux.

Matt Anderson de l'Université St Joseph, qui étudie les flamants roses, fait l'éloge de l'étude, mais il note qu'expliquer comment les oiseaux se tiennent sur une patte ne nous dit pas Pourquoi ils font. La posture les aide certainement à économiser de l'énergie. Mais si c'était la raison principale, on s'attendrait à ce que les flamants roses utilisent constamment la position de repos sur une jambe, dit Anderson. Et ils ne le font pas ; ils sont plus susceptibles de le faire les jours les plus frais ou dans l'eau. Cela suggère qu'ils le font pour éviter de perdre de la chaleur par les jambes .

Ces mécanismes passifs de verrouillage des jambes sont assez rares. Les scientifiques les ont trouvés chez certains animaux comme les chevaux, mais il est très possible qu'ils soient beaucoup plus répandus, explique John Hutchinson du Royal Veterinary College. Si des oiseaux aux pattes souples comme les flamants roses y parviennent, qui d'autre le peut ? … De nombreuses recherches se sont concentrées sur la marche et la course, mais nous savons peu de choses sur la position des animaux.

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Ting en fait Est-ce que étudie le simple fait de se tenir debout, mais j'étudie normalement l'équilibre humain, c'est donc un départ pour moi, dit-elle.

Je lui demande avec qui elle préfère travailler, des humains ou des flamants roses ?

Elle marque une pause. Les flamants roses… quand ils s'endorment, parfois ils projettent du caca.