Une ancienne théorie sur la peau des dauphins démystifiée

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Un dauphin n’est évidemment pas une balle de golf. Cependant, de nombreux scientifiques ont estimé que la manière dont l’un glisse dans l’eau et l’autre dans l’air était due à la même cause: des similitudes dans la texture de la surface et leurs effets sur la traînée et la locomotion.

Des hypothèse et des mesures erronées

Une nouvelle étude publiée dans Biology Letters a inversé cette tendance en montrant que, du moins en ce qui concerne les dauphins, elle repose sur des hypothèses et des mesures erronées. Le professeur de biologie George V. Lauder, a utilisé une nouvelle technique innovante pour réfuter cette supposition.

Le raisonnement derrière la comparaison plus ancienne était valable en matière de dynamique des fluides. «Les balles de golf sont alvéolées», a déclaré Lauder, qui a publié une recherche avec Dylan K. Wainwright, Ph.D. 1919, Frank E. Fish, Sam Ingersol, Terrie M. Williams, Judy St. Leger et Alexander J. Smits. « C’est parce que si vous avez la bonne rugosité de surface, vous pouvez réduire énormément la traînée et la balle va beaucoup plus loin. »

Cette hypothèse découle des recherches publiées en 1936 dans lesquelles le zoologiste britannique Sir James Gray a posé le problème de ce que l’on a appelé le «paradoxe de Gray», en partant du principe que seule une qualité particulière de la peau d’un dauphin pouvait lui permettre de nager aussi vite. Cependant, Gray n’avait pu étudier que des modèles rigides des mammifères marins et ses conclusions reposaient en partie sur «une idée erronée sur la façon dont les muscles génèrent la force lors de la natation», a déclaré Wainwright, premier auteur de la nouvelle étude.

Des études antérieures semblaient appuyer l’idée de Gray

Des études antérieures sur la peau de dauphin semblaient appuyer l’idée de Gray, car la plupart des échantillons présentaient des crêtes, considérées comme essentielles pour réduire la traînée. Cependant, bon nombre de ces échantillons avaient été prélevés sur des mammifères marins, ce qui avait provoqué l’apparition de rides sur la peau. Wainwright, Lauder et leurs collègues savaient qu’ils devraient examiner de plus près le fonctionnement réel de la peau – en l’étudiant sur un animal vivant.

« La motivation pour regarder la peau d’un animal vivant est née de la réflexion sur ce que les animaux ressentent réellement à la surface lorsqu’ils nagent », a déclaré Wainwright. «Bien que les surfaces et la peau constituent de grandes barrières, leur texture et leur rugosité peuvent être facilement modifiées. Pensez à la surface de nos doigts lorsque nous restons trop longtemps dans l’eau et qu’ils deviennent froissés.

«Même de petites différences dans la surface d’un animal peuvent avoir un impact sur les interactions avec le fluide environnant. Cela signifie que nous voulons vraiment capturer la texture de la surface dans un état réaliste, en utilisant une méthode aussi précise que possible », a déclaré Wainwright.

Pour ce faire, l’équipe a utilisé une nouvelle technologie de modélisation, étalant un composé de moulage haute fidélité sur une petite zone de peau d’un animal vivant, un peu comme un pansement liquide. Ils ont ensuite réalisé un modèle 3D, via une profilométrie sur gel, en extrayant des données de mesures de surface pour créer des cartes topographiques miniatures de ces surfaces. Une étude plus ancienne avait examiné la peau de dauphins vivants mais n’était pas en mesure de prendre des mesures ou une modélisation aussi précises.

La peau des dauphins est en fait très lisse

En collaborant avec des chercheurs des universités de Californie, Santa Cruz, West Chester et SeaWorld, le groupe a pu modéliser la peau de plusieurs dauphins, des épaulards, des globicéphales et des bélugas. La peau de ces mammifères marins (qui ont été remis à l’eau en toute sécurité) a été comparée à celle d’autres nageurs, tels que la truite et les raies manta. La conclusion était que si certains mammifères marins avaient des crêtes, du moins sur certaines parties de leurs corps, la plupart n’en avaient pas.

«La plupart des dauphins, dit Lauder, sont très, très lisses. » Pourquoi a-t-il fallu si longtemps pour que des mesures précises soient effectuées? Les croyances populaires sur les dauphins peuvent avoir entravé la recherche. « Les dauphins sont comme des créatures magiques pour les gens », a déclaré Lauder.

«Ils sont beaux et amicaux, et les gens veulent penser qu’ils ont des propriétés spéciales qui leur permettent de nager aussi bien dans l’océan. Une de ces idées fausses était la texture de la surface de leur peau. Mais cette idée était fausse.

Ils nagent aussi bien pour des raisons très ordinaires

Les dauphins et les baleines, dit-il, nagent aussi bien pour des raisons parfaitement ordinaires. «Ils sont très musclés. Ils sont très simples. Ils ont des tendons dans la queue qui sont disposés de manière à leur donner beaucoup de force. Cela n’a simplement rien à avec la peau.

«La nature, a conclu Lauder, a trouvé de nombreuses solutions pour se déplacer rapidement dans l’eau». Et c’est ce qui est arrivé aux dauphins.

Source : Harvard University
Crédit photo : Pixabay

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