E17 Capture de proies

Topique

L'interception et la capture d'une proie en mouvement constituent l'acte le plus exigeant du répertoire de vol d'un rapace. Le problème posé par cette interception est fondamentalement géométrique : la proie se déplace selon une trajectoire inconnue, dont la forme peut être modifiée à tout moment pour échapper au prédateur. Ce dernier doit donc déterminer, en temps réel, la trajectoire lui permettant d'intercepter la proie le plus rapidement possible et avec le moins d'énergie possible.

Les solutions que les rapaces ont trouvées à ce problème d'interception, après des millions d'années de pression sélective, correspondent avec une précision remarquable aux solutions optimales prédites par la théorie du contrôle pour ce même problème géométrique – la même discipline qui décrit comment un système de contrôle gère une trajectoire en temps réel.

Une fois la proie interceptée, la physique de l'impact au moment précis de la capture devient tout aussi cruciale : la proie peut être plus lourde et plus forte que les serres du prédateur, et l'impact à grande vitesse entre les deux génère des forces que le système mécanique de l'oiseau doit absorber intégralement en une fraction de seconde. Le système mécanique qui absorbe l'impact de la capture se compose de trois éléments bien connus : les os, qui doivent résister à la contrainte mécanique du choc sans se fracturer ; les tendons, qui amortissent une partie de l'impact en stockant et en dissipant l'énergie élastique au lieu de la transmettre directement au squelette ; et les serres, dont la force de fermeture et la géométrie déterminent la concentration de la force d'impact sur la prise de la proie.

Le faucon pèlerin offre l'exemple le plus extrême de cette physique de l'impact : lors de son piqué de chasse, il frappe sa proie à des vitesses dépassant les cent mètres par seconde, générant des forces d'impact atteignant plusieurs dizaines de fois son propre poids – des forces que ses os doivent supporter au moment précis de la capture sans se fracturer.

Cette combinaison, qui consiste à résoudre le problème géométrique de l'interception avec une précision comparable à celle de la théorie du contrôle, et à survivre intact aux forces d'impact de la capture elle-même, est ce qui distingue un rapace en bonne santé d'un rapace dont le système nerveux ne peut plus calculer cette trajectoire d'interception avec la même précision, ou dont le système mécanique — os, tendons ou griffes — ne peut plus absorber ces mêmes forces d'impact sans se blesser.

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