Contrairement à ce qu’on est porté à penser, les «genoux» d’animaux comme le loup (image) et le chien ne plient pas à l’envers pour la simple et bonne raison que ce ne sont pas des genoux. Il s’agit en fait d’articulations entre les métatarses (qui sont situés dans le pied chez l’humain) et le tibia, ce qui en fait des… chevilles!

Hibou, chou, cheville...

«Comme nous visitons les parcs nationaux de l’Amérique du Nord, ma femme et moi, une question nous taraude : comment se fait-il que des espèces animales ont évolué pour changer la position de leurs genoux? L’être humain en position de quatre pattes a les genoux pliés vers l’avant et les coudes vers l’intérieur. Les chevaux ont les genoux pliés vers l’arrière et les coudes vers l’extérieur. D’autres mammifères leur ressemblent de ce point de vue. Les ours, quant à eux, ont des articulations semblables aux nôtres. Qu’est-ce qui a causé ces évolutions?» demande Paul-Yvon Blanchette, de Québec.

Voilà une très belle observation! Mais le fait est que contrairement aux apparences, ni les «genoux» du cheval, ni les nôtres ne se sont jamais renversés. Si les «genoux» des chevaux et d’autres mammifères comme le loup (et c’est la même chose pour les oiseaux) plient à l’envers par rapport aux nôtres, c’est parce que ce ne sont pas leurs genoux, justement. Nous les interprétons comme tels à cause, sans doute, de notre tendance à anthropomorphiser les animaux — nous voyons souvent des émotions/intentions humaines dans leur comportement, par exemple. Mais les «genoux articulés dans le mauvais sens» ne sont en fait rien d’autre que... des chevilles!

Chez les vertébrés, il y a essentiellement trois grandes manières de se tenir sur ses pattes. Chez l’humain, l’ours et quelques autres espèces, c’est le «talon» et la plante du pied (ou l’équivalent sur les pattes avant) qui soutiennent le poids. On les appelle plantigrades parce qu’ils se déplacent avec les métatarses (les os qui forment la plante du pied humain) à plat.

Cependant d’autres espèces, comme le chien et le chat, sont dites digitigrades parce qu’elles marchent sur leurs doigts/orteils, littéralement. Les os qui forment le «pied» d’un chat, par exemple, sont les phalanges, soit l’équivalent des orteils/doigts chez l’humain, ainsi que le bout des métatarses. Et d’autres espèces encore, comme les chevaux et les cerfs, se déplacent non pas sur les phalanges, mais sur la pointe des phalanges, souvent montées d’un sabot. On les appelle ongulés parce que les sabots sont l’équivalent des ongles/griffes chez ces espèces — et sont d’ailleurs faits des mêmes substances.

Maintenant, imaginons un instant ce qui passe quand, comme eux, nous marchons nous-mêmes sur la pointe des pieds. L’articulation qui touche au sol est alors celle entre les phalanges (orteils) et les métatarses (plante du pied). Et en remontant plus haut, la première articulation que l’on rencontre n’est plus le genou, mais bien la cheville — et elle plie justement à l’inverse du genou.

C’est ça que l’on voit chez le cheval, le chat, et tant d’autres animaux. Les segments que nous interprétons chez eux comme des tibias sont en fait des métatarses, comme le montre la figure ci-contre (le squelette est celui d’un loup). Et l’articulation entre les métatarses et le tibia n’est pas le genou, mais bien la cheville. Leur vrai genou, lui, est plus haut, mais chez beaucoup de ces espèces il est plus ou moins «caché» par les muscles de la cuisse/fesse.

Maintenant, quels sont les avantages et les inconvénients de ces différentes postures ? Pourquoi certaines espèces ont évolué dans un sens plutôt que dans un autre ? La posture plantigrade est celle qui offre la plus grande surface de contact avec le sol, et donc le plus de stabilité et de puissance, mais cela vient avec un coût : plus de frottement avec le sol (pas idéal pour courir de longues distances) et, à cause d’un jeu de leviers entre les os, une course moins rapide.

Selon l’habitat et la place d’une espèce dans un écosystème, il peut être avantageux de sacrifier la vitesse de pointe et/ou l’endurance pour avoir plus d’équilibre et de puissance. L’écureuil, par exemple, est un plantigrade, ce qui lui donne la stabilité requise pour ne pas tomber des arbres et la puissance qu’il faut pour sauter d’une branche à l’autre, lit-on dans l’Atlas d’anatomie comparée en ligne du chercheur Terry L. Derting. Dans le cas de l’humain, c’est moins clair, d’après une étude parue l’an dernier dans Open Biology. La plupart des primates se déplacent sans que leur talon touche au sol, les seuls vrais plantigrades de cette famille étant les grands singes (nous, les chimpanzés, les gorilles et les orang-outangs). L’article en question note que lesdits grands singes sont aussi les seuls primates à s’asséner des coups de poing lorsqu’ils se battent, les autres se contentant de se mordre. Ses auteurs font donc l’hypothèse que la plus grande stabilité de la position plantigrade permettrait aux grands singes de se taper dessus de la manière la plus efficace possible, pour ainsi dire. Ce serait cohérent avec le fait que les grands singes sont plus agressifs entre eux (les mâles, du moins) que les autres primates, mais c’est un sujet assez controversé.

Quoi qu’il en soit, à l’autre extrémité du spectre, on retrouve les onguligrades, auxquels la posture confère moins d’équilibre et de puissance que celle des plantigrades, mais qui sont (en règle générale) bien équipés pour la vitesse et/ou l’endurance. Et entre les deux se trouvent les digitigrades, qui sont (toujours en règle générale) des espèces ayant besoin d’un compromis de vitesse, d’équilibre et de puissance.

Ce n’est pas un hasard, note M. Derling, si les onguligrades sont presque tous herbivores (avec de rares exceptions omnivores comme le porc) et si beaucoup de digitigrades sont des prédateurs. Cela correspond aux besoins de chacun!

Sources

  • Terry L. Derting, Mammalian Stances : Plantigrade, Digitigrade and Unguligrade, Comparative Anatomy On-Line Atlas, Murray State University, 2010, https://bit.ly/2CuTZr1
  • David R. Carrier et Christopher Cunningham, The effect of foot posture on capacity to apply free moments to the ground: implications for fighting performance in great apes, Open Biology, 2017, https://bit.ly/2IFefpX