Les Nageoires Pectorales de Baleine sont-elles inadaptées au milieu aquatique?

Les évolutionnistes disent que les nageoires pectorales des baleines sont des membres terrestres transformés et qu’ils ne sont pas « optimaux » comparés aux nageoires de poissons. Pour eux, c’est un bon exemple de trace évolutive: l’anatomie des cétacés trahit leur origine mammalienne.

Nous avons beaucoup parlé « baleine » ces derniers temps, notamment dans la série de réfutation des « preuves de l’évolution » de Passe-Science:

• Examen des preuves de l’évolution – les preuves anatomiques – EP 01
• Réponse aux commentaires sur « Examen des preuves de l’évolution – les preuves anatomiques – EP 01 »
• L’Évolution des Baleines est-elle démontrée?

Les preuves de l’évolution de la baleine sont très maigres voire inexistantes, aussi bien au niveau anatomique que fossile (voir vidéo et article plus haut), toutefois il réside quelques arguments de « mauvais design » comme sur les nageoires pectorales et l’utilisation d’un système pulmoné pour un animal aquatique.

J’avais évoqué dans l’article réponse ci-dessus qu’il n’y a pas de système unique préférable et que les contraintes systèmes différent entre poissons et mammifères marins. Nous allons ici nous pencher un peu plus sur l’utilité de ces nageoires pectorales dont j’avais déjà dit:

Les nageoires antérieures des cétacés ne sont pas des propulseurs, ce sont des surfaces de contrôle (trim, roulis, tangage, stabilité à haute vitesse). Le module pentadactyle (avec hyperphalangie chez plusieurs groupes) permet:

• un allongement/raidissement progressif de l’aileron,
• une distribution des charges et de la torsion,
• un contrôle fin du bord d’attaque et du vrillage,
• une fabrication via un programme embryonnaire robuste et réutilisable (même “bibliothèque” de développement, sortie différente).

J’avais également répondu dans les commentaires YouTube à Thomas Cabaret de Passe-Science sur son idée de l’os unique à la place de l’hyperphalangie des baleines:

La structure des nageoires antérieures de baleine, avec hyperphalangie et fusion des phalanges, offre une grande surface portante, un gradient de rigidité (solide à la base, souple au bout), une résilience accrue, un contrôle hydrodynamique précis…

Un os monobloc serait rigide sur toute sa longueur et serait incapable de plier ou de vriller localement. La nageoire a besoin d’un gradient de rigidité, être rigide à la base (pour le contrôle et la stabilité), souple au bout (pour la finesse de manœuvre et l’adaptation au flux d’eau). Les phalanges permettent cette progression de souplesse où chaque articulation ou fusion partielle offre un peu de « jeu » mécanique.

Une pièce monobloc subirait les contraintes de manière concentrée, il y aurait risque de fissure catastrophique (comme casser une règle en plastique) alors qu’une structure segmentée peut répartir les charges si un segment fléchit ou se fissure, le reste tient et c’est beaucoup plus résilient. C’est la même logique qu’un pont à sections modulaires ou qu’une colonne vertébrale segmentée plutôt qu’une tige rigide.

Une surface rigide unique se comporte comme une pagaie, elle est efficace en ligne droite mais pas très maniable. La nageoire segmentée peut se déformer subtilement sous la pression de l’eau et permettre une meilleure portance, ça fait moins de turbulences et une adaptation aux variations de vitesse. Cela permet aussi un léger vrillage passif, comme les ailes d’avion modernes dont le bout est flexible pour réduire les vortex.

L’utilité des nageoires de baleine

Les nageoires pectorales de la baleine à bosse peuvent atteindre un tiers de la longueur du corps (jusqu’à ~5 m). Elles seraient le plus grand appendice du règne animal.

Chez les séculiers eux-mêmes, deux hypothèses, cumulables, sont considérés.¹

L’hypothèse n°1 concernant l’utilité de ces nageoires est la thermorégulation. Les nageoires serviraient de « radiateurs » ou de « dissipateurs de chaleur ». Une grande surface permet un échange thermique efficace. Cela est utile car les baleines à bosse migrent entre eaux froides (zones polaires) et eaux chaudes (zones tropicales).

L’Hypothèse 2 est au niveau de la maniabilité et de l’agilité. Les longues nageoires offrent une grande manœuvrabilité dans l’eau. Les baleines à bosse sont connues pour leurs comportements spectaculaires:

• roulades, vrilles, boucles sous-marines,
• frappes avec les nageoires (slapping),
• manœuvres complexes de chasse (ex. filets de bulles).

Ces mouvements sont facilités par la longueur et le contrôle des nageoires. Pendant la saison des amours, les mâles utilisent leurs nageoires pour se battre, pour couper la trajectoire des rivaux. Elles servent donc aussi dans la compétition sexuelle.

Les nageoires de poissons seraient-elles plus adaptées sur les baleines?

Les nageoires pectorales des poissons et celles des cétacés (baleines/dauphins) remplissent certaines fonctions communes (stabilité, orientation), mais il y a aussi des différences importantes liées à leur anatomie et leur écologie.

Si les baleines à bosse utilisent leurs longues nageoires comme surfaces d’échange thermique, les poissons, étant ectothermes (à sang froid), n’ont pas ce besoin, leurs nageoires ne régulent pas la température. Elles ne permettraient donc pas aux baleines de « dissiper la chaleur ».

Les baleines font de grands sauts, vrilles, frappes de nageoires pectorales à la surface (slapping) en guise de communication sonore/visuelle et de rôle social. Les poissons ont des comportements sociaux, mais pas d’utilisation spectaculaire de leurs pectorales de ce type. Les baleines ne pourraient pas faire étalage de toute leur exubérance comportementale « acrobatique » sans leurs nageoires.

Beaucoup de poissons utilisent leurs nageoires pectorales comme moteur principal (nage labroïde, ex. poissons-perroquets, poissons-demoiselles). Les cétacés, de leur côté, n’utilisent pas leurs nageoires antérieures pour avancer (car la propulsion se fait avec la queue).

Au final, les deux systèmes font des choses différentes, de sorte qu’il n’y en a pas un qui est meilleur que l’autre.

Le fait d’être à sang chaud (endothermes) donne aux cétacés un avantage énorme pour les migrations par rapport aux poissons (majoritairement à sang froid).

Leur température interne reste stable (~37 °C).

Ils peuvent parcourir des milliers de km entre eaux glaciales (Arctique, Antarctique) et eaux tropicales chaudes sans « ralentir » leur métabolisme.

• Les Baleines à bosse migrent chaque année entre les zones de nourrissage polaires (été) et les zones de reproduction tropicales (hiver).
• La Baleine grise effectue environ ~16 000–20 000 km aller-retour, la plus longue migration connue chez les mammifères.
• Les Rorquals (bleus, communs, sei) font aussi de très longues migrations saisonnières.

Ils ont une stratégie écologique étonnante, se nourrissant là où le plancton/krill est abondant (eaux froides) et se reproduisant là où les eaux sont chaudes (meilleure survie des petits). L’endothermie rend ce double mode de vie possible.

L’activité des poissons ralentit dans l’eau froide. Beaucoup d’espèces se cantonnent à une plage thermique précise même s’il y a quelques exceptions. Certains poissons migrent (ex. saumons, anguilles, thons) mais leurs migrations sont souvent liées à des zones où la température reste favorable. Les thons ont une endothermie régionale, cela leur permet d’aller dans des eaux plus froides que d’autres poissons, mais ils restent limités comparés aux cétacés.

L’endothermie permet aux cétacés de migrer beaucoup plus facilement que les poissons:

• ils peuvent traverser des océans entiers,
• exploiter des régions très froides pour se nourrir,
• et rejoindre des zones chaudes pour la reproduction.

L’endothermie des cétacés est étroitement liée à leurs nageoires pectorales, qui fonctionnent comme des structures de dissipation thermique (en plus d’assurer la stabilité et la manœuvre). C’est une des adaptations clés qui leur permet de migrer entre les pôles glacés et les tropiques chauds.

Dans les nageoires (mais aussi la queue et la dorsale), il existe des réseaux de vaisseaux sanguins en contre-courant. Quand l’animal veut se refroidir, il envoie plus de sang vers ces appendices, qui dissipent la chaleur dans l’eau. Quand il veut conserver la chaleur, il réduit ce flux.

Conclusion

On peut donc conclure que les nageoires de poisson sont inadaptées pour les baleines (rôle de dissipation thermique manquant et incapacité à réaliser les mouvements acrobatiques des baleines).

Les poissons n’ont pas besoin de dissiper la chaleur activement (ectothermes). Leurs nageoires n’ont pas les réseaux vasculaires sophistiqués des baleines. Une baleine avec des nageoires de poisson risquerait la surchauffe dans les eaux chaudes (épaisse couche de lard + pas de « radiateur »).

Les nageoires rayonnées des poissons sont souples, faites pour la finesse et la propulsion légère. Les baleines, surtout celle à bosse, utilisent leurs pectorales rigides comme leviers massifs pour :

• les vrilles,
• les frappes de nageoires (slapping),
• les roulades.

Avec des nageoires de poisson, une baleine ne pourrait pas effectuer ces mouvements spectaculaires.

1. baleinesendirect.org – Why do whales have fins? – 8/4/2016