L'oiseau dans le règne animal

Les animaux de ce groupe sont constitués de nombreuses cellules avec une division du travail : une cellule capture la nourriture, une autre ancre le corps, une troisième fournit les cellules sexuelles. Entre les cellules se trouve une colle protéique — le collagène — et autour d'elles une enveloppe externe commune, de sorte que l'ensemble se comporte comme un seul corps. Un corps peut donc être bien plus grand qu'une cellule et avoir une forme intérieure tout autre que sa forme extérieure.

Le corps possède un axe longitudinal, avec une extrémité antérieure qui avance en premier et une extrémité postérieure qui suit. Les organes des sens et les cellules nerveuses sont concentrés à cette extrémité antérieure en une structure que l'on peut appeler une tête, et le tube digestif traverse le corps de la bouche à l'anus, de sorte que l'ingestion et la digestion se déroulent simultanément. Entre la couche externe et le tube digestif se trouve un troisième feuillet embryonnaire, le mésoderme, à partir duquel se forment les muscles, le squelette et les vaisseaux sanguins.

Sur toute la longueur du corps s'étend la notocorde : une tige ferme mais flexible de cellules remplies de liquide, entourée d'une gaine rigide. Les muscles qui tirent de part et d'autre de cette tige ne replient pas simplement le corps en deux, mais le font onduler d'un côté à l'autre comme un fouet, car la tige reprend sa forme à chaque fois. La nage est donc dirigée et rapide au lieu d'être un simple frétillement, et juste au-dessus de la tige court le cordon nerveux qui en règle le rythme.

Autour de la notocorde se disposent des éléments distincts de cartilage ou d'os, reliés en une colonne vertébrale : plus résistante que la tige seule, et dotée d'articulations mobiles entre les segments. À l'avant, un crâne se referme autour du cerveau, et l'embryon possède un tissu propre, la crête neurale, qui fournit les mâchoires, les dents et les os de la face. Le corps dispose ainsi d'une charpente interne qui grandit avec lui, au lieu d'une carapace qui doit être remplacée à maintes reprises.

Les arcs branchiaux antérieurs — des arceaux cartilagineux de la corbeille branchiale — ne sont pas ici dressés mais inclinés vers l'avant, et forment des mâchoires articulées. Une mâchoire supérieure et une mâchoire inférieure se ferment l'une contre l'autre et portent des dents faites du même tissu que les écailles de la peau. Un animal capable de mordre n'a pas à attendre ce qui passe à sa portée : il saisit une proie, la maintient et la découpe, et la chasse devient ainsi un mode de vie.

Dans la nageoire pectorale charnue, les os se suivent dans un ordre fixe : un os contre l'épaule, puis deux côte à côte derrière lui, et seulement ensuite l'éventail des rayons. Cet os unique est l'humérus, les deux suivants le radius et le cubitus : l'aile d'un oiseau, le bras d'un humain. La tête de l'humérus est en outre convexe et tourne dans une cavité de la ceinture scapulaire, de sorte que la nageoire peut prendre appui et pousser au lieu de simplement ramer.

Au bout du membre, il n'y a pas d'éventail de rayons, mais une rangée d'os de doigts distincts, articulés entre eux, qui permettent à l'animal de prendre appui sur le sol. La ceinture scapulaire ne touche pas le crâne : il y a donc un cou, et la tête peut tourner sans que tout le corps tourne avec elle. Les côtes sont épaisses et maintiennent la cage thoracique ouverte, car hors de l'eau le corps pèse sur ses propres poumons.

Trois membranes entourent l'embryon : l'amnios, avec le liquide dans lequel il flotte, l'allantoïde, qui stocke les déchets et assure la respiration, et le chorion, qui enveloppe l'ensemble. Autour se trouve une coquille parcheminée ou calcaire qui retient l'eau mais laisse passer l'oxygène. La reproduction n'est donc plus liée à la mare ou à l'étang, et l'intérieur sec des terres (dunes, steppes, hautes montagnes) devient lui aussi accessible.

En arrière de l'orbite se trouve, de chaque côté, une paire de fenêtres dans le toit du crâne, séparées par des arcades osseuses. Les muscles masticateurs peuvent faire saillie par ces ouvertures en se contractant, de sorte que des muscles plus épais trouvent place que le seul volume du crâne ne le permettrait. Les arcades entre les fenêtres absorbent la traction : un crâne léger, à morsure puissante, qui peut s'ouvrir largement.

En avant de l'orbite se trouve une fenêtre supplémentaire, et une autre dans la mandibule : des ouvertures qui allègent l'os sans l'affaiblir et laissent de la place aux muscles et aux espaces aériens. Les dents sont implantées profondément dans des alvéoles propres de l'os de la mâchoire, au lieu d'être soudées à son bord, de sorte qu'elles résistent à une proie qui se débat. Sur le fémur se trouve une crête où s'insère le grand muscle caudal, et ce muscle tire fortement la patte vers l'arrière à chaque pas.

Dans la hanche, la cavité qui reçoit la tête du fémur est un trou ouvert, et la tête du fémur elle-même est tournée vers l'intérieur à angle droit pour y pénétrer par le côté. La patte ne s'écarte donc pas latéralement comme chez un lézard, mais se tient droite sous le tronc, de sorte que le poids descend à travers les os au lieu d'être soutenu par les muscles. La marche demande moins d'effort, le pas est plus long, et un corps peut être beaucoup plus lourd sans s'effondrer.

Les vertèbres présentent des ouvertures, et plus loin aussi les côtes, le sternum et l'humérus, par lesquelles des diverticules des poumons pénètrent à l'intérieur ; il n'y reste plus de moelle. Il en résulte un tube osseux à paroi mince contenant des espaces aériens : aussi solide qu'un os plein, mais tellement plus léger qu'un grand animal peut se tenir sur deux pattes. Ces diverticules sont les sacs aériens ; ils font du poumon non pas un soufflet qui inspire et expire, mais un conduit que l'air traverse dans un seul sens : la respiration à flux continu grâce à laquelle une oie franchit l'Himalaya.

Des filaments de kératine creux et souples sortent de la peau, ramifiés à la base et si serrés qu'ils forment une couche de duvet. Ils ne portent rien et ne dirigent rien : ils retiennent la chaleur du corps et donnent la couleur, et chez Sinosauropteryx on a même retrouvé les granules pigmentaires d'une queue annelée de roux. De simples filaments cutanés existent peut-être aussi dans des groupes plus larges, jusqu'aux ptérosaures, mais les animaux de ce groupe ont des plumes.

Dans le poignet, deux os du carpe sont soudés en un seul élément en forme de demi-lune, avec sur le dessus une surface de roulement lisse et courbe. La main peut donc à peine fléchir vers le haut et vers le bas, mais elle peut se rabattre latéralement à grande vitesse, vers le corps : exactement le mouvement par lequel un animal aux bras écartés saisit entre ses mains une proie qui se débat. Chez un oiseau, ce même os en demi-lune est le poignet qui replie l'aile contre le flanc, et c'est le même balayage latéral qui projette la main de l'aile vers l'avant à chaque battement.

Les filaments de duvet s'insèrent ici sur un rachis central unique et rigide, et les barbes s'accrochent entre elles par des milliers de minuscules crochets en une surface fermée et élastique. Une penne de ce type est assez rigide pour retenir l'air et assez légère pour que des dizaines puissent être portées côte à côte ; elles sont disposées en rangée le long du bord de fuite du bras et en éventail de part et d'autre de la queue. Les animaux de ce groupe ne volent pas avec elles (les plumes servent à la parade, à couvrir une ponte, peut-être à l'adhérence en courant sur une pente), mais la surface portante est là.

Le membre antérieur est plus long que le membre postérieur, ce qui n'est le cas dans aucun des groupes plus larges ci-dessus, et sur la main et l'avant-bras les plumes sont asymétriques : un vexille étroit le long du bord d'attaque, un large à l'arrière. C'est exactement le profil qui accélère l'air au-dessus de la face supérieure et exerce ainsi une traction sur celle-ci, et des dizaines de ces rémiges côte à côte forment une seule surface portante fermée. Grâce à elle, l'animal peut planer et s'élever en vol plané, et comme les bras peuvent aussi battre fortement vers le bas, il se propulse vers l'avant : le même bras préhenseur sert ici d'aile.

La queue osseuse est courte : quelques vertèbres soudées en un pygostyle unique, sur lequel les rectrices peuvent pivoter, s'étaler et se refermer comme un éventail au lieu de traîner, rigides, derrière l'animal. Les mâchoires sont dépourvues de dents ; l'os qui les entoure porte un revêtement corné : un bec pèse une fraction du poids d'une dentition, et à l'avant du corps chaque gramme compte double. Le sternum porte une haute crête, le bréchet, sur laquelle s'insèrent les deux muscles du vol, qui représentent ensemble un cinquième du poids d'un oiseau ; pygostyle et bréchet existent aussi dans des groupes plus larges le long de la lignée, de sorte que seule l'absence de dents distingue les animaux de ce groupe.

Dans le palais, les os sont larges et en grande partie soudés, un vomer massif maintenant l'ensemble en place sur la ligne médiane : la mandibule supérieure ne peut guère bouger par rapport au crâne. Chez les ratites s'y ajoute un caractère plus marqué : le sternum ne porte pas de bréchet et forme un radeau plat ; « ratis », radeau, est précisément l'origine du mot ratite. Sans bréchet, les muscles du vol n'ont pas de point d'insertion, et ils sont effectivement absents ; le squelette n'a pas besoin d'être léger, de sorte que les os ont au contraire des parois plus épaisses et sont plus lourds, assez solides pour porter une autruche à cinquante kilomètres à l'heure.

Le vomer n'est plus qu'une mince pointe et les os du palais sont libres, reliés par une série de fines baguettes et de petites articulations. Lorsque la mandibule s'ouvre, l'os carré pousse ces baguettes vers l'avant, le palais glisse avec elles, et la mandibule supérieure bascule vers le haut autour d'une fine charnière au niveau du front : le bec s'ouvre aux deux extrémités à la fois. De petites différences de longueur et d'angle de ces mêmes baguettes donnent une pince, un ciseau, un tamis ou un casse-noix, et une grande part de la diversité des oiseaux repose sur ce mécanisme.

Le flamant retourne la tête pour se nourrir, de sorte que la mandibule supérieure se retrouve en dessous et que la courbure du bec fend l'eau horizontalement. Le long des bords des deux mâchoires courent des rangées de fines lames cornées, les lamelles, qui s'engrènent comme les dents de deux peignes et forment un tamis aux interstices larges de quelques dixièmes de millimètre. La langue, épaisse, charnue et garnie d'épines, coulisse d'avant en arrière comme un piston dans la gouttière de la mandibule plusieurs fois par seconde, pompant l'eau à travers ce tamis dans un sens puis dans l'autre, tandis que les artémies et les diatomées restent retenues.

Dans le jabot, la poche de stockage située à la base de l'œsophage, la muqueuse d'un pigeon commence à s'épaissir et à se charger de graisse dans les derniers jours précédant l'éclosion. Les cellules desquamées forment une pâte épaisse, blanc jaunâtre, que les jeunes prennent dans la gorge du parent : le lait de jabot, composé de près d'un tiers de protéines et de près d'un tiers de graisses, bien plus riche que le lait des mammifères et sans aucune trace de sucre. Les deux parents le produisent, sous l'effet de la même hormone, la prolactine, qui active la glande mammaire d'un mammifère, et un jeune pigeon ne mange rien d'autre durant sa première semaine.

Chez un colibri, l'humérus et l'avant-bras ne sont plus que des moignons, tandis que les os de la main et surtout les rémiges sont très longs : l'aile est presque entièrement constituée par la main, et cette main reste tendue en vol comme une seule lame rigide. L'articulation de l'épaule tourne si loin que l'aile peut se retourner lors de la remontée, de sorte qu'elle repousse aussi l'air vers le bas au retour, au lieu de simplement revenir en place. La pointe de l'aile décrit donc un huit et chaque demi-battement produit de la portance : l'oiseau reste immobile en l'air, se déplace latéralement, et c'est le seul groupe d'oiseaux qui vole réellement en arrière.

Chez un manchot, les os du bras et de la main sont aplatis en lattes, et le coude et le poignet ne peuvent presque pas fléchir : l'aile est une seule palette rigide et pleine qui ne s'articule qu'à l'épaule. L'os n'est pas rempli d'air, mais dense et lourd, de sorte que l'animal n'est pas repoussé vers la surface et peut se maintenir en profondeur. Les plumes sont courtes, rigides et incurvées, et si serrées qu'elles ressemblent davantage à des écailles qu'à des plumes ; en dessous se trouve une couche de duvet qui retient l'air grâce auquel l'oiseau reste au chaud, et le même battement qui propulse un martinet dans l'air propulse un manchot à vingt mètres de profondeur.

Chez les pics et chez les perroquets, le quatrième doigt est dirigé vers l'arrière, de sorte que le pied a deux doigts en avant et deux en arrière : la zygodactylie, une pince au lieu de la disposition habituelle de trois contre un. Un pic s'agrippe ainsi à un tronc vertical et, avec les rectrices rigides comme troisième point d'appui, se tient si fermement qu'il peut frapper le bois de la tête vingt fois par seconde. Un perroquet utilise la même pince pour cueillir une noix sur la branche et la porter au bec, ce qui en fait l'un des rares oiseaux qui mangent avec une main.

La syrinx ne se trouve pas haut dans la gorge, mais profondément dans la poitrine, exactement à la bifurcation où la trachée se divise en deux bronches, et chaque bronche possède sa propre membrane vibrante. Chez les oiseaux chanteurs, cet organe est muni d'un ensemble de petits muscles (les décomptes varient, mais environ sept paires est la norme) qui peuvent tendre et réaccorder chaque moitié séparément. La gauche et la droite sont commandées séparément, de sorte qu'un seul oiseau peut produire deux notes à la fois, les faire se croiser ou les alterner sans reprendre son souffle : c'est ce que fait un merle noir et ce que ne fait pas une poule.