Quand les chevaux ou les guépards accélèrent, ils passent au galop, une allure asymétrique où les pas ne sont pas espacés de manière égale. Lapins, crocodiles ou certains poissons plats adoptent des mouvements similaires avec leurs pattes ou nageoires, comme le "béquillage" ou le bondissement.
Tous les animaux ne dépendent pas de ces allures pour la vitesse. Selon une étude publiée le 8 mars dans le Journal of Experimental Biology, les locomotions asymétriques ne sont pas une invention récente chez les vertébrés. Des chercheurs ont analysé les mouvements de centaines d'espèces et conclu que ces allures sont apparues chez d'anciens animaux ressemblant à des poissons, avant même la conquête des terres émergées. Cette capacité a été acquise et perdue à plusieurs reprises dans l'histoire évolutive des vertébrés.
"Bien que connu pour les animaux terrestres, l'idée que cette capacité soit ancienne chez les poissons à mâchoires est relativement nouvelle et intrigante", commente John Hutchinson, professeur de biomécanique évolutive au Royal Veterinary College (Angleterre), non impliqué dans l'étude.
La marche ou le trot sont des démarches symétriques régulières. Pour plus de vitesse, beaucoup passent à l'asymétrique, comme le galop du cheval où les quatre pieds touchent le sol à des intervalles inégaux, expliquent Eric McElroy (College of Charleston, Caroline du Sud) et Michael Granatosky (New York Institute of Technology).
Les mammifères ne sont pas seuls : crocodiliens, gazelles (pronking), crapauds, lapins (bondissements), mudskippers, tortues de mer, phoques (béquillage) ou raies (nageoires pelviennes simultanées) utilisent ces allures. Certains vertébrés, comme lézards, salamandres, ornithorynques, hérissons, loris ou éléphants, en sont dépourvus.
Pour dater l'origine, McElroy et Granatosky ont examiné 308 espèces de gnathostomes (vertébrés à mâchoires, excluant myxines et lamproies). Quatre modèles évolutifs ont été testés via des simulations informatiques.
Le modèle le plus probable : gains et pertes asymétriques à taux variables. L'ancêtre gnathostome avait ~75 % de chances d'utiliser une telle allure, il y a 400-450 millions d'années, dans des mers côtières peu profondes, peut-être via nageoires pour se propulser sur le fond.
Cet ancêtre marin précède de 25-100 millions d'années la colonisation terrestre. L'ancêtre des mammifères l'avait probablement, contrairement à ceux des amphibiens et lézards.
Les pertes s'expliquent par la taille (éléphants), la lenteur (loris, tortues) ou des contraintes neuromusculaires (lézards : "Jamais vu un lézard galoper, intrigant !", note McElroy).
Les 308 espèces ne couvrent qu'une fraction des 69 000 vertébrés, avec peu de poissons modernes, biais potentiel selon Hutchinson et McElroy. Inclure fossiles et plus d'espèces affinerait les résultats, mais l'étude synthétise précieusement les données et ouvre des pistes.
