En 1872, Leland Stanford, fondateur de l'Université Stanford en Californie, engagea un inventeur excentrique nommé Eadweard Muybridge pour l'aider à résoudre un pari supposé (mais non documenté) : les pieds d'un cheval au trot ont-ils quitté le sol avec leurs quatre pieds ou non ?
Muybridge était un photographe talentueux et a réussi à obtenir des clichés flous d'un cheval « en vol » en plein trot – un exemple de la façon dont l'œil nu ne peut à lui seul capturer des mouvements rapides et subtils. Il a continué, aux côtés d’autres, à établir ce qui est devenu le cinéma. Il a également continué à capturer des images de nombreux animaux en mouvement, essayant de les attraper en vol. À propos d'un autre grand animal, l'hippopotame (qu'il n'a pas photographié), Muybridge a écrit :
Sur la terre ferme, il est peu probable que sa démarche la plus rapide puisse être autre que l'amble [c'est-à-dire une séquence latérale rapide mais toujours à quatre temps] ; éventuellement un trot, mais avec une brève période, le cas échéant, de non-appui.
Avait-il raison ? En tant que scientifique dont les recherches portent en partie sur la manière dont les animaux terrestres géants comme les rhinocéros, les éléphants et les girafes se déplacent et sur la manière dont la gravité limite de manière unique leur capacité à être athlétiques sur terre, je me demande depuis longtemps comment les hippopotames se déplacent sur terre.
La plupart des gens pensent probablement aux hippopotames en termes de leurs activités dans l’eau, où ils passent la plupart de leur temps. Mais ce sont des animaux amphibies qui passent environ un tiers de leur temps sur terre. D'une taille géante (généralement autour de 1 400 kg), semblable à celle des jeunes éléphants, les hippopotames doivent être lourds et lents sur terre, d'autant plus qu'ils doivent également être adaptés à la vie dans l'eau et avoir l'air très volumineux. Mais ce qui semble probable et ce qui est vrai ne sont pas toujours les mêmes. C’est là que la science entre en jeu, pour répondre aux questions avec des preuves. Nous savons que les hippopotames ne volent pas ; ils n'ont pas d'ailes et sont trop gros ; mais que peuvent-ils vraiment accomplir sous la forte attraction de la gravité ?
Dans une étude récente, nous avons montré que les hippopotames trottent, mais à des vitesses rapides, ils peuvent décoller avec les quatre pieds du sol à la fois. C’est remarquable car nous savons désormais que les hippopotames sont l’un des plus gros animaux capables de voler à des vitesses rapides et pourtant ils sont également adaptés à un mode de vie semi-aquatique.
En étudiant la littérature existante sur la locomotion des hippopotames, j’ai découvert que la gamme d’allures ou la séquence de pas utilisée par les hippopotames n’était pas claire.
Certaines études ont indiqué qu'elles utilisaient un modèle de marche à « séquence latérale » – une démarche à « quatre temps », contactant le sol avec l'arrière gauche, puis l'avant gauche, puis l'arrière droit, puis l'avant droit.
D’autres ont déclaré que les hippopotames utilisaient uniquement un modèle de « trot », même à des vitesses plus lentes. Ici, trotter ne signifie pas se déplacer à une vitesse modérée comme un jogging. Dans l'analyse scientifique de la locomotion, tout comme dans d'autres domaines tels que le sport équestre, le trot est une démarche « à deux temps » dans laquelle les membres diagonaux se déplacent presque à l'unisson, les pattes arrière gauche et avant droite touchant le sol, suivies par les pattes droites. les pattes postérieures et avant gauche sont espacées d'environ la moitié d'un cycle de pas (« foulée »).
Peu d’études scientifiques se sont penchées sur ce que font les hippopotames lorsqu’ils se déplacent rapidement sur terre. Certaines observations ont montré que, au moins à des vitesses modérées, les hippopotames trottinaient.
J'ai donc conçu une expérience très simple, analogue à ce que Muybridge a fait, mais aujourd'hui une activité banale : prendre des vidéos numériques d'hippopotames se déplaçant à différentes vitesses.
J'ai envoyé mon étudiante vétérinaire de premier cycle, Emily Pringle, au Flamingo Land Resort dans le North Yorkshire au Royaume-Uni, armée de caméras GoPro de base, pour capturer des vidéos de leurs deux hippopotames adultes.
Elle a constaté pendant les deux jours de tournage intermittent que les hippopotames étaient lents ; simplement marcher. Ce n’était pas une surprise. Non seulement les hippopotames ne passaient pas beaucoup de temps sur terre (et étaient hors de vue dans leur grange la nuit), mais il n'y avait aucun moyen de les motiver à se déplacer rapidement : ils mènent une vie sûre.
Il y avait une deuxième partie à notre plan. Internet regorge de vidéos d'animaux sauvages, nous avons donc recherché sur Youtube et d'autres sites Web d'autres vidéos d'hippopotames se déplaçant à différentes vitesses sur terre, afin de « renforcer » notre échantillon de données. Cela a permis de placer notre vidéo des deux hippopotames du zoo dans un contexte plus large. Nous espérions trouver des images d'hippopotames se déplaçant aussi rapidement que possible, dans des conditions plus motivées (probablement sauvages).
Nous faisions.
Nous avons collecté 169 foulées à partir de 46 clips vidéo de 32 hippopotames. La majeure partie était de la marche lente, mais toutes ces foulées impliquaient des schémas de trot. Il est clair que les hippopotames préfèrent trotter plutôt que d’utiliser une séquence latérale à quatre temps, même à des vitesses lentes.
Les vidéos d'hippopotames sauvages d'Afrique et de quelques zoos contenaient la découverte la plus excitante.
Environ 14 de nos 46 vidéos d’hippopotames montraient au moins de brèves périodes de « non-soutien », comme l’appelait Muybridge – en l’air avec les quatre pieds du sol.
Un montage vidéo montrant un hippopotame en marche lente. Victoria Wallace, directrice, Zikomosafari, CC BYLes séquences les plus rapides montraient des hippopotames en vol pendant environ 0,3 seconde. Cela peut sembler très bref, mais c’est plus long qu’un seul pied au sol (aussi peu que 0,2 seconde). De plus, le système nerveux d’un gros animal comme un hippopotame impliquerait de longs délais de réponse à un trébuchement, de sorte que ces périodes de vol pourraient être risquées.
Nos résultats soulignent à quel point la locomotion des hippopotames est étrange sur terre. Contrairement à la plupart des autres mammifères, en particulier les plus gros, ils se contentent de trotter, de vitesses lentes à vitesses rapides. Nous n'avons pas pu mesurer précisément la vitesse à laquelle les hippopotames peuvent se déplacer, mais je suppose qu'ils ne sont probablement pas beaucoup plus rapides que les éléphants, dont j'ai déjà montré qu'ils se déplaçaient jusqu'à 25 km/h (avec une séquence latérale « amble », jamais aéroporté).
Leur capacité à voler, même brièvement, signifie que les hippopotames sont relativement plus athlétiques que les éléphants, mais toujours moins athlétiques que les rhinocéros blancs, qui peuvent être aussi gros qu'un hippopotame mais peuvent galoper et donc voler, et probablement plus vite que les hippopotames. Cette variété de capacités locomotrices, élargie par d’autres très grands animaux que j’ai étudiés, comme les girafes, et même des dinosaures disparus, présente deux schémas généraux.
Premièrement, même à des tailles géantes de plus de 1 000 kg, il reste encore une variété de capacités athlétiques qui pourraient être utilisées, comme se déplacer plus vite qu'une marche lente, ou même voler dans les airs.
Deuxièmement, à de telles tailles, il y a inévitablement une diminution de la vitesse maximale. À mesure que la taille augmente, tôt ou tard, certaines capacités athlétiques, comme celle de voler, doivent être sacrifiées, en échange des nombreux avantages de la taille géante.