Les œufs et la volaille constituent une part importante du régime alimentaire des populations. De même, les produits fabriqués à partir de plumes, comme les oreillers, les couettes ou les manteaux doublés de duvet, sont largement utilisés. La nation est de plus en plus sensibilisée et passionnée par nos amis à plumes. La popularité de l’alimentation des oiseaux sauvages a en fait modifié l’aire de répartition de plusieurs oiseaux chanteurs communs. De plus, en raison de la faible teneur en matières grasses de la viande de dinde et de poulet et de la fascination des Américains pour la perte de poids, l’industrie de la volaille est en plein essor. Et quel autre animal a un jour qui lui est consacré comme la tradition de la dinde rôtie à Thanksgiving ? Il est clair que les oiseaux occupent une place importante et spéciale dans nos vies.

Mais qu’est-ce qui les rend si uniques ? En quoi sont-ils différents des animaux des autres grandes classes d’organismes ? Et surtout, en quoi sont-ils différents de nous ?

Position dans le règne animal

Les oiseaux constituent la classe Aves du sous-phylum Vertebrata, phylum Chordata. La classe Aves comprend 28 ordres, 163 familles, 1 975 genres et près de 10 000 espèces. Leur répartition est mondiale, y compris dans les océans ouverts. Si la majorité des espèces d’oiseaux du monde sont connues de la science, une poignée de nouveaux oiseaux sont encore découverts chaque année. La plupart de ces oiseaux rares se trouvent dans des régions éloignées du monde.

On croit généralement que les oiseaux descendent de reptiles bipèdes ressemblant à des lézards qui vivaient à la période jurassique, il y a environ 208 millions d’années. Les oiseaux ont encore de nombreuses ressemblances avec les reptiles, comme leur habitude de pondre des œufs, la possession d’écailles sur leur bec et leurs pattes, et la disposition de nombreuses structures internes.

Les trois classes supérieures de vertébrés – reptiles, oiseaux et mammifères – ont adapté leur reproduction à la vie terrestre, en grande partie grâce à l’évolution d’un œuf dont l’embryon est enveloppé dans une membrane protectrice appelée amnios . C’est pourquoi ces trois classes sont regroupées sous le terme « amniote » ou « amniotes ». « Parmi tous les animaux, seuls les oiseaux et les mammifères ont évolué vers une température élevée et constante, ou homéothermie, qui rend possible une activité énergétique dans tous les habitats et en toutes saisons. C’est cette avancée, plus que toute autre, qui fait de ces deux classes les vertébrés dominants.

Les oiseaux ont de nombreuses caractéristiques qui les distinguent de toutes les autres classes d’organismes. Bien que tous les oiseaux ne volent pas, un grand nombre de ces caractéristiques complètent leur étonnante adaptation au vol.

Plumes

Tous les oiseaux ont des plumes, qu’aucun autre animal vivant ou éteint n’est connu avoir eu. Le nombre de plumes est relativement constant au sein d’une même espèce, même si les oiseaux ont tendance à avoir plus de plumes en hiver qu’en été. Les petits oiseaux ont tendance à avoir plus de plumes par pouce carré que les grands oiseaux, mais moins de plumes au total. Par exemple, un colibri à gorge rubis, dont la surface est relativement petite, possède environ 940 plumes, tandis qu’une bernache du Canada, dont la surface est beaucoup plus grande, en possède 33 000.

Les plumes servent à plusieurs fins, notamment la chaleur, la protection, le vol, la parure attrayante pour la parade nuptiale et la reconnaissance du sexe. La valeur d’isolation thermique des plumes est si extraordinairement efficace qu’elle permet aux oiseaux de vivre dans des régions de l’Antarctique trop froides pour tout autre animal.

Pour leur poids, on estime que les plumes sont aussi solides que les meilleurs matériaux fabriqués par l’homme utilisés dans l’industrie aérospatiale aujourd’hui. Leur flexibilité permet au large bord de fuite de chaque grande plume d’aile de se plier vers le haut à chaque descente de l’aile. Cela produit l’équivalent du pas dans une pale d’hélice, de sorte que chaque battement d’aile fournit à la fois la portance et la propulsion vers l’avant.

Il existe des histoires bien documentées d’oiseaux avalant délibérément leurs plumes. Les grèbes, par exemple, consomment des plumes par centaines. Cinquante pour cent du contenu de l’estomac des grèbes à cornes ou à bec bigarré peut être constitué de plumes. Ce comportement étrange semble avoir un but. Les scientifiques pensent que l’action du gésier de ces oiseaux, qui se nourrissent principalement de poissons, est insuffisante pour broyer les os qui sont avalés. On pense que les plumes protègent l’estomac en rembourrant les arêtes tranchantes du poisson et en ralentissant le processus de digestion afin que les arêtes se dissolvent plutôt que de passer dans l’intestin. Cette croyance est soutenue par l’observation que le grèbe castagneux, qui, de tous les grèbes, consomme le moins de poissons, accumule également la plus petite quantité de plumes dans son estomac. Des études supplémentaires sont nécessaires pour vérifier cette hypothèse.

Fusion et réduction des os

Les os des oiseaux sont largement fusionnés et donc réduits en nombre. Les oiseaux n’ont pas de dents ni de mâchoires lourdes. Contrairement aux mammifères, qui ont un seul os, la mâchoire inférieure des oiseaux est constituée de cinq petits os fusionnés. De plus, les os de la ceinture pectorale, de la ceinture pelvienne et de la colonne vertébrale sont soudés, ce qui sert de cadre rigide aux muscles de vol, aux membres et aux principales plumes de vol de l’aile et de la queue. Les oiseaux n’ont pas de vertèbres caudales. Les membres supérieurs présentent une fusion importante des os carpiens et métacarpiens. Les os des doigts sont réduits en taille et en nombre ; deux d’entre eux sont complètement absents et deux des trois autres sont fusionnés. Les os de la cheville et du pied des oiseaux ont également été fusionnés et réduits en nombre.

Os creux et minces

Les principaux os du corps de la plupart des oiseaux sont minces et creux, alors que la plupart des autres animaux possèdent des os plus denses et plus solides. Le squelette du pigeon, par exemple, ne représente que 4 % de son poids corporel total, alors que le squelette d’un mammifère de taille comparable, comme le rat, représente près de 6 % de son poids corporel total.

Bien que le squelette des oiseaux soit mince et léger, il est également très solide et élastique. Cela est très utile, car le squelette de la plupart des oiseaux est soumis à de grandes et soudaines contraintes d’acrobaties aériennes. Il est intéressant de noter que les os des ailes, des pattes et du crâne de certains grands oiseaux planeurs possèdent des renforts internes en forme de treillis, un peu comme les jambes de force à l’intérieur des ailes d’avion.

Tous les oiseaux ne possèdent pas de tels os creux. Pour diminuer leur flottabilité et faciliter la plongée, certains oiseaux plongeurs, comme les plongeons et les pingouins, ont des os relativement solides.

Sacs aériens

En plus des poumons, les oiseaux possèdent un système accessoire de sacs aériens reliés aux poumons. Ces sacs d’air se ramifient souvent à travers leur corps, pénétrant fréquemment dans les plus grands os du corps pour occuper leurs intérieurs creux. Si ce système de sacs d’air contribue certainement à la réduction du poids, on pense qu’il a une contribution plus importante. Le système de sacs à air semble compléter les poumons comme un superchargeur, augmentant l’utilisation de l’oxygène.

En outre, les sacs à air assurent la flottabilité des oiseaux aquatiques. Les espèces nageuses ont des sacs à air abdominaux et thoraciques particulièrement grands dont le volume peut être contrôlé pour nager ou plonger.

Les sacs à air servent également de système de refroidissement pour le métabolisme rapide et chaud de l’oiseau. On a estimé, par exemple, qu’un pigeon volant utilise un quart de sa prise d’air pour respirer et trois quarts pour se refroidir.

Système nerveux et organes des sens

Les oiseaux ont un métabolisme très élevé. Ils peuvent consommer trente fois plus d’énergie que les reptiles de taille similaire. Plusieurs facteurs contribuent à leur niveau de métabolisme. De tous les quelque millions d’animaux sur Terre, les oiseaux ont évolué vers les températures de fonctionnement les plus élevées. La température moyenne de leur corps se situe entre 42° et 43,5°C (104°F et 110°F). Les oiseaux mènent une vie intense et leur « moteur » métabolique est toujours chaud et prêt à l’action.

Derrière la température élevée des oiseaux se cachent des raffinements anatomiques et physiologiques intéressants. En plus d’avoir un régime riche en énergie, les oiseaux possèdent un équipement digestif qui transforme leur nourriture rapidement, efficacement et en grande quantité. Les fruits donnés aux jeunes jaseurs des cèdres passent dans leur tube digestif en seize minutes à peine. D’autres oiseaux percheurs peuvent prendre d’une demi-heure à deux heures pour faire passer la nourriture dans leur corps.

Le système excréteur des oiseaux est également extrêmement efficace et rapide. Leurs reins sont à peu près deux fois plus grands que ceux des mammifères comparables. Sauf chez l’autruche, il n’y a pas de vessie urinaire. Son absence facilite encore le vol en réduisant le poids, puisqu’il n’y a pas d’urine stockée. Les oiseaux n’ont pas d’urètre pour évacuer l’urine.

Le système cardiovasculaire des oiseaux est extrêmement efficace, ce qui leur permet de supporter des stress cardiopulmonaires bien supérieurs à ce que les mammifères peuvent tolérer. Comme les mammifères, les oiseaux ont un cœur à quatre chambres. Par rapport à leur taille, cependant, il est grand, puissant et très rapide dans ses battements. Le record mondial d’altitude pour les oiseaux est détenu par un griffon de Rüppell, qui a été happé par le réacteur d’un avion de ligne à près de 11 000 mètres (36 000 pieds). Bien que le vautour planait sans aucun doute de manière passive, aucun mammifère de taille équivalente ne pourrait respirer suffisamment d’air ne serait-ce que pour rester conscient à cette altitude.

Les oiseaux ont également des concentrations de sucre dans le sang en moyenne environ deux fois supérieures à celles trouvées chez les mammifères. Cette glycémie élevée favorise une plus grande activité.

Le système respiratoire des oiseaux est un réseau complexe de poumons et de sacs aériens spécialisés. Ce système unique agit comme un superchargeur pour leur métabolisme rapide en fournissant de grandes quantités d’oxygène. Alors que les poumons des humains constituent environ 5 % du volume corporel, le système respiratoire d’un canard représente environ 20 % de son volume corporel (2 % de poumons et 18 % de sacs aériens).

Les oiseaux n’ont pas de glandes sudoripares et perdent la chaleur par leur système respiratoire et leur peau exposée. Pour se rafraîchir, la plupart des oiseaux halètent, ce qui constitue une forme importante de perte de chaleur. De plus, beaucoup d’oiseaux, si ce n’est tous, battent la zone de la gorge pendant l’exposition à la chaleur, ce qui entraîne une perte de chaleur par les muqueuses de la gorge. Ce battement de gorge peut représenter 35 % de la perte de chaleur chez les poulets, par exemple.

Enfin, les oiseaux ont un système nerveux central très développé et des impulsions nerveuses rapides. Les oiseaux sont des animaux très visuels ; ils doivent l’être pour pouvoir voler. L’importance des yeux des oiseaux est sous-entendue par leur taille ; de tous les animaux, les leurs sont les plus grands par rapport au corps. Certains éperviers et hiboux ont des yeux aussi grands que ceux des humains. Chez certains hiboux, les yeux représentent jusqu’à un tiers du poids total de la tête. Chez les étourneaux, les yeux représentent 15 % du poids de la tête, contre seulement 1 % chez l’homme. Dans la plupart des cas, la structure oculaire des oiseaux ressemble à celle des mammifères. Les yeux des oiseaux sont capables de s’adapter à la lumière environ deux fois mieux que ceux d’une personne de vingt ans.

L’acuité de la vision aviaire a fait l’objet de nombreux débats. En général, il semble qu’elle soit meilleure que la vision humaine, mais il y a des exceptions. Un vautour voit à peu près aussi bien que les humains, alors qu’un poulet semble ne voir qu’environ un vingt-cinquième aussi bien que les humains. Les faucons et les oiseaux chanteurs voient environ deux fois et demie plus clairement. Les oiseaux semblent également mieux voir en cas de faible luminosité que les humains, en raison de la densité des cellules réceptrices de la rétine. Les chouettes effraies peuvent voir un objet à deux mètres avec une illumination de 0,00000073 bougies-pieds. C’est l’équivalent d’une personne qui voit un objet à la lumière d’une allumette à un kilomètre de distance.

Le cerveau d’un petit oiseau perché pèse environ dix fois celui d’un lézard de même poids corporel. Les hémisphères cérébraux des oiseaux sont grands et bien développés, comme chez les mammifères, mais la localisation du comportement complexe dans le cerveau est différente chez les deux. Le cerveau d’un mammifère est dominé par la couche supérieure des hémisphères cérébraux, qui ont une grande capacité d’apprentissage. Le cerveau des oiseaux est dominé par la partie centrale de l’hémisphère cérébral, qui n’a pas de capacité d’apprentissage. Ainsi, les mammifères, en général, apprennent un comportement, tandis que le comportement des oiseaux a tendance à être instinctif et stéréotypé. C’est probablement la base de l’expression bien connue « cerveau d’oiseau ». »

La ponte des œufs

Tous les oiseaux pondent des œufs à coquille et les couvent à l’extérieur de leur corps. La taille des œufs varie de 25 centimètres (10 pouces) de long pour les autruches à seulement 8,5 millimètres (0,3 pouce) de long pour les colibris. Les petits oiseaux pondent des œufs qui pèsent plus lourd, proportionnellement à leur poids corporel, que les œufs des grands oiseaux. Les colibris pondent des œufs qui représentent 15 % de leur poids corporel, tandis que les autruches pondent des œufs qui ne représentent que 2 % de leur poids corporel. Les kiwis incapables de voler ne pondent qu’un seul œuf énorme qui peut représenter 25 pour cent de leur poids corporel.

voir aussi Relations phylogénétiques des grands groupes.

Stephanie A. Lanoue

Bibliographie

Ehrlich, Paul R., David S. Dobkin et Darryl Wheye. The Birder’s Handbook : Un guide de terrain sur l’histoire naturelle des oiseaux d’Amérique du Nord. New York : Simon and Schuster, 1988.

Faaborg, Janus. Ornithologie : Une approche écologique. Upper Saddle River, NJ : Prentice Hall, 1988.

Forshaw, Joseph, ed. The Encyclopedia of Birds, 2e éd. New York : Facts on File, Inc., 1998.

Gill, Franklin B. Ornithology, 2e éd. New York : W. H. Freeman and Company, 1995.

Kaufman, Ken. Vies des oiseaux d’Amérique du Nord. New York : Houghton Mifflin, 1996.

Koeppel, Dan. « Eureka ! Un Antpitta ! » Audubon 100 (1998) : 96-101.

Histoire naturelle des oiseaux d’Amérique du Nord. New York : Simon and Schuster, 1998.

Proctor, Noble S., et Patrick J. Lynch. Manuel d’ornithologie. New Haven, CT : Yale University Press, 1993.

Van Tyne, Josselyn, et Andrew J. Berger. Principes fondamentaux de l’ornithologie. New York : John Wiley and Sons, 1976.

Welty, Joel Carl, et Louis Baptista. La vie des oiseaux, 4e éd. Orlando, FL : Harcourt Brace Jovanovich, 1988.