Locomotion des serpents

Les serpents, marins ou terrestres se déplacent par reptation, c’est-à-dire qu’ils utilisent l’ensemble de leur corps pour se mouvoir. Les serpents dont le corps est important (comme chez les gros Boidaes/Pythonidaes) peuvent également se déplacer en ligne droite en alternant un mouvement avant de la peau et un ancrage des écailles du ventre qui sont orientées vers l’extrémité postérieure, suivi d’un mouvement vers l’avant de la partie interne du corps.

 

latérale (serpentine)
latérale (serpentine)
Source: HowStuffWorks

L’ondulation latérale est la locomotion serpentine commune des serpents. Dans l’ondulation latérale, comme dans l’ondulation simple, les vagues de flexion latérale se propagent le long du corps de la tête à la queue. Mais l’ondulation latérale est unique en ce sens que lorsqu’un virage entre en contact avec un objet de surface, tel qu’une pierre ou un bâton, il exerce une force contre celui-ci et se déforme localement autour de lui. Chaque fois qu’un serpent pousse contre plusieurs objets simultanément, les vecteurs de force latéraux s’annulent, laissant un vecteur résultant qui propulse le serpent vers l’avant; l’ajustement postural autour de chaque objet donne au serpent un contrôle encore plus fin sur la direction de l’effort. L’effort de force contre chaque objet est inversement proportionnel au nombre d’objets poussés simultanément par le serpent, mais la force totale est à peu près constante pour une vitesse et un substrat donnés. Dans l’ondulation latérale, les grands muscles dorsaux sont activés séquentiellement le long du corps. Les muscles sont actifs unilatéralement dans chaque virage, depuis la partie convexe d’un virage vers l’avant jusqu’à la partie droite ou concave du virage. Au fur et à mesure que le serpent progresse, chaque point de son corps suit le chemin établi par la tête et le cou, comme les voitures d’un train qui suit le moteur lorsqu’il se déplace le long de la voie (bien que le mécanisme propulsif soit très différent); ainsi, le frottement de glissement est une composante critique de l’ondulation latérale. L’ajustement local de la courbure autour de chaque point de contact avec un objet externe indique un haut degré de contrôle sensori-moteur, unique aux serpents et à quelques espèces de lézards sans membres.
 

sidewinding
sidewinding
Source: HowStuffWorks

Le Sidewinding est utilisé par de nombreux serpents rampant sur des surfaces lisses ou glissantes, il est typique chez Crotalus cerastes et quelques vipères du désert d’Afrique et d’Asie. Le Sidewinding est similaire à l’ondulation latérale dans le modèle de flexion, mais diffère de trois manières critiques: Tout d’abord, chaque point le long du corps est séquentiellement placé dans le frottement statique (plutôt que glissant) avec le substrat. Deuxièmement, des segments du corps sont soulevés du sol entre les régions en contact statique avec le sol. Ainsi, le corps roule sur le sol du cou à la queue, formant une trace caractéristique (proportionnelle à la longueur du corps) dans le sable; après avoir été soulevé du sol et redescendu à une courte distance, la partie avant du corps commence une nouvelle piste tandis que la partie arrière du corps complète l’ancienne piste. Troisièmement, en raison du contact statique et de la levée du corps, le serpent se déplace à peu près en diagonale par rapport aux traces qu’il forme sur le sol. L’activité musculaire pendant le sidewinding est similaire à celle dans l’ondulation latérale, sauf que certains muscles sont également actifs bilatéralement dans les régions de levage du tronc.
 

concertina
concertina
Source: HowStuffWorks

La locomotion en concertina consiste à tirer alternativement le corps dans les virages et à redresser le corps en avant des virages. La partie avant du corps vient ensuite se reposer sur la surface et la partie arrière du corps est de nouveau soulevée dans les coudes, et ainsi de suite. Les coudes peuvent pousser latéralement contre les côtés d’un tunnel ou verticalement contre le sol pour empêcher le corps de glisser. Ainsi, la friction statique est essentielle à la locomotion concertina. La locomotion en concertina est utilisée pour ramper dans les tunnels ou les passages étroits et pour grimper. En locomotion concertina, des blocs de muscles sont activés simultanément, et unilatéralement, dans des régions de flexion et de contact statique avec les côtés d’un tunnel.
 

rectiligne
rectiligne
Source: HowStuffWorks

La locomotion rectiligne est un mouvement en ligne droite. Il est principalement utilisé par les grands serpents tels que les gros vipères, les boas et les pythons. Dans la locomotion rectiligne, les écailles du ventre sont alternativement soulevées légèrement du sol et tirées vers l’avant, puis tirées vers le bas et vers l’arrière. Mais parce que les écailles «collent» contre le sol, le corps est réellement tiré vers l’avant au-dessus d’eux. Une fois que le corps s’est suffisamment avancé pour étirer les échelles, le cycle se répète. Ce cycle se produit simultanément à plusieurs endroits le long du corps. La friction statique est le type dominant de friction impliqué dans la locomotion rectiligne. Contrairement à l’ondulation latérale et au sidewinding, qui impliquent une activité musculaire unilatérale qui alterne d’un côté du corps à l’autre, la locomotion rectiligne implique une activité bilatérale des muscles qui relient la peau au squelette. Un ensemble de ces muscles soulève les écailles du ventre et les tire vers l’avant et une autre série de muscles les tire vers le bas et vers l’arrière.
 

Serpent - Moyen de locomotion glisser-pousser - Crédit: Brad Moon's Research
Serpent – Locomotion par glisser-pousser – Crédit: Brad Moon’s Research

Le glisser-pousser implique des ondulations vigoureuses du corps qui glissent largement sur la surface. La glissade est utilisée lorsqu’un serpent sur une surface lisse est effrayé et essaie de s’échapper rapidement, mais glisse sur la surface. En poussant des glissières, des coudes irréguliers du corps et de la queue poussent verticalement sur la surface en différents points; Bien que le corps glisse sur la surface, il pousse avec suffisamment de force pour déplacer le centre de masse dans un modèle quasi-régulier, souvent en forme de pas. Ainsi le serpent progresse irrégulièrement en glissant le long du sol. Le frottement par glissement est le plus important dans la poussée de la glissière, bien qu’il puisse y avoir des moments occasionnels de contact statique. Les modèles d’activité musculaire pendant le glissement sont inconnus.



Sources:

https://www.ucs.louisiana.edu/~brm2286/locomotn.htm