[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/en2fr\/wiki28\/locomotion-tournante-dans-les-systemes-vivants\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/en2fr\/wiki28\/locomotion-tournante-dans-les-systemes-vivants\/","headline":"Locomotion tournante dans les syst\u00e8mes vivants wiki","name":"Locomotion tournante dans les syst\u00e8mes vivants wiki","description":"before-content-x4 Autopropulsion rotationnelle des organismes after-content-x4 Plusieurs organismes sont capables de rouler la locomotion. Cependant, de vraies roues et h\u00e9lices","datePublished":"2019-04-25","dateModified":"2019-04-25","author":{"@type":"Person","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/en2fr\/wiki28\/author\/lordneo\/#Person","name":"lordneo","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/en2fr\/wiki28\/author\/lordneo\/","image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/c9645c498c9701c88b89b8537773dd7c?s=96&d=mm&r=g","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/c9645c498c9701c88b89b8537773dd7c?s=96&d=mm&r=g","height":96,"width":96}},"publisher":{"@type":"Organization","name":"Enzyklop\u00e4die","logo":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","width":600,"height":60}},"image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/b\/b2\/Wheeled_animal_-_East_Mexico_cultures_-_Ethnological_Museum%2C_Berlin_-_DSC00852.JPG\/290px-Wheeled_animal_-_East_Mexico_cultures_-_Ethnological_Museum%2C_Berlin_-_DSC00852.JPG","url":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/b\/b2\/Wheeled_animal_-_East_Mexico_cultures_-_Ethnological_Museum%2C_Berlin_-_DSC00852.JPG\/290px-Wheeled_animal_-_East_Mexico_cultures_-_Ethnological_Museum%2C_Berlin_-_DSC00852.JPG","height":"254","width":"290"},"url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/en2fr\/wiki28\/locomotion-tournante-dans-les-systemes-vivants\/","wordCount":23235,"articleBody":"     (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});before-content-x4Autopropulsion rotationnelle des organismes         (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Plusieurs organismes sont capables de rouler la locomotion. Cependant, de vraies roues et h\u00e9lices – malgr\u00e9 leur utilit\u00e9 dans les v\u00e9hicules humains – ne semblent pas jouer un r\u00f4le important dans le mouvement des \u00eatres vivants (\u00e0 l’exception de certaines flagelles, qui fonctionnent comme des tire-bouchons). Les biologistes ont offert plusieurs explications sur l’absence apparente de roues biologiques, et les cr\u00e9atures roul\u00e9es sont souvent apparues dans la fiction sp\u00e9culative. \u00c9tant donn\u00e9 l’omnipr\u00e9sence de la roue dans la technologie humaine et l’existence d’analogues biologiques de nombreuses autres technologies (comme les ailes et les lentilles), le manque de roues dans le monde naturel semble exiger l’explication – et le ph\u00e9nom\u00e8ne est largement expliqu\u00e9 par deux Facteurs principaux. Premi\u00e8rement, il existe plusieurs obstacles de d\u00e9veloppement et \u00e9volutifs \u00e0 l’av\u00e8nement d’une roue par s\u00e9lection naturelle, abordant la question “Pourquoi la vie ne peut-elle pas faire \u00e9voluer les roues?” Deuxi\u00e8mement, les roues sont souvent dans un d\u00e9savantage concurrentiel par rapport \u00e0 d’autres moyens de propulsion (comme la marche, la course ou la glissement) dans des environnements naturels, abord\u00e9 la question “Si roues pourrait Evolve, pourquoi pourraient-ils \u00eatre rares n\u00e9anmoins? “Ce d\u00e9savantage sp\u00e9cifique \u00e0 l’environnement explique \u00e9galement pourquoi au moins une civilisation historique a abandonn\u00e9 la roue comme mode de transport. Table of Contents       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Instances connues de rotation en biologie [ modifier ]] Roulant [ modifier ]] Rotation gratuite [ modifier ]] Macroscopique [ modifier ]] Microscopique [ modifier ]] Barri\u00e8res biologiques aux organismes roul\u00e9s [ modifier ]] Contraintes \u00e9volutives [ modifier ]] Contraintes de d\u00e9veloppement et anatomiques [ modifier ]] Transmission de puissance aux roues entra\u00een\u00e9es [ modifier ]] Friction [ modifier ]] Transfert de nutriments et de d\u00e9chets [ modifier ]] Inconv\u00e9nients des roues [ modifier ]] Efficacit\u00e9 [ modifier ]] R\u00e9sistance au roulement [ modifier ]] Efficacit\u00e9 de la locomotion aquatique [ modifier ]] Traction [ modifier ]] Navigation d’obstacle [ modifier ]] Aller autour [ modifier ]] Aller sur [ modifier ]] Polyvalence [ modifier ]] Dans la fiction et la l\u00e9gende [ modifier ]] Cr\u00e9atures roulantes [ modifier ]] Cr\u00e9atures \u00e0 roues [ modifier ]] Voir \u00e9galement [ modifier ]] Les r\u00e9f\u00e9rences [ modifier ]] Liens externes [ modifier ]] Instances connues de rotation en biologie [ modifier ]] Il existe deux modes distincts de locomotion Utilisation de la rotation: d’abord, le roulement simple; et deuxi\u00e8mement, l’utilisation de roues ou d’h\u00e9lices, qui tournent sur un essieu ou un arbre, par rapport \u00e0 un corps fixe. Alors que de nombreuses cr\u00e9atures utilisent le premier mode, ce dernier est limit\u00e9 aux organismes microscopiques \u00e0 c\u00e9lestes. [2] : 396 Roulant [ modifier ]]  Certains organismes utilisent le roulement comme moyen de locomotion. Ces exemples ne constituent pas l’utilisation d’une roue, car l’organisme tourne dans son ensemble, plut\u00f4t que d’utiliser des pi\u00e8ces distinctes qui tournent ind\u00e9pendamment. [3] [4] Plusieurs esp\u00e8ces d’organismes allong\u00e9s forment leur corps en boucle pour rouler, y compris certaines chenilles (qui le font pour \u00e9chapper au danger), [3] [5] larves de col\u00e9opt\u00e8re de tigre [6] , myriapodes, crevettes mantes, armadillidiidae et salamandres du mont Lyell. [7] [8] D’autres esp\u00e8ces adoptent des postures plus sph\u00e9riques, principalement pour prot\u00e9ger leur corps des pr\u00e9dateurs; Cette posture a \u00e9t\u00e9 observ\u00e9e dans les pangolins, les araign\u00e9es de roue, les h\u00e9rissons, les tatoues, les l\u00e9zards girts de tatou, les isopodes et les trilobites fossilis\u00e9s. [5] [9] Il a \u00e9t\u00e9 observ\u00e9 que les pangolins et les araign\u00e9es de roue s’\u00e9loignent d\u00e9lib\u00e9r\u00e9ment des pr\u00e9dateurs. [5] [9] Ces esp\u00e8ces peuvent rouler passivement (sous l’influence de la gravit\u00e9 ou du vent) ou activement, g\u00e9n\u00e9ralement en modifiant leur forme pour g\u00e9n\u00e9rer une force propulsive. [5] Tumbleweeds, qui sont les parties au-dessus du sol de certaines plantes, s\u00e9par\u00e9es de leur structure racinaire et roulent dans le vent pour distribuer leurs graines. Ces plantes se trouvent particuli\u00e8rement dans des environnements ordinaires ouverts. [dix] Le plus connu d’entre eux comprend Tragus fort (aussi connu sous le nom Salsola Tragus ), ou chardon russe \u00e9pineux, [11] qui est arriv\u00e9 en Am\u00e9rique du Nord \u00e0 la fin du XIXe si\u00e8cle et a acquis une r\u00e9putation de mauvaise herbe nocive. [douzi\u00e8me] Champignons du genre Cow-boy sont connus pour utiliser la m\u00eame strat\u00e9gie pour disperser leurs spores. [13]        (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Les rotif\u00e8res sont un phylum d’animaux microscopiques mais multi-cellules, g\u00e9n\u00e9ralement trouv\u00e9s dans des environnements d’eau douce. [14] Bien que le nom latin rotif\u00e8re signifie \u00abporte-roue\u00bb, ces organismes n’ont pas de structures rotatives, mais plut\u00f4t un anneau de cils battant rythmiquement pour l’alimentation et la propulsion. [15] Les k\u00e9ratinocytes, un type de cellule cutan\u00e9e, migrent avec un mouvement de roulement pendant le processus de cicatrisation des plaies. [16] [17] Ces cellules servent \u00e0 former une barri\u00e8re contre les agents pathog\u00e8nes et la perte d’humidit\u00e9 par le tissu bless\u00e9. [18] Les col\u00e9opt\u00e8res forment des boules sph\u00e9riques d’excr\u00e9ments d’animaux, qu’ils roulent avec leur corps, g\u00e9n\u00e9ralement en marchant vers l’arri\u00e8re et en poussant le ballon avec leurs jambes arri\u00e8re. L’analyse phylog\u00e9n\u00e9tique indique que ce comportement de roulement a \u00e9volu\u00e9 ind\u00e9pendamment plusieurs fois. Le comportement de ces col\u00e9opt\u00e8res a \u00e9t\u00e9 not\u00e9 dans la culture \u00e9gyptienne ancienne, qui a donn\u00e9 une signification sacr\u00e9e \u00e0 leurs activit\u00e9s. Bien que ce soit la boule de fumier qui roule plut\u00f4t que le scarab\u00e9e lui-m\u00eame, les col\u00e9opt\u00e8res sont confront\u00e9s \u00e0 plusieurs des m\u00eames difficult\u00e9s m\u00e9caniques auxquelles les organismes roulants sont confront\u00e9s. [5] Rotation gratuite [ modifier ]] Macroscopique [ modifier ]] Moule du genre Idonta , avec style (“st”) montr\u00e9 en noir Lampsilis moule, avec style (“st”) en coupe transversale Parmi les animaux, il existe un seul exemple connu d’une structure en rotation apparemment libre, bien qu’elle soit utilis\u00e9e pour la digestion plut\u00f4t que la propulsion: le style cristallin de certains bivalves et gast\u00e9ropodes. [19] : 89 Le style se compose d’une tige de glycoprot\u00e9ine transparente qui se forme continuellement dans un sac doubl\u00e9 de cils et s’\u00e9tend dans l’estomac. Les cils tournent la tige, de sorte qu’elle se met envelopp\u00e9e dans des brins de mucus. Lorsque la tige se dissout lentement dans l’estomac, il lib\u00e8re des enzymes digestives. [19] Estimations de la vitesse de rotation du style en vain varient consid\u00e9rablement et il n’est pas clair si le style est tourn\u00e9 en continu ou par intermittence. [20] Microscopique [ modifier ]] Il existe deux exemples connus de structures rotatives \u00e0 l’\u00e9chelle mol\u00e9culaire utilis\u00e9e par les cellules vivantes. [21] L’ATP synthase est une enzyme utilis\u00e9e dans le processus de stockage et de transfert d’\u00e9nergie. [22] Il pr\u00e9sente une certaine similitude avec les moteurs flagellaires discut\u00e9s ci-dessous. [23] L’ATP synthase serait survenue par \u00e9volution modulaire, dans laquelle deux sous-unit\u00e9s avec leurs propres fonctions sont devenues associ\u00e9es et ont acquis une nouvelle fonctionnalit\u00e9. [24]  Mod\u00e8le de la base d’un flagelle bact\u00e9rien, un v\u00e9ritable exemple biologique d’une structure rotative libre Le seul exemple connu d’une \u00abroue\u00bb biologique – un syst\u00e8me capable de fournir un couple propulsif continu autour d’un corps fixe – est le flagelle, une queue de type tire-bouchon utilis\u00e9 par des procaryotes \u00e0 unifusion pour la propulsion. [2] : 396 Le flagelle bact\u00e9rien est l’exemple le plus connu. [25] [26] Environ la moiti\u00e9 de toutes les bact\u00e9ries connues ont au moins un flagelle, indiquant que la rotation peut en fait \u00eatre la forme la plus courante de locomotion dans les syst\u00e8mes vivants, bien que son utilisation soit limit\u00e9e \u00e0 l’environnement microscopique. [27] \u00c0 la base du flagelle bact\u00e9rien, o\u00f9 il p\u00e9n\u00e8tre dans la membrane cellulaire, une prot\u00e9ine moteur agit comme un moteur rotatif. Le moteur est aliment\u00e9 par la force de motif de protons, c’est-\u00e0-dire par le flux de protons (ions hydrog\u00e8ne) \u00e0 travers la membrane de la cellule bact\u00e9rienne due \u00e0 un gradient de concentration mis en place par le m\u00e9tabolisme de la cellule. (Dans les esp\u00e8ces du genre Vibrio , il existe deux types de flagelles, lat\u00e9raux et polaires, et certains sont entra\u00een\u00e9s par une pompe \u00e0 ions sodium plut\u00f4t que par une pompe \u00e0 protons. [28] ) Les flagelles sont assez efficaces, permettant aux bact\u00e9ries de se d\u00e9placer \u00e0 des vitesses allant jusqu’\u00e0 60 longueurs de cellules par seconde. [29] Le moteur rotatif \u00e0 la base du flagelle est de structure similaire \u00e0 l’ATP synthase. [21] Spirillum Les bact\u00e9ries ont des corps h\u00e9lico\u00efdaux avec des flagelles \u00e0 chaque extr\u00e9mit\u00e9, et ils tournent autour de l’axe central de leur corps alors qu’ils se d\u00e9placent dans l’eau. [30] Archaea, un groupe de procaryotes s\u00e9par\u00e9s des bact\u00e9ries, pr\u00e9sente \u00e9galement des flagelles – connues sous le nom d’archaella – entra\u00een\u00e9es par des prot\u00e9ines moteur rotatives, qui sont structurellement et \u00e9volutives distinctes des flagelles bact\u00e9riennes: tandis que les flagelles bact\u00e9riennes ont \u00e9volu\u00e9 \u00e0 partir du syst\u00e8me de s\u00e9cr\u00e9tion bact\u00e9rien de type III, Archaella semble avoir a \u00e9volu\u00e9 \u00e0 partir de pili IV de type IV. [trente et un] Certaines cellules eucaryotes, comme le protiste Euglena et le sperme animal, poss\u00e8dent un convergent et \u00e9volutif distinct [32] Structure de type flagelle connu sous le nom de cilium ou undulipodium. Contrairement aux flagelles bact\u00e9riennes, ces structures ne tournent pas \u00e0 la base; Au contraire, ils se penchent de telle mani\u00e8re que la pointe fouet en cercle. [33] : 1105 Cependant, certains protistes peuvent encore avoir \u00e9t\u00e9 observ\u00e9s en utilisant une rotation libre. Bateau , un type de diatom\u00e9e, peut poss\u00e9der un m\u00e9canisme de roulement non conventionnel sans rapport avec le flagelle. [34] [35] [36] [37] Barri\u00e8res biologiques aux organismes roul\u00e9s [ modifier ]] L’absence de roues dans la nature est fr\u00e9quemment attribu\u00e9e aux contraintes impos\u00e9es par la biologie: la s\u00e9lection naturelle des contraintes des voies \u00e9volutives disponibles pour les esp\u00e8ces, [38] et les processus par lesquels les organismes multicellulaires se d\u00e9veloppent et se d\u00e9veloppent peut ne pas permettre la construction d’une roue fonctionnelle. [39] Contraintes \u00e9volutives [ modifier ]]  Illustration d’un paysage de fitness, indiquant le flux g\u00e9n\u00e9tique des populations vers la location optima A, B et C. Les changements potentiellement b\u00e9n\u00e9fiques qui n\u00e9cessitent une descente dans une “vall\u00e9e” de fitness sont saisis par une s\u00e9lection naturelle. Les processus d’\u00e9volution peuvent aider \u00e0 expliquer pourquoi la locomotion \u00e0 roues n’a pas \u00e9volu\u00e9 dans les organismes multicellulaires: tout simplement, une structure ou un syst\u00e8me complexe n’\u00e9voluera pas si sa forme incompl\u00e8te ne profite pas \u00e0 l’organisme. [38] Les adaptations sont produites progressivement par la s\u00e9lection naturelle, de sorte que les changements ph\u00e9notypiques majeurs ne se propagent g\u00e9n\u00e9ralement pas au sein des populations si elles diminuent l’aptitude des individus. [38] Bien que les changements neutres (ceux qui n’apportent aucun avantage) puissent se propager par la d\u00e9rive g\u00e9n\u00e9tique, [40] et les changements pr\u00e9judiciables peuvent se propager dans certaines circonstances, [41] : 728\u2013729 De grands changements qui n\u00e9cessitent plusieurs \u00e9tapes ne se produiront que si les stades interm\u00e9diaires augmentent la forme physique. Richard Dawkins d\u00e9crit la question: “La roue peut \u00eatre l’un de ces cas o\u00f9 la solution d’ing\u00e9nierie peut \u00eatre vue en vue, tout en \u00e9tant inaccessible dans l’\u00e9volution car elle r\u00e9side [de] l’autre c\u00f4t\u00e9 d’une vall\u00e9e profonde, coupant sans rel\u00e2che \u00e0 travers le massif du mont Improbable. ” [38] Dans un tel paysage de fitness, les roues peuvent s’asseoir sur un “pic” tr\u00e8s favorable, mais la vall\u00e9e autour de ce pic peut \u00eatre trop profonde ou large pour que le bassin de g\u00e8nes migre par la d\u00e9rive g\u00e9n\u00e9tique ou la s\u00e9lection naturelle. Stephen Jay Gould note que l’adaptation biologique se limite \u00e0 travailler avec les composants disponibles, commentant que “les roues fonctionnent bien, mais les animaux sont emp\u00each\u00e9s de les construire par des contraintes structurelles h\u00e9rit\u00e9es comme un h\u00e9ritage \u00e9volutif”. [39] : 48 La s\u00e9lection naturelle explique donc pourquoi les roues sont une solution improbable au probl\u00e8me de la locomotion: une roue partiellement \u00e9volu\u00e9e, manquant une ou plusieurs caract\u00e9ristiques cl\u00e9s, ne conf\u00e9rerait probablement pas un avantage \u00e0 un organisme. L’exception \u00e0 cela est le flagelle, le seul exemple connu d’un syst\u00e8me propulsif en biologie librement rotatif; Dans l’\u00e9volution des flagelles, des composants individuels ont \u00e9t\u00e9 recrut\u00e9s \u00e0 partir de structures plus anciennes, o\u00f9 ils ont effectu\u00e9 des t\u00e2ches sans rapport avec la propulsion. Le corps basal qui est maintenant le moteur rotatif, par exemple, pourrait avoir \u00e9volu\u00e9 \u00e0 partir d’une structure utilis\u00e9e par la bact\u00e9rie pour injecter des toxines dans d’autres cellules. [42] [43] [44] Ce recrutement de structures pr\u00e9c\u00e9demment \u00e9volu\u00e9es pour remplir de nouvelles fonctions est appel\u00e9e exaptation . [45] Le biologiste mol\u00e9culaire Robin Holliday a \u00e9crit que l’absence de roues biologiques se soutient contre les comptes de conception cr\u00e9ationnistes ou intelligents de la diversit\u00e9 de la vie, car un cr\u00e9ateur intelligent – libre des limites impos\u00e9es par l’\u00e9volution – devrait d\u00e9ployer des roues partout o\u00f9 ils seraient utiles . [quarante-six] Contraintes de d\u00e9veloppement et anatomiques [ modifier ]] L’utilisation de processus de fabrication humaine, des syst\u00e8mes \u00e0 roues de complexit\u00e9 variable se sont r\u00e9v\u00e9l\u00e9s assez simples \u00e0 construire, et les probl\u00e8mes de transmission et de frottement de puissance se sont r\u00e9v\u00e9l\u00e9s traitables. Il n’est pas clair, cependant, que les processus tr\u00e8s diff\u00e9rents de d\u00e9veloppement embryonnaire sont adapt\u00e9s – ou m\u00eame capables de produisant une roue fonctionnelle, pour des raisons d\u00e9crites ci-dessous. [Note 1] [25] [38] [39] [47] Le plus grand obstacle anatomique aux organismes multicellulaires \u00e0 roues est l’interface entre les composants statiques et rotatifs de la roue. Dans un cas passif ou entra\u00een\u00e9, la roue (et \u00e9ventuellement l’essieu) doit \u00eatre capable de tourner librement par rapport au reste de la machine ou de l’organisme. Contrairement aux articulations d’animaux, qui ont une amplitude de mouvement limit\u00e9e, une roue doit \u00eatre capable de tourner \u00e0 travers un angle arbitraire sans jamais avoir besoin d’\u00eatre “d\u00e9roul\u00e9”. En tant que tel, une roue ne peut pas \u00eatre fix\u00e9e en permanence \u00e0 l’essieu ou \u00e0 l’arbre \u00e0 propos de laquelle il tourne (ou, si l’essieu et la roue sont fix\u00e9s, l’essieu ne peut pas \u00eatre appos\u00e9 sur le reste de la machine ou de l’organisme). [39] : 44 Il y a plusieurs probl\u00e8mes fonctionnels cr\u00e9\u00e9s par cette exigence, bien que ceux-ci puissent \u00eatre en partie surmontables. Transmission de puissance aux roues entra\u00een\u00e9es [ modifier ]]  Muscle squelettique, attach\u00e9 \u00e0 chaque extr\u00e9mit\u00e9 Dans le cas d’une roue entra\u00een\u00e9e, [Note 2] Un couple doit \u00eatre appliqu\u00e9 pour g\u00e9n\u00e9rer la force de locomotive. Dans la technologie humaine, ce couple est g\u00e9n\u00e9ralement fourni par un moteur, dont il existe de nombreux types, notamment \u00e9lectrique, ax\u00e9 sur le piston, \u00e0 turbine, pneumatique et hydraulique. (Le couple peut \u00e9galement \u00eatre fourni par la puissance humaine, comme dans le cas d’un v\u00e9lo.) Chez les animaux, le mouvement est g\u00e9n\u00e9ralement r\u00e9alis\u00e9 par l’utilisation de muscles squelettiques, qui tirent leur \u00e9nergie du m\u00e9tabolisme des nutriments des aliments. [2] : 406 Parce que ces muscles sont attach\u00e9s aux deux composants qui doivent se d\u00e9placer les uns par rapport aux autres, ils ne sont pas capables de conduire directement une roue et ne peuvent le faire que par un lien. De plus, les grands animaux ne peuvent pas produire de fortes acc\u00e9l\u00e9rations, car l’inertie augmente rapidement avec la taille du corps. [47] Friction [ modifier ]] La r\u00e9duction de la friction est vitale pour minimiser l’usure sur les composants m\u00e9caniques et emp\u00eacher la surchauffe. [49] : d’abord \u00c0 mesure que la vitesse relative des composants augmente et que la force de contact entre eux augmente, l’importance de l’att\u00e9nuation de la friction augmente. [49] : 2\u20133 Divers types de roulements et \/ ou de lubrifiant peuvent \u00eatre utilis\u00e9s pour r\u00e9duire les frottements \u00e0 l’interface entre deux composants. [50] Dans les articulations biologiques telles que le genou humain, la friction est r\u00e9duite au moyen d’un cartilage avec un coefficient de frottement tr\u00e8s faible, ainsi que du liquide synovial lubrifiant, qui a une tr\u00e8s faible viscosit\u00e9. [51] Gerhard Scholtz de l’Universit\u00e9 de Humboldt de Berlin affirme qu’un lubrifiant s\u00e9cr\u00e9t\u00e9 similaire ou un mat\u00e9riau cellulaire mort pourrait permettre \u00e0 une roue biologique de tourner librement. [5] Transfert de nutriments et de d\u00e9chets [ modifier ]] Un autre probl\u00e8me potentiel qui se pose \u00e0 l’interface entre la roue et l’essieu (ou essieu et corps) est la capacit\u00e9 limit\u00e9e d’un organisme \u00e0 transf\u00e9rer des mat\u00e9riaux \u00e0 travers cette interface. Si les tissus qui constituent une roue vivent, ils devront \u00eatre aliment\u00e9s en oxyg\u00e8ne et en nutriments et avoir des d\u00e9chets \u00e9limin\u00e9s pour maintenir le m\u00e9tabolisme. Un syst\u00e8me circulatoire animal typique, compos\u00e9 de vaisseaux sanguins, ne serait pas en mesure de fournir un transport \u00e0 travers l’interface. [38] [2] : 405 En l’absence de vaisseaux sanguins, de l’oxyg\u00e8ne, des nutriments et des d\u00e9chets devraient se diffuser \u00e0 travers l’interface, un processus qui serait consid\u00e9rablement limit\u00e9 par la pression partielle et la surface disponibles, conform\u00e9ment \u00e0 la loi de diffusion de Fick. [39] : 48 Pour les grands animaux multicellulaires, la diffusion serait insuffisante. [25] Alternativement, une roue pourrait \u00eatre compos\u00e9e de mat\u00e9riaux excr\u00e9t\u00e9s et non vivants tels que la k\u00e9ratine (dont les cheveux et les ongles sont compos\u00e9s). [5] [25] Inconv\u00e9nients des roues [ modifier ]] Les roues entra\u00eenent des inconv\u00e9nients m\u00e9caniques et d’autres inconv\u00e9nients dans certains environnements et situations qui repr\u00e9senteraient une diminution de la forme physique par rapport \u00e0 la locomotion limb\u00e9e. [38] Ces inconv\u00e9nients sugg\u00e8rent que, m\u00eame \u00e0 l’exception des contraintes biologiques discut\u00e9es ci-dessus, l’absence de roues dans la vie multicellulaire n’est peut-\u00eatre pas l’occasion de la biologie qu’il semble d’abord. [5] En fait, \u00e9tant donn\u00e9 les inconv\u00e9nients m\u00e9caniques et l’utilit\u00e9 restreinte des roues par rapport aux membres, la question centrale peut \u00eatre invers\u00e9e: non “Pourquoi la nature ne produit-elle pas des roues?”, Mais plut\u00f4t, “pourquoi les v\u00e9hicules humains ne font-ils pas davantage d’utiliser les membres? ” [25] L’utilisation de roues plut\u00f4t que des membres dans la plupart des v\u00e9hicules d’ing\u00e9nierie peut probablement \u00eatre attribu\u00e9e \u00e0 la complexit\u00e9 de la conception requise pour construire et contr\u00f4ler les membres, plut\u00f4t qu’\u00e0 un avantage fonctionnel coh\u00e9rent des roues sur les membres. [52] [53] Efficacit\u00e9 [ modifier ]] R\u00e9sistance au roulement [ modifier ]]  Une roue dure roulant sur – et d\u00e9formant – une surface douce, r\u00e9sultant en une force de r\u00e9action N , avec un composant s’opposant au mouvement. ( DANS est le poids de la roue plus la partie prise en charge du v\u00e9hicule; F est une force propulsive; r est le rayon de la roue.) Bien que les roues rigides soient plus \u00e9conomes en \u00e9nergie que les autres moyens de locomotion lorsqu’ils voyagent sur un terrain dur et de niveau (comme les routes pav\u00e9es), les roues ne sont pas particuli\u00e8rement efficaces sur les terrains mous tels que le sol, car ils sont vuln\u00e9rables \u00e0 la r\u00e9sistance au roulement. Dans la r\u00e9sistance au roulement, un v\u00e9hicule perd de l’\u00e9nergie \u00e0 la d\u00e9formation de ses roues et de la surface sur laquelle il roule. Les roues plus petites sont particuli\u00e8rement sensibles \u00e0 cet effet. [2] : 401 Les surfaces plus douces se d\u00e9forment davantage et r\u00e9cup\u00e8rent moins que les surfaces fermes, entra\u00eenant une plus grande r\u00e9sistance. La r\u00e9sistance au roulement sur le sol moyen \u00e0 dur peut \u00eatre cinq \u00e0 huit fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle du b\u00e9ton, et sur le sable, elle peut \u00eatre de dix \u00e0 quinze fois plus \u00e9lev\u00e9e. [25] Alors que les roues doivent d\u00e9former la surface le long de tout leur chemin, les membres n’induisent qu’une petite d\u00e9formation localis\u00e9e autour de la r\u00e9gion du contact du pied. [54] Pour cette raison, la r\u00e9sistance au roulement a conduit au moins une civilisation historique \u00e0 abandonner les roues. [25] \u00c0 l’\u00e9poque de l’Empire romain, des chars \u00e0 roues \u00e9taient communs au Moyen-Orient et en Afrique du Nord. Pourtant, lorsque l’empire s’est effondr\u00e9 et que ses routes sont tomb\u00e9es en ruine, les roues sont tomb\u00e9es en disgr\u00e2ce avec les populations locales, qui se sont tourn\u00e9es vers des chameaux pour transporter des marchandises dans le climat du d\u00e9sert de sable. Dans son livre Les dents de la poule et les orteils de cheval , Stephen Jay Gould explique cette curiosit\u00e9 de l’histoire, affirmant qu’en l’absence de routes maintenues, les chameaux n\u00e9cessitaient moins de main-d’\u0153uvre et d’eau qu’un chariot \u00e0 roues tir\u00e9 par des b\u0153ufs. [55] Efficacit\u00e9 de la locomotion aquatique [ modifier ]] Lors du passage \u00e0 travers un fluide, les syst\u00e8mes rotatifs ne b\u00e9n\u00e9ficient d’un avantage d’efficacit\u00e9 qu’\u00e0 des nombres de Reynolds extr\u00eamement faibles (c’est-\u00e0-dire des \u00e9coulements domin\u00e9s par la viscosit\u00e9) tels que ceux ressentis par les flagelles bact\u00e9riennes, tandis que les syst\u00e8mes oscillants ont l’avantage \u00e0 des nombres de Reynolds plus \u00e9lev\u00e9s (domin\u00e9s par l’inertie). [56] : 5451 Tandis que les h\u00e9lices de navire ont g\u00e9n\u00e9ralement des gains d’efficacit\u00e9 autour de 60% et des h\u00e9lices d’avion jusqu’\u00e0 environ 80% (atteignant 88% dans la puissance humaine Condor Gossamer ), des efficacit\u00e9s beaucoup plus \u00e9lev\u00e9es, dans la plage de 96% \u00e0 98%, peuvent \u00eatre obtenues avec un papier d’oscillaire flexible comme une queue de poisson ou une aile \u00e0 oiseaux. [2] : 398 [25] Traction [ modifier ]] Les roues sont sujettes \u00e0 glisser – une incapacit\u00e9 \u00e0 g\u00e9n\u00e9rer de la traction – sur un terrain l\u00e2che ou glissant. Le glissement de gaspillage de l’\u00e9nergie et peut potentiellement entra\u00eener une perte de contr\u00f4le ou de rester coinc\u00e9, comme avec une automobile sur la boue ou la neige. Cette limitation des roues peut \u00eatre vue dans le domaine de la technologie humaine: dans un exemple d’ing\u00e9nierie biologiquement inspir\u00e9e, les v\u00e9hicules \u00e0 pattes trouvent une utilisation dans l’industrie de l’exploitation foresti\u00e8re, o\u00f9 ils permettent l’acc\u00e8s \u00e0 un terrain trop difficile pour que les v\u00e9hicules \u00e0 roues puissent naviguer. [57] Les v\u00e9hicules \u00e0 voile souffrent moins de glissement que de v\u00e9hicules \u00e0 roues, en raison de leur plus grande zone de contact avec le sol [58] : 354 – mais ils ont tendance \u00e0 avoir des rayons de virage plus grands que les v\u00e9hicules \u00e0 roues, et ils sont moins efficaces et plus complexes m\u00e9caniquement. [58] : 419 Navigation d’obstacle [ modifier ]] Une ch\u00e8vre de montagne naviguant dans un paysage rocheux. Les ch\u00e8vres de montagne illustrent la polyvalence des jambes sur un terrain difficile. Une voiture renvers\u00e9e. Sans articulation, un v\u00e9hicule dans cette position ne peut pas se remettre. Les travaux de l’ing\u00e9nieur des v\u00e9hicules Mieczys\u0142aw G. Bekker impliquent que la distribution des irr\u00e9gularit\u00e9s sur les terrains naturels est log-normale; Autrement dit, les petits obstacles sont beaucoup plus courants que les plus grands. Ainsi, la navigation sur les obstacles est un d\u00e9fi pour la locomotion dans les terrains naturels \u00e0 toutes les \u00e9chelles de taille. [2] : 400\u2013401 Le principal moyen de navigation sur les obstacles sur terre est de faire le tour des obstacles et de les passer en revue; Chacun a ses d\u00e9fis qui en d\u00e9coulent. [25] Aller autour [ modifier ]] L’anatomiste Michael Labarbera de l’Universit\u00e9 de Chicago illustre la pauvre maniabilit\u00e9 des roues en comparant les rayons tournant des humains de marche et d’utilisation des fauteuils roulants. [2] : 402 Comme le souligne Jared Diamond, la plupart des exemples biologiques de roulement se trouvent dans un terrain grand ouvert et dur, y compris l’utilisation de roulement par des col\u00e9opt\u00e8res et des tumbles. [25] [59] [60] Aller sur [ modifier ]] Les roues sont m\u00e9diocres pour traiter les obstacles verticaux, en particulier les obstacles \u00e0 la m\u00eame \u00e9chelle que la roue elle-m\u00eame, et peuvent \u00eatre incapables de grimper des obstacles verticaux plus \u00e9lev\u00e9s que 40% de la hauteur de la roue. [59] : 148 En raison de cette limitation, les roues destin\u00e9es \u00e0 un terrain rugueux n\u00e9cessitent un diam\u00e8tre plus grand. [2] : 400 De plus, sans articulation , un v\u00e9hicule \u00e0 roues peut se coincer au-dessus d’un obstacle, avec l’obstacle entre les roues, les emp\u00eachant de contacter le sol. [60] Les membres, en revanche, sont utiles pour l’escalade et sont \u00e9quip\u00e9s pour faire face \u00e0 un terrain in\u00e9gal. [2] : 402\u2013403 Avec des roues non articul\u00e9es, les obstacles grimpants feront l’inclinaison du corps d’un v\u00e9hicule. Si le centre de masse du v\u00e9hicule se d\u00e9place \u00e0 l’ext\u00e9rieur de l’empattement ou de la piste d’essieu, le v\u00e9hicule devient statiquement instable et aura tendance \u00e0 faire basculer. [soixante-et-un] \u00c0 vitesse, un v\u00e9hicule peut devenir dynamiquement instable – c’est-\u00e0-dire qu’il peut \u00eatre renvers\u00e9 par un obstacle plus petit que sa limite de stabilit\u00e9 statique, ou par une acc\u00e9l\u00e9ration excessive ou un virage serr\u00e9. [62] Les syst\u00e8mes de suspension att\u00e9nuent souvent la tendance des v\u00e9hicules \u00e0 roues \u00e0 se renverser, mais contrairement aux membres enti\u00e8rement articul\u00e9s, ils ne fournissent aucune capacit\u00e9 \u00e0 se remettre d’une position renvers\u00e9e. Polyvalence [ modifier ]] Les membres utilis\u00e9s par les animaux pour la locomotion terrestre sont souvent \u00e9galement utilis\u00e9s \u00e0 d’autres fins, tels que la saisie, la manipulation, l’escalade, le swing, la natation, la fouille, le saut, le lancement, la frappe et le toilettage. Sans articulation, les roues ne peuvent pas remplir ces fonctions. [2] : 399 Dans la fiction et la l\u00e9gende [ modifier ]]  Les l\u00e9gendes et la fiction sp\u00e9culative r\u00e9v\u00e8lent une fascination humaine de longue date pour les cr\u00e9atures roulantes et roul\u00e9es. De telles cr\u00e9atures apparaissent dans les mythologies d’Europe, [63] Japon, [soixante-quatre] Mexique pr\u00e9colombien, [d’abord] les \u00c9tats-Unis et l’Australie. [8] Cr\u00e9atures roulantes [ modifier ]] Le cerceau Snake, une cr\u00e9ature de l\u00e9gende aux \u00c9tats-Unis et en Australie, saisirait sa queue dans sa bouche et son rouleau comme une roue vers sa proie. [8] La culture japonaise comprend une cr\u00e9ature mythique similaire, le Tsuchinoko . [soixante-quatre] Buer, un d\u00e9mon mentionn\u00e9 dans le Grimoire du XVIe si\u00e8cle D\u00e9mons pseudomonarchiques , a \u00e9t\u00e9 d\u00e9crit et illustr\u00e9 dans Collin de Plancy Dictionnaire Infernal comme ayant des bras radialement arrang\u00e9s sur lesquels il roulait. [63] [65] Le graphiste n\u00e9erlandais M. C. Escher a illustr\u00e9 une cr\u00e9ature vallonn\u00e9e de sa propre invention dans une lithographie de 1951. [66] Les cr\u00e9atures roulantes sont \u00e9galement pr\u00e9sent\u00e9es dans des \u0153uvres \u00e9crites par l’auteur de bandes dessin\u00e9es Carl Barks, [soixante-sept] \u00e9crivains de science-fiction Fredric Brown, [68] George R. R. Martin, [69] et Joan Slonczewski, [70] [71] et dans le Sonic l’h\u00e9risson s\u00e9rie de jeux vid\u00e9o. [72] [soixante-treize] Cr\u00e9atures \u00e0 roues [ modifier ]] Les animaux jouets avec des roues datant de l’\u00e8re pr\u00e9colombienne ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9couverts par des arch\u00e9ologues \u00e0 Veracruz, au Mexique, dans les ann\u00e9es 40. Les peuples autochtones de cette r\u00e9gion n’utilisaient pas de roues pour le transport avant l’arriv\u00e9e des Europ\u00e9ens. [d’abord] Wikisource a un texte original li\u00e9 \u00e0 cet article: Plusieurs \u00e9crivains du XXe si\u00e8cle ont explor\u00e9 les possibilit\u00e9s de cr\u00e9atures \u00e0 roues. Le roman pour enfants de L. Frank Baum en 1907 Ozma d’Oz Comprend des cr\u00e9atures humano\u00efdes avec des roues au lieu des mains et des pieds, appel\u00e9s roues. [74] Leurs roues sont compos\u00e9es de k\u00e9ratine, qui a \u00e9t\u00e9 sugg\u00e9r\u00e9e par les biologistes comme moyen d’\u00e9viter les probl\u00e8mes de transfert de nutriments et de d\u00e9chets avec les roues vivantes. [5] [25] Bien qu’ils se d\u00e9placent rapidement sur un terrain ouvert ferme, les roues ne peuvent pas traverser le sable et sont bloqu\u00e9s par des obstacles sur leur chemin qui ne g\u00eanent pas les cr\u00e9atures avec des membres. [74] Dans la seconde moiti\u00e9 du XXe si\u00e8cle, des cr\u00e9atures roul\u00e9es ou usinantes figuraient dans des \u0153uvres d’\u00e9crivains de fantasme et de science-fiction, dont Clifford D. Simak, [75] Piers Anthony, [76] David Brin, [77] K. A. Applegate, [78] Philip Pullman, [79] et les partenaires d’\u00e9criture Ian Stewart et Jack Cohen. [80] Certaines de ces \u0153uvres abordent les contraintes de d\u00e9veloppement et biom\u00e9caniques sur les cr\u00e9atures \u00e0 roues: les cr\u00e9atures de Brin souffrent d’essieux arthritiques, [77] : 109 et Mulefa de Pullman ne sont pas n\u00e9s avec des roues, mais roulent sur des gousses de graines avec lesquelles ils ont co\u00e9volu. [79] Voir \u00e9galement [ modifier ]] Biomim\u00e9tisme, qui comprend l’ing\u00e9nierie d’inspiration biologique Utilisation de projectiles par les syst\u00e8mes vivants, une autre adaptation g\u00e9n\u00e9ralement associ\u00e9e \u00e0 la technologie humaine La locomotion du robot, dans laquelle les probl\u00e8mes de locomotive rencontr\u00e9s par les syst\u00e8mes vivants sont abord\u00e9s dans un contexte technologique Issus , l’un des nombreux genres de plantes qui utilisent des m\u00e9canismes de vitesse pour synchroniser leurs jambes tout en sautant ^  Bien que des contraintes \u00e9volutives et de d\u00e9veloppement puissent emp\u00eacher la possibilit\u00e9 d’une roue comme partie D’un organisme, ils n’emp\u00eachent pas l’utilisation d’objets \u00e9trangers comme des “roues”, soit instinctivement (comme dans le cas des col\u00e9opt\u00e8res de bouse discut\u00e9s ci-dessus), soit par l’utilisation d’outils intelligemment dirig\u00e9e (comme dans la technologie humaine).  ^  Les roues peuvent \u00eatre consid\u00e9r\u00e9es comme tombant en deux types: passive et entra\u00een\u00e9e. Une roue passive roule simplement librement sur une surface, r\u00e9duisant la friction par rapport \u00e0 la tra\u00een\u00e9e. Une roue entra\u00een\u00e9e est aliment\u00e9e et transmet de l’\u00e9nergie \u00e0 la surface pour g\u00e9n\u00e9rer un mouvement. [48]  Les r\u00e9f\u00e9rences [ modifier ]] ^ un  b  c  Gambino, Megan (17 juin 2009). “Un salut \u00e0 la roue” . Smithsonian . Archiv\u00e9 de l’original le 26 juin 2017.  ^ un  b  c  d  C’est  F  g  H  je  J  k  Labarbera, Michael (mars 1983). “Pourquoi les roues ne se d\u00e9roulent pas”. Le naturaliste am\u00e9ricain . 121 (3): 395\u2013408. est ce que je: 10.1086 \/ 284068 . Jstor 2461157 . S2cid 84618349 . (Abonnement requis.)  ^ un  b  Kruszelnicki, Karl S. (9 ao\u00fbt 1999). “Real Wheel Animals – en partie deux” . Grands moments de la science . ABC Science. Archiv\u00e9 de l’original le 1er octobre 2016.  ^  “Roue” . Merriam Webster . Encyclopaedia Britannica . 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