Cette semaine, dans Science, ça tourne !, zoom sur deux géants du cinéma qui font en ce moment équipe dans le film qui porte leur nom, Godzilla x Kong : Le nouvel empire. Des monstres au gabarit impressionnant, au point de nous questionner... Mais pourquoi donc ne croise-t-on pas de lion ou de serpents géants dans la nature ?


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    La franchise Godzilla, c'est plus de 30 films qui ont hissé le célèbre kaijū du même nom au rang d'icôneicône japonaise de la pop culture. Une institution qui a vu son personnage principal évoluer et grandir au fil des années. Littéralement. À ses débuts, en 1954, ce drôle de dinosaure restait modeste, avec une taille de (tout de même) 50 mètres de haut.

    Plus de soixante ans plus tard, en 2017, il se dévoilait dans Godzilla : la planète des monstres et dominait la planète du haut de ses 317 mètres de haut, regardant (presque) la Tour Eiffel dans les yeuxyeux. Et, depuis peu, il se bat aux côtés d'un autre géant du grand écran dans Godzilla x King Kong : Le nouvel empire. Deux matadors jamais vus dans la nature... mais pourquoi ? Existe-t-il une taille limite pour les animaux ? La réponse est oui, mais elle est moins évidente qu'il n'y paraît.

    Bande-annonce Godzilla x Kong : Le Nouvel Empire. © WB, YouTube

    Dans l'étau de la physique et des maths

    Un des premiers facteurs à prendre en compte, pour tous les êtres vivants, est la gravité. Sans que nous nous en apercevions, nous - et tous les autres animaux terrestres - devons constamment lutter contre cette force pour nous déplacer. Et si ne nous en apercevons pas, eh bien, c'est parce que nous ne sommes pas très grands.

    Avec ses 15 mètres de long, la baleine à bosse est l'un des plus grands animaux vivant sur Terre. Apprenez-en plus à son sujet dans cet épisode de Bêtes de Science. © Futura

    À plus de 300 mètres de haut, notre massemasse augmente. Elle augmente beaucoup. Tellement que les efforts que nous devrions fournir pour nous déplacer seraient bien trop importants par rapport à notre force. En outre, nous devrions faire face à un problème de différence de pressionpression : le haut de notre corps serait soumis à une pression atmosphérique différente que le bas de notre corps. Enfin, il faudrait que nos membres soient suffisamment robustes pour soutenir le poids du corps sans se fracturer. 

    Tout cela nous mène directement à notre deuxième facteur : celui de la loi mathématique du cube carré. Restez avec nous, ce n'est pas très compliqué, promis. Cette loi formalise le fait que lorsque la taille linéaire d'un objet (comme la longueur de son côté) augmente, son volume augmente beaucoup plus rapidement que sa surface. 

    Une loi qui a des implications importantes pour les êtres vivants, car elle affecte leur capacité à échanger des gazgaz avec leur environnement et à réguler leur température corporelle. Par exemple, un animal plus gros aura une proportion relativement plus petite de sa surface en contact avec l'airair, ce qui rendra plus difficile l'échange de chaleurchaleur et de gaz.

    Évolution de Godzilla. © FilmCore, YouTube

    Une question de métabolisme ?

    Mais, tout le monde n'est pas égal en limite de taille. Notre physiologie est déterminante. Par exemple, les mammifères sont limités par leur métabolismemétabolisme à sang chaud. Contrairement aux reptiles à sang froid, qui peuvent se contenter de l'énergieénergie solaire pour maintenir leur température corporelletempérature corporelle, les mammifères doivent dépenser beaucoup d'énergie pour réguler leur température interne.

    Or, cette énergie, puisée dans l'environnement (la nourriture par exemple), sert aussi à la croissance, qui s'arrête quand la majorité de l'énergie engrangée passe entièrement à faire fonctionner le métabolisme, imitant ainsi la taille maximale des mammifères. Si vous rêviez de croiser King Kong, c'est râpé. 

    Et qu'en est-il de Godzilla ? Théoriquement, le monstre japonais est une sorte de dinosaure et fait donc partie de la famille des reptiles. Ces derniers dépendent de leur environnement pour réguler leur température corporelle. Cette adaptation leur permet de conserver l'énergie qui serait autrement dépensée pour maintenir une température corporelle constante, ce qui leur donne un avantage évolutif en matièrematière de croissance.

    C'est ainsi que les dinosaures ont atteint des tailles colossales, dépassant de loin la plupart des mammifères terrestres actuels. Leur métabolisme à sang froid leur a permis de conserver plus d'énergie pour la croissance, tandis que leur structure corporelle leur a donné un avantage en matière de soutien de poids. Les longs cous et les membres robustes des sauropodes, par exemple, leur ont permis de maintenir un équilibre adéquat malgré leur taille massive.

    Entre terre et mer

    Les contraintes varient également selon l'environnement dans lequel on vit. Actuellement, le plus grand animal vivant sur notre Planète n'est autre que la baleine bleue qui, avec ses 130 tonnes minimum, bat largement les 5 tonnes de l'éléphant d'Afrique, le plus gros animal terrestre. Les animaux marins sont, en effet, moins soumis à la gravitégravité, ce qui leur permet d'atteindre des tailles impressionnantes. De plus, l'eau offre une portanceportance naturelle qui facilite le soutien du poids corporel, permettant aux animaux marins de croître avec moins de contraintes.

    Enfin, dernière limite, et non des moindres : les besoins alimentaires, qui jouent un rôle crucial dans la taille des animaux. Les herbivores ont besoin de vastes étendues de terres pour trouver suffisamment de nourriture, ce qui limite leur taille potentielle en raison de la concurrence pour les ressources alimentaires, dont la disponibilité est limitée. Reste qu'ils sont tout de même bien plus grands que les carnivores. En cause : les amateurs de barbaque chassent leurs proies et ont besoin de beaucoup d'énergie pour attraper leur dîner.

    Or, plus on est grand, plus on a besoin d'énergie, et le ratio énergie dépensée pour chasser/énergie obtenue en mangeant n'est tout simplement plus équilibré à partir d'une certaine taille. C'est pourquoi le plus gros carnivorecarnivore jamais connu et dinosaure marin, le spinosaure (spinosaurus), ne mesurait « que » quinze mètres de long environ, pour une demi-douzaine de mètres de haut.

    On vous l'accorde, c'est déjà pas mal, mais presque attendrissant à côté de Godzilla ou King Kong.