La recherche fondamentale met en lumière la biomécanique du comportement de chasse unique (appelé souris), fait progresser notre compréhension des adaptations animales et offre un aperçu des blessures causées par la neige lors de la pratique du snowboard ou du ski.

L'étude apparaît dans les Actes de l'Académie nationale des sciences. .

Bien qu'il y ait eu de nombreuses études sur les oiseaux aquatiques et les animaux tels que les marsouins et les dauphins plongeant de l'air dans l'eau, les interactions entre les animaux et l'interface air-neige n'ont pas été bien étudiées. La neige a des propriétés fluides lorsqu'elle est légère et duveteuse, et des propriétés solides lorsqu'elle est compactée, comme lorsque les gens fabriquent des boules de neige.

"Le museau pointu du renard ne comprime pas la neige de manière significative; il la pénètre sans grande résistance", a déclaré Sunghwan Jung, auteur correspondant du journal et professeur d'ingénierie biologique et environnementale. Jisoo Yuk, doctorant au laboratoire de Jung, est le premier auteur de l'article.

Les renards appartiennent à la famille des chiens (Canidés), qui ont développé un long museau pour la chasse en meute. "Chaque membre d'une meute inflige des dégâts supplémentaires à sa proie en mordant avec son long museau, ce qui peut tuer la proie", a déclaré Jung. Le long museau a l'avantage supplémentaire de faciliter l'utilisation de la souris.

D'un autre côté, les membres de la famille des chats (Felidae) sont connus pour leur style de chasse solitaire et ont développé un museau court qui peut délivrer une morsure puissante et mortelle en une seule tentative.

Dans l'étude, les auteurs ont scanné des crânes de renards roux et arctiques (de la famille des Canidae) et des crânes de lynx et de puma (de la famille des Felidae) au Musée américain d'histoire naturelle de Manhattan. Ils ont imprimé les crânes en 3D et les ont attachés à un capteur mesurant la force d’impact. Les crânes ont ensuite été déposés dans la neige et dans l'eau, et les chercheurs ont saisi les données dans des modèles informatiques pour comparer les impacts des deux.

Jung et ses collègues ont découvert que le museau pointu des renards pénétrait dans la neige avec peu de résistance, minimisant ainsi les dommages potentiels aux tissus lors d'une plongée tête première. "Sans trop de compression, malgré l'impact à grande vitesse, la neige se comporte comme de l'eau", a expliqué Jung. Mais le museau plat des Felidae comprimait la neige lors de l'impact, créant une résistance importante et potentiellement dommageable.

Lorsqu'il évolue dans la neige, le long museau du renard lui permet également d'atteindre ses proies plus tôt, car les souris sont très sensibles aux mouvements de leur environnement et peuvent s'échapper rapidement. D'autres études comportementales ont montré qu'avant de bondir, les renards secouent la tête pour écouter les bruissements de souris ou d'autres animaux sous la surface de la neige, évaluant ainsi la profondeur de la source sonore.

"C'est un processus très dangereux, mais nous n'avons eu aucun rapport faisant état de renards blessés", a déclaré Jung.

Les co-auteurs incluent William Bemis, professeur d'écologie et de biologie évolutive et conservateur de la faculté des poissons au Musée des vertébrés de l'Université Cornell.