Morsure de requin : comment la mâchoire se détache du crâne

Les requins ont une capacité d’adaptation qui leur a permis de traverser les âges. Tandis que des espèces disparaissaient, ils ont su évoluer et développer des caractéristiques physiques remarquables qui ont encore amélioré leurs chances de survie. Déjà à la préhistoire, la mâchoire du requin fonctionnait comme une arme fatale, grâce à une disposition particulière : lors de l’attaque d’une proie, la mâchoire semble se détacher du crâne pour que la morsure de requin soit encore plus imparable. Je vous propose de détailler ce mécanisme et de revenir aussi sur l’incessante production de dents qui permet au requin d’avoir une panoplie complète – ou presque – de dents, toujours « prête à l’emploi » !

Une mâchoire en cartilage pour plus de flexibilité de la morsure de requin

Le squelette des requins est constitué de cartilage, une substance moins dense et plus souple que les os. Cependant, le cartilage des requins est légèrement plus dense et plus rigide que le nôtre, car il est composé de minéraux cristallins (comme le phosphate de calcium) et de collagène, entre autres protéines.

Cela rend les mâchoires des requins légèrement flexibles pour mieux saisir leurs proies, tout en restant suffisamment rigides pour mieux mordre dans les os denses ou la peau de leurs victimes.

La fixation des mâchoires du requin à la boîte crânienne

Les mâchoires des requins dits modernes sont moins bien fixées au crâne que celles des premiers requins préhistoriques, ce qui leur permet une plus grande maniabilité. Les mâchoires des requins et des raies d’aujourd’hui sont fixées au crâne cartilagineux (chondrocranium) par un ensemble de ligaments.

Cette fixation lâche permet à la mâchoire supérieure d’être distendue vers l’extérieur. Elle est aussi à l’origine d’une séparation plus large avec la mâchoire inférieure pour une meilleure prise des proies.

    Les muscles attachés à la mâchoire contrôlent la direction du mouvement de la mâchoire, lors de leur contraction et leur relaxation. La contraction de certains muscles (muscle préorbitalis et levator palatoquadrati) force la mâchoire supérieure vers l’extérieur et la mâchoire inférieure vers le bas, ce qui permet la protrusion de la mâchoire et une ouverture expansive de la bouche. Cette protrusion pousse en avant de manière anormale la mâchoire du requin blanc et donne l’impression qu’elle se détache du crâne.

D’autres muscles permettent à la cavité buccale de se fermer lorsqu’ils se contractent, provoquant la rétraction de la mâchoire supérieure et la remontée de la mâchoire inférieure jusqu’à ce que les deux mâchoires se rejoignent.

    La plupart des grands requins prédateurs saisissent leur proie par une attaque bouche ouverte, suivie d’un secouage fort et rapide de la tête pour aider à scier et arracher les tissus de la proie avec leurs dents.

Cinématique et mécanique de la morsure de requin

Même si les requins ont des mâchoires constituées de cartilage flexible capable de se détacher du crâne, de puissants muscles les relient et leur permettent d’exercer une grande force de morsure.

La pression de morsure de certaines grandes espèces prédatrices, telles que le requin blanc (Carcharodon carcharias), le requin taureau (Carcharhinus leucas) et le requin marteau (Sphyrna mokarran), fait partie des plus élevées mesurées chez les vertébrés. Elle peut produire des forces de morsure de requin de près de deux tonnes chez ces espèces. Pour comparaison, un lion développe une pression de près de 600 kilos et l’homme de 80 kilos.

Les requins qui se nourrissent de proies à carapace dure (crabes, escargots, palourdes), comme le requin dormeur cornu (Heterodontus francisci), se caractérisent également par une force de morsure élevée, mais aussi des dents étroites et pointues pour pénétrer les surfaces dures.

Au contraire, d’autres requins qui se nourrissent de poissons se déplaçant rapidement et dont les tissus sont relativement mous, comme le requin à pointe noire (Carcharhinus limbatus), sont plus efficaces en termes de vitesse de morsure que de pression de morsure.

Comment fonctionne la mâchoire de requin

La mâchoire supérieure du requin n’est pas soudée au crâne. Au lieu de cela, les mâchoires sont suspendues sous le crâne, maintenues en place par un tissu conjonctif flexible et renforcées par des cartilages accessoires.

Des muscles spéciaux tirent la mâchoire vers l’avant et vers le bas, en se déplaçant sur les rainures de la surface inférieure du crâne. Cette disposition permet au requin de faire saillir ses mâchoires vers l’extérieur de la tête, étendant la portée de ses dents et créant un vide partiel qui aide à aspirer les proies.

Qu’en est-il des dents des requins ?

Les dents du requin sont très pointues pour couper la viande. Les requins étant exclusivement carnivores, ils n’ont pas besoin de dents capables de broyer la matière végétale, comme les molaires des herbivores et omnivores.

Certains requins de fond ont des dents de broyage spéciales pour ouvrir les coquillages, mais les requins plus actifs ont des dents adaptées uniquement à la consommation de chair. Il existe une grande variété de dents de requins, tout comme il existe une grande variété de requins.

Cette diversité de la forme des dents des requins est principalement influencée par leur régime alimentaire. Ces dents peuvent être divisées en deux catégories générales.

1 – Les dents du requin fines et longues

Les dents longues et minces avec des cuspides (saillies de la dent) pointues et des côtés lisses permettent de poignarder et de saisir la proie.

De nombreuses espèces de requins, comme le requin lutin et le requin tigre des sables, ont des dents très longues et fines. Cette structure est bien adaptée à la capture de petits poissons. Le requin tue le poisson immédiatement, en le transperçant d’une seule morsure. Puis il l’avale tout entier.

2 – Les dents du requin triangulaires et plates

Les requins qui s’attaquent à des proies plus grosses ont besoin d’une autre stratégie et d’un autre type de dents. Ils déchirent leur proie à plusieurs reprises, en arrachant de gros morceaux de chair. Les côtés dentelés permettent de scier des morceaux de tissu avec facilité.

Les requins de ce groupe, dont le grand requin blanc, ont de larges dents triangulaires et dentelées. Ces dents agissent un peu comme un couteau de chasse : elles coupent facilement la chair et les os résistants.

Les dents supérieures sont plus larges et plus plates que les dents inférieures, ce qui illustre leurs rôles différents lors de la morsure de requin : les dents inférieures pénètrent dans la proie et la maintiennent en place, tandis que les dents supérieures, en forme de scie, arrachent un morceau de chair.

La mâchoire détachée s’étend vers l’avant et s’écrase pour rencontrer les dents qui maintiennent la cible en place. Cette disposition dentaire permet au requin blanc de se nourrir de proies trop grosses pour être avalées entières.

La disposition des dents du requin

Les dents de requin ont la même consistance de base que nos dents, mais elles ne sont pas placées de la même façon dans la bouche. Nos dents reposent dans des alvéoles et ne sont pas remplacées après l’enfance. Les dents de requin sont attachées à la mâchoire par des tissus conjonctifs mous, et elles tombent tout le temps.

Elles sont alignées les unes à côté des autres en rangées de part et d’autre de la symphyse (le point de jonction entre la mâchoire droite et la mâchoire gauche), qui divise la mâchoire supérieure et inférieure en 4 quadrants.

Ce phénomène est crucial pour l’efficacité du requin : les dents usées ou cassées sont continuellement remplacées par de nouvelles dents plus tranchantes. Chez certains requins, comme le grand requin blanc, ces dents sont disposées en plusieurs rangées.

La plupart des espèces de requins ont entre 20 et 30 dents fonctionnelles par rangée pour chaque quadrant. Cependant, le nombre de rangées de dents exposées à l’extérieur du tissu gingival peut varier d’une rangée de dents par mâchoire chez certaines raies, jusqu’à 300 petites rangées chez les requins-baleines planctoniques.

    Les dents fonctionnelles sont les dents les plus en avant dans la bouche du requin. Une dent placée juste derrière cette rangée fonctionnelle est toujours prête au remplacement. Plusieurs rangées de nouvelles dents se forment sous la ligne gingivale et font éruption à partir de la gencive, tandis que les anciennes rangées fonctionnelles tombent pendant l’alimentation ou sont simplement éliminées, après s’être avancées au maximum.

Le rythme du remplacement synchrone des dents du requin

Le remplacement synchrone des dents en série diffère selon les espèces. En effet, la perte de dents dépend des préférences alimentaires de l’espèce en matière de proies dures ou molles. Étant donné que le régime alimentaire des requins varie selon l’âge et le sexe, le taux de remplacement des dents sera également affecté par ces facteurs.

Par exemple, les requins léopards (Triakis semifasciata) peuvent remplacer une rangée tous les 12 jours, les requins cornus tous les 28 jours, et les requins citron (Negaprion brevirostris) tous les 10 jours.

Comme les nouvelles dents remplacées sont plus tranchantes que les dents fonctionnelles précédentes, une force de morsure nettement inférieure est nécessaire pour pénétrer le tissu de la proie.

Gros plan sur les mâchoires et la morsure de requin blanc

Dans cette vidéo de Skyler Thomas, vous pouvez voir en gros plan une dent de requin blanc tomber naturellement, alors que l’animal n’a exercé aucune pression. C’est simplement parce que la dent a « fait son temps » et que celle de la rangée suivante était prête à être utilisée.

La décomposition du mécanisme de la morsure du requin

Le remplacement synchrone de la dent du requin

L’animation ci-dessous montre le remplacement synchrone de la dent sur la mâchoire du requin blanc. Les dents fonctionnelles de l’avant se détachent alors que les nouvelles dents pointées vers l’arrière de la bouche tournent vers l’avant.

À mesure que les dents fonctionnelles tombent, de nouvelles dents sortent de la gencive et remplissent la position de la rangée de dents précédente. Chez le requin blanc, 2 à 3 rangées de dents fonctionnelles sont exposées à la fois.

Mordre et scier

La mâchoire est constituée d’un cartilage flexible et possède de multiples charnières et articulations qui lui permettent de fléchir et d’utiliser des dents dentelées pour scier. L’animation ci-après montre comment la mâchoire se plie lorsqu’un requin mord, puis comment il l’actionne pour scier la chair, les cartilages et les os de sa proie.

La mécanique de la morsure du requin

Cette animation montre à quel point la mâchoire en cartilage est flexible lors de la morsure de requin.

Voilà pourquoi les requins blancs affichent de si jolis sourires !