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Comment les libellules utilisent des mouvements d’ailes pour se retourner

biologie 13 mai 2022

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Les libellules utilisent une combinaison de repères visuels et un contrôle précis de l’inclinaison de leurs ailes pour effectuer des acrobaties aériennes.

Ces insectes se redressent rapidement comme des acrobates

Ces insectes à quatre ailes peuvent se redresser rapidement à partir d’une position renversée, mais jusqu’à présent, les chercheurs ignoraient comment ils réalisaient cet exploit. Jane Wang, qui étudie la physique des organismes vivants à l’université Cornell de New York, a remarqué pour la première fois ce comportement intriguant il y a près de huit ans. À sa grande surprise, lorsqu’elle laissait tomber une libellule la tête la première, l’insecte se retournait plus vite que ses yeux ne pouvaient le suivre.

Mme Wang et ses collègues ont donc conçu une série d’expériences pour découvrir exactement comment ces insectes y parvenaient. Ils ont d’abord peint des points blancs sur les ailes et le corps de sept libellules.

Ils ont enregistré leurs mouvements

Puis ils ont relâché ces insectes la tête en bas et ont enregistré leurs mouvements avec une caméra vidéo à haute vitesse. Ils ont ralenti les séquences pour mieux voir les angles précis des ailes et ont utilisé un algorithme informatique pour créer un modèle tridimensionnel des libellules en mouvement.

La simulation numérique a révélé ce que les yeux de Wang ne pouvaient pas voir : les libellules inclinaient leurs ailes droite et gauche à des angles différents pour se retourner en seulement 200 millisecondes. « Lorsque les libellules battent normalement des ailes, elles modifient constamment leur inclinaison », explique M. Wang. « Maintenant, en plus de cela, elles doivent créer une différence entre les ailes gauches et droites – juste d’une petite quantité ».

Elles ont utilisé un angle d’aile asymétrique 

Certaines libellules ont roulé vers la droite, d’autres vers la gauche. Mais dans tous les cas, les insectes ont utilisé un angle d’aile asymétrique similaire pour se retourner dans les airs.

L’expérience a révélé le mécanisme physique de la rotation fulgurante des libellules, mais n’a pas permis de comprendre comment elles ont senti qu’elles étaient à l’envers pour commencer. S’appuyant sur des recherches antérieures, Mme Wang pense que les libellules utilisent les signaux visuels de leurs grands yeux à lentilles multiples ou d’organes sensibles à la lumière, appelés ocelles, situés sur le dessus de leur tête.

L’équipe a ensuite bloqué les yeux et les ocelles des libellules à l’aide d’une peinture noire opaque, puis a de nouveau relâché ces insectes la tête en bas. Cette fois, ils ne pouvaient pas se redresser. « Parfois, elles ne battaient pas du tout des ailes », dit Wang.

Les signaux visuels aident ces insectes à s’orienter

Les chercheurs en ont conclu que les signaux visuels doivent aider les insectes à s’orienter dans l’espace, ce qui déclenche ensuite un mouvement d’aile spécifique. Wang pense que les libellules ne sont pas les seules à utiliser cette technique en deux parties.

« Je pense que presque tous les insectes volants ont une telle capacité, car c’est une nécessité », dit-elle. « Les libellules sont l’un des insectes les plus anciens. Si elles l’ont déjà fait évoluer, je soupçonne les modernes d’avoir une capacité similaire. »

Cette recherche a été publiée dans Science.

Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay