Vous venez de cligner des yeux et elle a eu le temps de battre 50 fois des ailes…
La mouche verte (Calliphoridae), a certainement mauvaise réputation, en rapport avec son régime alimentaire, mais elle est le parfait modèle d’un génie mécanique naturel qui en fait la reine des airs.
Ses muscles sont contrôlés par de nombreux autres minuscules muscles de “direction” qui sont non seulement aussi petit que des cheveux humains, mais qui sont également profondément cachés dans le thorax de l’insecte.
Pour la première fois, des zoologistes ont réussi à créer des vidéos 3D qui montrent les muscles de vol de la mouche verte en action. Ils ont utilisé le synchrotron du Swiss Light Source, un outil puissant à rayons X, logé à l’Institut Paul Scherrer (PSI, Suisse), pour dévoiler les secrets du fonctionnement du moteur complexe de l’insecte. Les tissus thoraciques bloquent la lumière visible, mais peuvent être pénétrés par les rayons X.
Schéma du dispositif expérimental, montrant la direction du vent artificiel (Blower, flèche blanche) et les stimuli de rotation (flèche jaune).
Les chercheurs ont radiographié à grande vitesse les muscles de vol sous plusieurs angles à toutes les phases du battement d’ailes. Ils ont combiné ces images dans des visualisations 3D des muscles utilisés alors qu’ils oscillent d’avant en arrière, 150 fois par seconde.
En étant pivoter sur sa plateforme, la mouche essayait de tourner tout en volant, ce qui a permis aux chercheurs de l’Institut, avec des collègues de l’Imperial College London et de l’Université d’Oxford, d’enregistrer les mouvements musculaires asymétriques qui se produisent lorsque les insectes tentent de changer de direction.
Ces vidéos ont permis aux chercheurs de comprendre comment les minuscules muscles de direction, qui représentent moins de 3 % de la masse musculaire totale de la mouche verte, sont en mesure d’influencer de beaucoup plus gros muscles pendant le vol. La puissance est également transmise dans chacune des ailes de la mouche, mais sa direction est contrôlée lorsque l’énergie est détournée vers l’un ou l’autre des muscles de direction, qui agit efficacement comme un frein.
Selon le Pr Simon Walker de l’Université d’Oxford, principal auteur de l’ étude :
L’articulation de l’aile de la mouche est probablement la plus complexe dans la nature, et elle est le produit de plus de 300 millions d’années de raffinement de l’évolution. Le résultat est un mécanisme qui diffère considérablement des conceptions classiques d’origine humaine, construite pour plier et fléchir plutôt que d’avancer comme sur des roulettes.
Illustration d’une section transversale du thorax d’une mouche en vue arrière, présentant quelques éléments complexes de l’articulation de l’aile d’une mouche.
L’étude inspire à de nouvelles recherches, selon les chercheurs, comme de savoir comment, avec un aussi petit cerveau et autant de capteurs, la mouche peut-elle pratiquer un vol aussi complexe. Ce petit moteur pourrait également inspirer de nouveaux modèles de micro-mécanismes destinés à voler.
L’étude publiée sur PLOS Biology : In Vivo Time-Resolved Microtomography Reveals the Mechanics of the Blowfly Flight Motor.
