Les jeunes crevettes-mantes commencent à donner de fulgurants coups de poing à l’âge de 9 jours

Selon une nouvelle étude, même lorsqu’elles sont plus petites qu’un grain de riz, les larves de la crevette-mante (ou squilles) des Philippines présentent des mouvements extrêmement rapides.

Image d’entête : larve de crevette-mante âgée de 11 jours (Gonodactylaceus falcatus). (Jacob Harrison/ Université Duke)

Leurs appendices perforateurs ultrarapides mesurent moins d’un millimètre et se développent dès que la larve épuise ses réserves vitellines, s’éloigne de son nid et se jette dans la grande mer. Elle commence immédiatement à s’attaquer à des organismes plus petits qu’un grain de sable.

Bien qu’elles accélèrent leurs bras presque 100 fois plus vite qu’une voiture de Formule 1, les larves de crevette-mante des Philippines (Gonodactylaceus falcatus) sont plus lentes que les adultes plus grands, ce qui va à l’encontre de l’attente théorique selon laquelle les plus petits sont toujours plus rapides.

Selon l’auteur principal, Jacob Harrison, candidat au doctorat en biologie à l’université Duke (États-Unis) :

Elles produisent des vitesses et des accélérations impressionnantes par rapport à leur taille, mais elles ne sont pas aussi rapides que les adultes.

Les crevettes-mantes réalisent leurs mouvements ultrarapides grâce à un minuscule mécanisme à ressort caché dans leur appendice de frappe. Un muscle se contracte, déformant un minuscule segment de leur exosquelette, la cuticule rigide qui recouvre leur corps. Cette contraction permet de stocker de l’énergie élastique dans l’articulation bloquée. Une fois le verrou libéré, l’exosquelette reprend sa position naturelle, propulsant violemment l’appendice vers l’avant à des vitesses ultrarapides.

Précédemment :

Les modèles d’ingénierie et de physique prédisent que les organismes plus petits, qui ont une masse plus faible à déplacer, seront plus rapides que les organismes plus grands et plus lourds. Les larves de crevettes à mantes montrent que la biologie ne suit pas toujours la théorie.

Toujours selon Harrison :

Théoriquement, elles devraient produire la plus forte accélération, mais nous ne le constatons pas.

Cette divergence peut être due à de multiples facteurs, explique Harrison. Les muscles des larves peuvent être trop petits pour charger efficacement un ressort très rigide, ou la résistance de l’eau à leur petite taille peut être trop élevée pour que leurs poinçons atteignent la vitesse des plus grands individus, entre autres possibilités.

Ces structures à ressort et à loquet ont des limites que nous ne comprenons pas complètement. Mais chaque fois que la biologie s’éloigne des modèles théoriques, elle met en lumière des domaines assez intéressants à apprendre.

Une larve de crevette mante de 15 jours avec son appendice de frappe étendu. (Jacob Harrison)

Les larves de crevettes-mantes constituent un système intéressant non seulement en raison de leur petite taille, mais aussi de leur couleur, ou de leur absence de couleur.

L’un des aspects les plus délicats de la recherche sur les mécanismes à ressort est que bon nombre de ces éléments fonctionnent à l’intérieur de l’animal. Nous pouvons regarder à l’extérieur de celui-ci et observer le comportement, mesurer la cinématique, disséquer l’animal et dire que le mécanisme semble fonctionner comme ceci, mais il y a toujours des niveaux de supposition.

La transparence fait des larves de crevettes mantes des systèmes où nous pouvons examiner comment chacun de ces éléments fonctionne de concert. Elle supprime les hypothèses et nous permet de le comprendre à une échelle plus fine.

Les larves de crevettes-mantes sont donc doublement intéressantes. Elles mettent en évidence les divergences entre la physique et la biologie, et offrent également une véritable fenêtre vers une meilleure compréhension du mécanisme à l’origine des mouvements ultrarapides.

Selon Harrison :

Lorsque quelque chose ne correspond pas à vos prédictions, la première réaction instinctive est toujours d’être incroyablement frustré, mais c’est en fait ce qui met en lumière de nouveaux domaines de recherche.

L’étude publiée dans le Journal of Experimental Biology : Scaling and development of elastic mechanisms: the tiny strikes of larval mantis shrimp et présentée sur le site de l’Université Duke : Baby Mantis Shrimp Don’t Pull Their Punches.