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Les secrets du vol des insectes révélés par des scientifiques




Les secrets du vol des insectes révélés par des scientifiques
Pour voler et rester dans les airs, les insectes doivent battre leurs ailes très rapidement. Certains, comme le moustique comptabilisent même jusqu'à 500 battements par seconde ! Cette incroyable capacité a toujours intrigué les scientifiques. Toutefois, les mécanismes sous-jacents sont toujours restés un mystère.
En analysant les images radiographiques du vol de bourdons capturées à très haute fréquence (5.000 clichés par seconde), une équipe de chercheurs a enfin levé le voile sur cette fameuse énigme. Leurs conclusions, parues dans un article sur la revue en ligne Science, indiquent que les muscles responsables du mouvement fonctionnent en exploitant les mêmes propriétés que celles des muscles des vertébrés.
Tout comme les muscles squelettiques et cardiaques des vertébrés, ceux du vol chez les insectes sont de type striés, à savoir constitués d'unités fonctionnelles filamenteuses appelées myofibrilles. Les myofibrilles sont des structures cylindriques composées d'un ensemble de filaments dénommés sarcomères. Des structures elles-mêmes dotées de petits filaments.
On en distingue deux types : les filaments minces composés de protéines d'actine et les filaments épais composés de protéines de myosine. Ce sont ces structures et leur agencement qui régissent la contraction des muscles après avoir été stimulés par le nerf moteur. La stimulation des muscles striés des vertébrés s'accompagne d'une entrée d'ions calcium dans myofibrilles.
Ce sont alors ces composants qui provoquent la contraction. Mais dans le cas des muscles impliqués dans le vol des insectes, ce mécanisme est bien trop coûteux en énergie. Il nécessite en effet que du calcium soit absorbé des centaines de fois par seconde.
De ce fait, l’activité contractile des muscles à la base des ailes se réalise seulement dans des conditions où les ions calcium sont en basse concentration. Cette concentration reste d’ailleurs constante durant toute l’activité. "Une fois que ces muscles sont activés par les nerfs, ils oscillent spontanément" explique Yale Goldman, physiologiste à Philadelphie et membre de l’équipe de recherche.
L’activité contractile des muscles du vol chez les insectes est activée par un mécanisme baptisé "stretch activation", littéralement activation par étirement. C'est ce mécanisme qui intervient dans la plupart des muscles qui battent de façon rythmique comme le muscle cardiaque humain. Néanmoins, chez les insectes, ceci ne dépendant pas du calcium, le battement ne possède pas de réelles limites de fréquence.
Selon les chercheurs, ce mécanisme serait le résultat d’une évolution des protéines de myosine permettant une meilleure efficacité de l’activité des muscles et par conséquent le battement d’ailes à haute fréquence. Bien que ces observations n’aient été faites que sur des bourdons, l’équipe envisage d’ores et déjà qu’elles puissent être généralisées à tous les insectes.

Maxisciences
Mercredi 4 Septembre 2013

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