Comment les caméléons capturent leurs proies
Publié par Isabelle le 24/06/2016 à 12:00
Source: ULB

Un des caméléons (Chamaeleo calyptratus) utilisé pour les mesures de viscosité de mucus et de cinématique de capture (crédit: A. Maillard).
Sous une apparence nonchalante, les caméléons sont des prédateurs redoutables, qui capturent leur proie (Une proie est un organisme capturé vivant, tué puis consommé par un autre, qualifié de prédateur.) en projetant soudainement leur langue avec une formidable précision. Ils peuvent même capturer des proies pesant jusqu'à 30% de leur propre poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la...) ! Des chercheurs de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) de Mons et de l'Université libre de Bruxelles, en collaboration avec le Muséum (Salle d'exposition du Muséum Provincial (1908) à Toronto (Ontario, Canada) Mangattan Museum (2001) à Ishinomaki (Japon), consacré aux oeuvres de...) national d'Histoire naturelle (La démarche d'observation et de description systématique de la nature commence dès l'Antiquité avec Théophraste, Antigonios de Karystos...) de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du...) se sont penchés sur ce piège adhésif étonnant. Leur étude paraît dans la revue Nature Physics.

Un caméléon est un animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de...) fascinant présentant de nombreuses caractéristiques étonnantes. Ses mains comportent des doigts séparés en deux groupes opposables lui permettant, telle une pince (Une pince est un dispositif mécanique ou un outil, ayant pour fonction de pincer quelque chose d'autre, c'est-à-dire serrer pour saisir ou maintenir.), de s'agripper fermement aux branches (figure 1). Ses yeux ont une mobilité indépendante lui assurant un vaste champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de vision. Sa peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.) change de couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) grâce à la modification de l'organisation (Une organisation est) de nanocristaux qu'elle contient dans certaines cellules. Mais sa caractéristique la plus emblématique est peut-être sa langue protractile lui permettant d'attraper des proies à distance.

Sous une apparence nonchalante, les caméléons sont des prédateurs redoutables laissant peu de chances à leurs proies qu'ils capturent en projetant soudainement leur langue avec une formidable précision. Durant une capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui passe au voisinage d'un astre, est retenu dans la gravisphère de ce...), leur langue peut être projetée avec une accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique, plus précisément en cinématique, l'accélération est une grandeur vectorielle qui indique la...) allant jusque 1500 m/s² et s'allonger pour atteindre une longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet...) d'environ deux fois leur taille. De cette manière, ils sont capables occasionnellement de capturer des proies pesant jusque 30% de leur propre poids. Une adhésion (En physique, l'adhésion est l'ensemble des phénomènes physico-chimiques qui se produisent lorsque l’on met en contact intime deux matériaux, dans le but de créer...) suffisante entre la proie et la langue est donc nécessaire pour permettre la capture de telles proies

Emmenés par Fabian Brau de l'Université libre de Bruxelles, ULB – Unité de chimie physique (La chimie physique est l’étude des bases physiques des systèmes chimiques et des procédés. En particulier, la description énergétique des diverses transformations fait partie de la...) non linéaire, Faculté des Sciences – Pascal Damman de l'Université de Mons – Laboratoire Interfaces & Fluides Complexes, Faculté des Sciences – et Vincent Bels, Muséum Figure 1: Un des caméléons (Chamaeleo calyptratus) utilisé pour les mesures de viscosité de mucus et de cinématique (En physique, la cinématique est la discipline de la mécanique qui étudie le mouvement des corps, en faisant abstraction des causes du mouvement (celles-ci sont généralement modélisées par des forces et...) de capture (crédit: A. Maillard). national d'Histoire naturelle de Paris – Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) de systématique (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la systématique est la science qui a pour objet de dénombrer et de classer les taxons dans un certain ordre,...) évolution et biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie en considérant la diversité des écosystèmes, des espèces, des populations et celle des...), des chercheurs de l'UMONS, de l'ULB et du Muséum national d'Histoire naturelle de Paris viennent de montrer que le mucus secrété au bout de la langue des caméléons avait une viscosité 400 fois supérieure à celle de la salive (La salive est un liquide biologique sécrété par les glandes salivaires, à l'intérieur de la bouche.) humaine. La déformabilité de la langue durant la projection (La projection cartographique est un ensemble de techniques permettant de représenter la surface de la Terre dans son ensemble ou en partie sur la surface plane d'une carte.), produisant une grande surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) de contact entre cette dernière et la proie, combinée à ce fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des fluides peu compressibles. Dans certaines conditions...) visqueux constitue un piège adhésif particulièrement efficace.

Publiée dans la revue Nature Physics de ce 20 juin, cette étude interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.), combinant des expériences avec un modèle dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) de capture, a permis d'élucider les mécanismes de base permettant aux caméléons de capturer de grandes proies.

Les auteurs ont utilisé des outils de mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de...) combinés avec des mesures de la morphologie de la langue pour montrer que la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale »...) visqueuse produite durant une capture était suffisante pour attraper des proies de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la...) élevée par rapport à celle des caméléons. Leurs prédictions théoriques ont été comparées favorablement avec des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) expérimentales de masses maximales de proies variant en fonction de la taille des caméléons.

Ces résultats fournissent une nouvelle méthodologie pour l'étude de la capture des proies par d'autres prédateurs, comme les salamandres ou les crapauds, se nourrissant de cette manière.



Pour plus d'information voir :
Fabian Brau, Déborah Lanterbecq, Leïla-Nastasia Zghikh, Vincent Bels, and Pascal Damman Dynamics of prey prehension by chameleons through viscous adhesion Nature Physics 2016, Advance (Advance est un constructeur informatique.) Online Publication June 20, 2016, DOI:10.1038/nphys3795

Contacts Scientifiques:
- Pascal Damman Laboratoire Interfaces & Fluides Complexes, UMONS
- Fabian Brau Unité de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec...) physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la...) non linéaire, Faculté des Sciences, ULB
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