Le jeu de jambes : digne de Lucky Luke !
Pesant à peine un milligramme, la mouche à vinaigre, Drosophila melanogaster est perpétuellement menacée d'écrasement. Des chercheurs du California Institute of Technology viennent de découvrir qu'un complexe jeu de jambes, bien plus qu'un simple réflexe, lui permet d'échapper à la main vengeresse. En quelques millisecondes elle analyse la trajectoire de la menace et adapte la position de ses pattes centrales - d'avant en arrière et de côté - pour la projeter et lui permettre de décoller dans la direction opposée au danger.
Fig 1 : La Drosophila positionne en quelques dizaines de [ms] ses pattes centrales vers l'avant (observer leur déplacement par rapport au point rouge) pour se projeter en arrière au décollage (ici le danger vient de devant et un peu de côté). L'image montre la mouche de côté et par dessous grâce à un système de miroirs. Credit: Gwyneth Card and Michael H. Dickinson, Current Biology 18 (9 September 2008)
Fig 2 : La mouche fuit (jump angle) à l'opposé de l'angle d'approche (approach angle) [Image complète ] Source : Card, G., & Dickinson, M. H. (2008)
Petite, mais futée !
Gwyneth Card et Michael Dickinson du California Institute of Technology à Pasadena ont utilisé des caméras video qui capturent 5400 images/seconde. Ils ont vu ce que personne n'imaginait possible pour un insecte dont le cerveau a environ 100'000 neurones : en environ 150 [ms], (200[ms] avant de décoller) les mouches positionnent leurs jambes de manière à placer leur centre de gravité dans l'axe du départ prévu.
Une vidéo au ralenti de ce mouvement est disponible ici. 
Comment les attraper alors ?
Comment les attraper alors ?
L'auteur de la news suggère de surcorriger : viser plus loin que la mouche à l'arrêt puisqu'elle va fuir l'arrivée de la tapette a mouche ! On sait d'ailleurs (Jablonski, P.G et al. 2001) que certains oiseaux ( Myioborus pictus) exploitent ce système pour faire s'envoler les mouches plus tôt et mieux les attraper !
Le circuit de fibres géantes (GF) impliqué ?
On connaît un circuit conduit par une paire de neurones de grand diamètre qui est impliqué dans les réponses de fuite des mouches mais que cela ne semble pas suffire à expliquer la finesse de cette réaction.
"A pair of large-diameter interneurons called the giant fibers (GF) are thought to trigger visually mediated escape responses in flies by coordinating the rapid bilateral contraction of leg extensor and wing-depressor muscles" Card, G., & Dickinson, M. H. (2008)
Chacun sait que les neurones ont une vitesse de réaction qui est liée au diamètre de l'axone : plus gros axone -> plus rapide. C'est probablement la raison de leur taille "géante".
Chez d'autres insectes ?
D'autre part, d'après les auteurs de l'article, les sauterelles aussi font des ajustements de leur position avant de sauter pour fuir ou mieux atteindre leurs cibles visuelles.
Il y a aussi la libellule qui se déplace pour paraître immobile aux yeux de ses prédateurs, mais cela mérite un autre bio-tremplin bientôt !
Un Bio-tremplin récent avait mis en évidence que cette faculté existe aussi chez les poissons-archer.
Ainsi la géométrie et la balistique dans les petits cerveaux n'est pas rare !
Notez bien que je n'ai pas saisi l'occasion de parler du foot, ou des tennismen qui ont raté leurs études et obtenu des médailles... ;-)
Calcul mental ?
Comment un si petit cerveau peut faire aussi vite l'analyse de positions dans leur champ visuel ( positions azimutales) pour en déduire la direction de fuite - l'équivalent de calculs complexes d'un système de DCA - est une belle question qui attend les futurs chercheurs que sont nos élèves ... des prix Nobel à faire, peut-être ?
Références
- Card, G., & Dickinson, M. H. (2008). Visually Mediated Motor Planning in the Escape Response of Drosophila. Current Biology, 18(17), 1300-1307.
- Jablonski, P.G., Strausfeld N.J. (2001) Exploitation of an Ancient Escape Circuit by an Avian Predator: Relationships between Taxon-Specific Prey Escape Circuits and the Sensitivity to Visual Cues from the Predator Brain Behav Evol 2001;58:218-240 (DOI: 10.1159/000057565)
- Miller, Greg. (2008). Fancy Footwork Helps Flies Cheat Death, ScienceNOW Daily News, 28 August 2008
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