Des larves d’insectes plongeurs redéfinissent notre compréhension de l’absence d’insectes dans les océans
Des larves de mouches lacustres, connues sous le nom de Chaoborus edulis, vivant dans le lac Malawi en Afrique de l’Est, forcent les scientifiques à reconsidérer une explication populaire concernant l’absence presque totale d’insectes dans l’océan ouvert. Leur secret réside dans un système d’air sacs remarquablement durable, capable de supporter des pressions bien plus élevées que prévu.
Chaque jour, ces milliards de larves effectuent une migration verticale impressionnante. Pendant la journée, elles descendent à plus de 200 mètres dans une zone profonde du lac où l’oxygène est rare, souvent appelée zone morte, qui leur offre un abri contre les prédateurs. À la nuit tombée, elles remontent vers la surface pour se nourrir, bien qu’elles doivent d’abord passer à travers de nombreux poissons qui les attendent.
Pour suivre ce mouvement quotidien, les chercheurs de l’Université de Colombie-Britannique, Drs. Philip Matthews et Evan McKenzie, ont installé un système sonar au fond du lac. Cet équipement a permis d’observer les vastes groupes de larves se déplaçant dans l’eau.
Les chercheurs ont découvert que ces larves ont adapté une partie de leur système respiratoire en deux paires de petits sacs d’air. Ces sacs fonctionnent de manière similaire aux ballasts des sous-marins. En ajustant leur taille, les larves peuvent modifier leur flottabilité et contrôler leur montée ou leur descente dans le lac.
Les parois des sacs contiennent de la résiline, un matériau élastique trouvé chez de nombreux insectes. Les larves peuvent modifier le pH des parois des sacs, provoquant l’expansion ou la contraction de la résiline. Cela change le volume des sacs d’air et offre aux larves un contrôle précis sur leur profondeur.
Les chercheurs ont également placé les larves dans des chambres de pression miniatures pour déterminer la pression maximale que les sacs pouvaient supporter avant de s’effondrer. Les résultats ont été frappants : les sacs ont survécu à des pressions équivalentes à celles trouvées à des profondeurs de plus de 400 mètres, bien au-delà des profondeurs que les larves atteignent normalement lors de leur migration quotidienne.
Malgré leur succès sur terre et dans l’eau douce, les insectes sont presque absents de l’océan. Une explication souvent avancée est que la pression intense à des profondeurs plus importantes écraserait les espaces d’air utilisés par les insectes pour respirer. La robustesse de ces larves indique que la pression seule pourrait ne pas expliquer pourquoi les insectes ne se sont jamais établis dans l’océan.
Les scientifiques ont précédemment étudié la résiline en raison de son comportement proche d’un caoutchouc biologique parfait. Dans d’autres insectes, elle contribue à former des structures durables telles que des charnières d’ailes et des tendons qui doivent se plier sans s’user. Le système de flottabilité récemment découvert pourrait également inspirer le développement de matériaux intelligents fabriqués avec de la résiline. Les chercheurs pourraient éventuellement utiliser des mécanismes similaires pour créer des muscles artificiels ou d’autres matériaux qui se déplacent lorsqu’ils sont déclenchés par un changement chimique de pH.
Cette recherche a été en partie financée par les subventions Discovery et Accelerator du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.
Source : UBC Researchers
