Les vers se déplacent plus rapidement dans des espaces confinés
Une étude récente publiée le 28 juillet dans Physical Review Letters révèle que les vers, contrairement aux humains, se déplacent plus rapidement dans des espaces restreints que dans des zones ouvertes. Cette découverte pourrait avoir des implications importantes pour la conception de robots inspirés des vers, capables de se frayer un chemin à travers des décombres après un tremblement de terre ou de naviguer dans des tubes à l’intérieur du corps humain.
Les chercheurs ont étudié les vers noirs de Californie (Lumbriculus variegatus), des créatures aquatiques fines et flexibles mesurant environ 0,05 centimètre de large et entre 2,5 et 5 centimètres de long. Dans leurs expériences, ils ont fait glisser ces vers à travers des canaux en verre remplis d’eau, ouverts aux deux extrémités. Lorsque la largeur des canaux était environ deux fois supérieure à celle des vers, ces derniers pouvaient atteindre l’autre extrémité en environ une minute. En revanche, ils prenaient jusqu’à cinq fois plus de temps pour traverser des canaux plus larges.
Les chercheurs ont également mené des simulations informatiques des vers, modélisés comme des perles sur une corde, en les faisant passer à travers des canaux virtuels de différentes largeurs. Les résultats ont montré que les vers se déplaçaient beaucoup plus rapidement dans les espaces confinés. K.R. Prathyusha, physicien à l’Université du Colorado Boulder, a déclaré : « C’était beaucoup plus rapide dans les plus petites confinements. »
Le modèle mathématique de l’équipe a mis en évidence que la vitesse dépend de la flexibilité du ver et de l’espace dont il dispose. Dans un canal large, les vers doivent se réorienter, ce qui ralentit leur progression. En revanche, dans un espace confiné, leur mouvement est moins distrait, et ils utilisent les parois pour avancer.
Saad Bhamla, ingénieur biomoléculaire à CU Boulder, a souligné que le mouvement des vers dans un espace étroit pourrait être appliqué à des robots autonomes inspectant des tuyaux ou livrant des médicaments dans le corps. Il a ajouté que la physique pourrait aider les ingénieurs à concevoir des dispositifs plus efficaces.
Les physiciens cherchent souvent un paramètre unique pour expliquer les phénomènes observés. Dans ce cas, l’équipe a examiné le rapport entre le carré de la largeur du canal et la rigidité du ver. Un rapport faible indique une flexibilité réduite, permettant au ver de traverser le canal presque en ligne droite. À l’inverse, un rapport élevé entraîne un mouvement plus lent.
David Hu, bioingénieur et roboticien à Georgia Tech, a noté que cette situation est rare dans la nature, où un espace de navigation réduit entraîne généralement un ralentissement. Raghunath Chelakkot, physicien à l’Institut indien de technologie de Bombay, a trouvé intéressant que ce modèle simple puisse capturer des caractéristiques essentielles de la translocation des vers.
Source : Science News
