Comment le péripate capture ses proies en trois centièmes de seconde

Vivant dans des milieux humides et chauds, les péripates se nourrissent d’insectes capturés de nuit en projetant sur eux une glu qui les immobilise. © Geoff Gallice, Wikimedia Commons, cc by sa 2.0 

L'animal est mou, mais rapide. Des chercheurs ont réussi à élucider par quel mécanisme le péripate, un arthropode tropical ressemblant à une limace pourvue de pattes membraneuses, est capable de projeter un double jet de substance gluante pour capturer ses proies à des intervalles de 0,016 à 0,033 seconde (entre 30 et 60 Hz).

En utilisant des images anatomiques, des enregistrements audiovisuels à haute vitesse, une analyse théorique et une représentation physique du système, une équipe scientifique décortique le système biologique chez Peripatus solorzanoi dans un article publié dans Nature Communications.

Chez les onychophores, autre nom des péripates, l'appareil de projection de glu protéique se compose d'un réservoir en forme de tube dorsal, qui produit la substance collante, relié au niveau de la tête de l'animal à une paire de buses minuscules appelées papilles orales. Le prédateur n'a plus qu'à effectuer une compression lente et douce sur son réservoir pour éjecter le liquide avec force et rapidité. La forme et l'élasticité particulières des papilles orales permettent une pulvérisation dans toutes les directions, un peu comme le ferait l'eau sortant d'un tuyau d'arrosage qui tournoie.

« Nous montrons que ce mouvement oscillatoire rapide est le résultat d'une instabilité élastohydrodynamique entraînée par l'interaction entre l'élasticité de papilles orales et l'écoulement instable et rapide pendant l'émission du jet », résument les chercheurs. En d'autres termes, ces animaux exploitent habilement un principe physique simple adapté à leur stratégie de prédation.<

A) Le système de projection de Peripatus solorzanoi est composé d’un grand réservoir de glu (« re » sur la photo), dont la longueur est représentée par une flèche noire. Il est relié par un fin conduit à la papille orale (cercle noir). (B) Coupe longitudinale d’une papille orale dont la surface est ridée.
 En noir, des restes de glu. (C) Structure d’une papille orale déployée (échelle : 1 μm). (D) Structure en accordéon d’une papille orale d’Epiperipatus acacioi (échelle : 200 μm) qui confirme que la structure en accordéon est présente chez le genre Onychophora indépendamment de la taille des espèces. (E) Ouverture de la papille orale (échelle : 100 μm). © Concha et al., Nature Communications 

Des applications industrielles envisageables

Mais comment une telle adaptation peut-elle exister dans l'ensemble du genre Onychophora au sein duquel la taille des espèces varie considérablement ? « C'est une grande question biologique, déclare Andrés Concha, chercheur à l'université Adolfo Ibañez, au Chili, et auteur principal de l'article. Vous avez un ''ver'' gigantesque de 20 cm et [chez] un bébé de 2-3 cm, le mécanisme fonctionne déjà. » D'autres travaux sont nécessaires pour mieux comprendre le phénomène observable chez d'autres animaux, comme les serpents, les poissons et les araignées. « Certains biologistes ont posé la question : est-ce de l'élasticité ou y a-t-il un mécanisme actif ? [...] Jusqu'à présent, je n'ai pas de réponse », avoue Andrés Concha.

Pour les auteurs de l'étude, ce type de système microfluidique flexible pourrait être utilisé pour des applications industrielles telles que des micro et des nanofibres. La colle naturellement produite par l'animal - qui reste collée à un doigt après 7 secondes - est également d'intérêt biotechnologique.