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Comment la pieuvre réussit-elle à ne pas s'emmêler ?

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Les tentacules des pieuvres sont recouverts de centaines de ventouses qui permettent d'adhérer à presque tout, sauf à la pieuvre elle-même. Sinon, l'animal se transformerait vite en sac de nœuds ! Comment s'y prend-elle ? Les chercheurs ont découvert des indices, mais pas la clé de l'énigme.

La pieuvre commune Octopus vulgaris, en photo ici, réussit à ne pas faire de nœuds avec ses bras car ses ventouses n'adhèrent pas à sa propre peau. © Albert Kok, Wikimedia Commons, DP

Les pieuvres possèdent huit bras munis de centaines de ventouses, capables d'adhérer à n'importe quel objet et qu'elles agitent dans toutes les directions. Pourtant, jamais ils ne s'emmêlent. Comment ces octopodes réussissent-ils cette performance ? Des chercheurs de l'université de Jérusalem qui se sont penchés sur la question présentent leurs résultats dans Current Biology.

Pour comprendre le phénomène, les chercheurs ont réalisé des expériences avec des bras de pieuvres amputés. En effet, un tentacule reste actif une heure après l'amputation et continue à faire des mouvements similaires comparables à ceux de l'animal intact ; les ventouses s'attachent toujours aux objets. Les chercheurs se sont donc demandé si les bras amputés pouvaient coller à de la peau de la pieuvre.

Celle-ci est une structure complexe pourvue de chromatophores qui lui permettent de changer de couleur. Les mouvements des bras peuvent être stimulés par le cerveau ; mais ils sont aussi commandés par système neuromusculaire périphérique bras. Chacun d'eux est un organe sensoriel comprenant environ 40 millions de récepteurs tactiles et chimiques. Ces récepteurs sont répartis tout autour du tentacule, avec une concentration plus importante dans les ventouses.

Les bras des pieuvres portent des centaines de ventouses, en gros plan sur cette photographie. © Aquarium Finisterrae, cc by sa 3.0

Les pieuvres reconnaissent si le bras leur appartient

Dans leurs expériences, les chercheurs n'ont jamais observé que des ventouses d'un bras amputé pouvaient s'attacher au bras lui-même ou à un autre bras recouvert de peau. Les bras de la pieuvre n'attrapent pas non plus des boîtes de Petri recouvertes de la peau d'une pieuvre. Par conséquent, la peau de la pieuvre empêcherait les bras de coller les uns aux autres, probablement par un phénomène chimique. Mais ce mécanisme pourrait parfois être contrôlé par le système nerveux central car un poulpe peut tout de même attraper un bras amputé.

Dans d'autres expériences, les chercheurs ont exploité le cannibalisme de la pieuvre et lui ont proposé comme nourriture des bras amputés provenant d'autres animaux ou de la pieuvre elle-même. Ils ont alors observé qu'elles peuvent distinguer les bras leur appartenant de ceux des autres : dans 94 % des cas, les pieuvres collaient leurs ventouses au bras amputé d'une autre pieuvre ; mais lorsqu'il s'agissait de leur propre bras, elles n'y attachaient leurs ventouses que dans 39 % des cas. Pour l'instant, les chercheurs n'ont identifié ni la substance chimique ni les récepteurs responsables de cette reconnaissance. Il s'agirait plutôt de molécules hydrophobes car elles peuvent se dissoudre dans l'hexane.

Ce mécanisme pourrait trouver des applications dans le domaine des robots, par exemple quand ceux-ci doivent adapter leur forme dans des environnements avec des obstacles. C'est le cas à l'intérieur du corps humain ; ainsi, les scientifiques du projet Stiff-Flop cherchent à développer un outil chirurgical en s'inspirant de la forme du bras d'une pieuvre.

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