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Complexité des oreilles d'insectes

L'homme n'est pas le seul à avoir des tympans, de nombreux insectes en possèdent également. De façon tout à fait intéressante, les grillons semblent d'ailleurs posséder un contrôle de leur membrane tympanique bien supérieur au nôtre.
Complexité des oreilles d'insectes
Les chercheurs du projet INSECT EARS («The tympanal ears of insects: Structural solutions to acoustic signal analysis»), financé par l'UE, ont fait une découverte extraordinaire qui pourrait avoir d'importantes implications sur le développement de nouveaux appareils. Elle pourrait également nous éclairer sur les mécanismes potentiels de perturbations de leurs réseaux de communication dont bon nombre peuvent avoir des conséquences écologiques graves.

L'organe tympanique se compose d'une fine membrane tympanique richement innervée par les nerfs sensitifs et adossée à une cavité remplie d'air. Les chercheurs ont comparé les organes tympaniques de trois types différents de grillons (le grillon des arbres ou oecanthinae, le criquet et le grillon champêtre).

Ils ont utilisé des techniques expérimentales sophistiquées associées à certains modèles biophysiques du système membranaire afin d'élucider les mécanismes de vibration du tympan de ces insectes. Ils se sont plus particulièrement attachés à comprendre les différences encore mystérieuses pouvant éclairer la relation entre l'architecture membranaire et la fonction acoustique pour in fine, élaborer une conception plus rationnelle des capteurs acoustiques miniaturisés.

La localisation énergétique est obtenue, chez le grillon des arbres et le cricket, par un plissement asymétrique de l'architecture membranaire. Cette asymétrie rend la membrane plus rigide dans une direction que dans une autre et concentre ainsi les vibrations au niveau du point de fixation neuronale. Chez le cricket, un gradient d'épaisseur concentrique en forte pente et une interface membrane-liquide incorporée au centre de la membrane de l'animal lui permettent d'obtenir une sensibilité de fréquence.

Les chercheurs du projet ont également découvert un mécanisme actif chez le grillon des arbres qui s'apparente à l'amplification cochléaire observée chez l'homme et par lequel nous augmentons les oscillations mécaniques de la membrane afin d'amplifier les sons entrants. Mais, contrairement à nous, ce mécanisme peut être activé ou désactivé, supprimer les bruits de basse fréquence et moduler sa réponse pour s'adapter aux changements de température.

Le projet apporte ainsi de nouvelles connaissances précieuses sur les mécanismes biophysiques de l'audition des insectes, un savoir qui devrait avoir un impact majeur pour la transformation du signal des micro-capteurs artificiels. Ces travaux devraient influencer des domaines aussi variés que la neurobiologie, l'écologie ou la protection de l'environnement.

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