Des chauves-souris super musclées? Vous ne croyez pas si bien dire!
L'écholocation est l'outil le plus utile à la chauve-souris, l'assistant dans ses déplacements et en période de chasse. La réverbération du son au contact d'obstacles permet aux chauves-souris d'obtenir une représentation précise de leur environnement dans l'obscurité. Une équipe constituée de chercheurs danois et américains a mis en lumière la raison de cette capacité du petit animal. Présentés dans la revue Science, ils ont identifié comment les muscles «super rapides» étaient nécessaires pour exploiter cette capacité. Des chercheurs de l'University of Southern Denmark et de l'université de Pennsylvanie aux États-Unis ont démontré comment les muscles super rapides peuvent se contracter 100 fois plus rapidement que des muscles ordinaires. Ces muscles sont également 20 fois plus rapides que les muscles humains les plus rapides, à savoir les muscles contrôlant les mouvements oculaires. «On a observé des muscles super rapides dans les organes producteurs de son des serpents à sonnette, et de certains oiseaux et poissons», explique le professeur Coen Elemans de l'institution danoise, auteur principal de l'étude. «Et maintenant nous venons de les découvrir chez les mammifères, ce qui suggère que ces muscles, que l'on pensait être extraordinaires, sont plus répandus que l'on s'imaginait.» Selon les chercheurs, l'écholocation est différente de la vision car elle n'offre aux chauves-souris qu'un aperçu de leur environnement grâce à chaque appel et écho, tandis que la vision est un flux continu d'informations sur le monde environnant. L'écholocation force les chauves-souris à faire de rapides successions de cris. Pour chasser, ces petits animaux doivent obtenir une actualisation constante de la position de leur victime, un véritable défi lorsque les insectes s'envolent dans plusieurs directions. Au moment crucial, la chauve-souris génère un signal final, consistant à l'émission de 190 cris par seconde. «Les chercheurs spécialisées dans les chauves-souris pensaient que les muscles qui contrôlent ce comportement étaient rapides, mais ils en ignoraient le fonctionnement», explique Andrew Mead, un étudiant du département de biologie de la faculté d'arts et de science de l'institution américaine. «Les recherches sur les muscles super rapides ne sont qu'au commencement. Cette étude représente l'intersection pour de nombreux domaines: le monde du muscle, le monde bioacoustique et de l'écholocation et le monde du comportement des chauves-souris.» L'équipe a évalué la performance des muscles vocaux des chauves-souris en attachant l'animal entre un moteur et un détecteur de force, et en le stimulant de manière électrique pour l'encourager à fléchir. Lorsque le moteur était fixe, une impulsion électrique unique permettait aux chercheurs de calculer le temps de contraction du muscle, ou de calculer le temps de contraction/relâchement. «La contraction nous a donné une idée du temps nécessaire pour que les cellules et de réactions chimiques du muscle suivent leur cycle normal pour opposer une force et se relâcher», fait remarquer M. Mead. «Plus le muscle est rapide, plus la contraction est courte. Ces muscles peuvent fonctionner en moins d'un centième de seconde.» L'équipe a modifié la longueur du muscle lorsqu'il se contractait afin de déterminer avec quelle vigueur ce muscle fonctionne dans l'animal. Le muscle s'allongeait et se raccourcissait à une vitesse contrôlable lorsque le moteur était en fonctionnement. Quand il était étiré, les chercheurs stimulaient le muscle pour qu'il se contracte afin de voir si le muscle tirait plus fortement sur le moteur ou si c'était le contraire. Et pour déterminer si le muscle était réellement super rapide, l'équipe a augmenté la vitesse du moteur à plus de 100 oscillations par seconde. «Il y a toujours une limite au nombre de contractions possibles dans une période de temps donnée», commente M. Mead. «Si la fréquence augmente et que les contractions suivent de très près, on arrive à un point où le muscle ne se relâche pas du tout et les contractions se succèdent directement. Nous sommes allés jusqu'au point limite, où le muscle se relâche et se contracte encore.» Le professeur Elemans commente: «Nous avons déterminé la puissance des muscles, un peu comme si nous mesurions la puissance d'une voiture. Nous étions surpris de voir que les chauves-souris possèdent des muscles super rapides et peuvent réaliser des mouvements plus 190 fois par seconde, mais également que ce sont ces muscles qui limitent la vitesse maximal de signal durant le signal final.» Et M. Mead de conclure: «On pourrait comparer ce mécanisme au moteur d'une voiture. Il peut être conçu pour être efficace ou puissant, selon vos préférences. Les chauves-souris ont compensé beaucoup de puissance pour pouvoir réaliser ces oscillations rapides. C'est un peu comme un moteur conçu pour obtenir un tours/minute élevé.»Pour de plus amples informations, consulter: University of Southern Denmark: http://www.sdu.dk/?sc_lang=en Revue Science: http://www.sciencemag.org/
Pays
Danemark, États-Unis