Les insectes appelés bécassines à ailes de verre possèdent une « plume anale » capable de propulser des gouttelettes d’urine à très grande vitesse.
le Tireur d’élite à ailes de verre Il boit de grandes quantités d’eau et urine donc fréquemment, expulsant jusqu’à 300 fois son poids corporel en urine chaque jour. Au lieu de produire un flux continu d’urine, les parieurs créent des gouttes d’urine dans leur anus, puis recrachent ces gouttes loin de leur corps à des vitesses remarquables, avec une accélération 10 fois plus rapide qu’une Lamborghini. Les scientifiques de Georgia Tech ont déterminé que l’insecte utilise ce mécanisme inhabituel « d’hyper-poussée » pour conserver l’énergie, selon un nouvelle feuille Publié dans Nature Communication.
Type de Feuille rebondissanteTireur d’élite aux ailes de verre (Homalodisca vitripennis) C’est techniquement un fléau agricole, le fléau des vignerons californiens en particulier depuis les années 1990. Il se nourrit de nombreuses espèces végétales (dont la vigne), perçant la plante texture (qui transporte l’eau des racines vers les tiges et les feuilles) avec sa bouche en forme d’aiguille pour aspirer la sève. Les insectes consomment beaucoup de sève et leurs mictions fréquentes consomment à leur tour beaucoup d’énergie, en raison de leur petite taille, de la viscosité de la sève et de la tension superficielle négative (elle est naturellement aspirée vers l’intérieur). Mais la sève est composée à 95% d’eau, il n’y a donc pas beaucoup de contenu nutritionnel pour alimenter tout ce pipi.
« Si vous ne buvez que de la limonade light, et que c’est tout votre régime alimentaire, vous ne voulez vraiment pas gaspiller d’énergie sur aucune partie de votre processus biologique. » Parlez au nouveau scientifique. « C’est un peu le cas pour ce petit organisme. »
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Bhamla et ses collègues ont utilisé l’imagerie à grande vitesse pour étudier la dynamique des tireurs à ailes de verre en laboratoire : cinq insectes et 22 éjections de gouttelettes d’urine. La clé de la miction est ce qu’on appelle un stylo anal, et l’équipe a observé trois phases distinctes de la miction. Tout d’abord, le stylo tourne pour libérer une bulle d’urine. Une fois qu’il atteint une certaine taille, en environ 80 millisecondes, le stylet tourne un peu plus, en chargeant essentiellement la chute par ressort. Enfin, le stylo effectue une rotation rapide pour chasser la gouttelette d’urine. Les gouttelettes peuvent voyager jusqu’à 40% plus vite qu’un stylo (c’est-à-dire en hyperdrive). Obtenez suffisamment d’insectes en faisant cela en même temps et vous obtenez une « pluie de diffusion de feuilles ».
Les auteurs notent que la physique des projectiles élastiques (comme une goutte d’urine) est bien connue et nécessite une synchronisation séquentielle et une certaine synchronisation entre le lanceur et le projectile pour optimiser le transfert d’énergie et obtenir une propulsion optimale. en particulier, « [s] »Cette poussée contre-intuitive n’est obtenue que dans les projectiles élastiques (comme une goutte d’eau) en ajustant avec précision la fréquence de vibration du moteur principal à la fréquence naturelle du projectile », écrivent les auteurs.
Bhamla a comparé l’utilisation du stylo anal par un tireur d’élite à un plongeur sautant d’un haut plongeoir. Les modèles des auteurs ont montré que l’utilisation de ce mécanisme d’hyperpropulsion consommait quatre à huit fois moins d’énergie que la simple production d’un urètre. Comme avantage supplémentaire, le fait de projeter des gouttelettes d’urine rend moins probable que les bécassines chimiques soient détectées par des prédateurs tels que les guêpes parasitoïdes.
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De plus, le tireur d’élite n’est pas la seule espèce d’insecte à utiliser ce type de stratégie d’éjection; Selon les auteurs, la nature compte de nombreux « tireurs pourris », « feux de cul » et « bombardiers à crottes ». Par exemple, les larves du capitaine s’accrochent à leurs plaques anales et peuvent augmenter la tension artérielle pour expulser les granulés solides, tandis que certaines noctuelle (Famille Moth) L’espèce expulse des pelotes avec ses pattes pectorales. Mais c’est la première fois qu’une super poussée est observée dans un organisme vivant.
Les auteurs concluent: « En substance, l’hyperpoussée fournit une passerelle pour propulser un projectile élastique plus rapidement que la vitesse maximale de son opérateur grâce au réglage du temps et peut être considérée comme un système d’anneau à un coup. » « Pour les systèmes physiques dominés par les forces de tension superficielle, l’hyperpoussée fournit un mécanisme ingénieux par lequel cette force de blocage peut être exploitée comme un ressort. » Les applications possibles incluent l’élimination efficace des gouttelettes d’eau des petits appareils électroniques à faible consommation tels que les montres intelligentes, les systèmes autonettoyants pour les appareils électroniques portables et les systèmes de désembuage pour les lunettes et les lunettes.
DOI : Nature Communications, 2023. 10.1038 / s41467-023-36376-5 (à propos des DOI).
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