Des analyses biomécaniques et des simulations informatiques révèlent les mécanismes d’accrochage du piège à mouches Vénus –

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  • Les biologistes de Fribourg Dr. Anna Westermeier, Max Mylo, Prof. Dr. Thomas Speck et Dr. Simon Poppinga et l’ingénieur en structure de Stuttgart Renate Sachse et Prof. Dr. Manfred Bischoff montrent que le piège de la plante carnivore est sous précontrainte mécanique. De plus, ses trois couches de tissu de chaque lobe doivent se déformer selon un motif spécial. L’équipe a publié ses résultats dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences ETATS-UNIS.

    Le régime alimentaire du piège à mouches de Vénus se compose principalement d’insectes rampants. Lorsque les animaux touchent les poils sensoriels à l’intérieur du piège deux fois en environ 20 secondes, il se ferme. Des aspects tels que la façon dont le piège perçoit sa proie et la façon dont il différencie une proie potentielle d’une goutte de pluie tombant dans le piège étaient déjà bien connus des scientifiques. Cependant, le processus de morphing précis des moitiés du piège est resté largement inconnu.

    Afin de mieux comprendre ces processus, les chercheurs ont analysé les surfaces intérieures et extérieures du piège à l’aide de méthodes de corrélation d’images 3D numériques. Les scientifiques utilisent généralement ces méthodes pour l’examen des matériaux techniques. En utilisant les résultats, l’équipe a ensuite construit plusieurs pièges virtuels dans une simulation par éléments finis qui diffèrent dans leurs configurations de couche de tissu et dans le comportement mécanique des couches.

    Seuls les pièges numériques qui étaient sous précontrainte présentaient le claquement typique. L’équipe a confirmé ce constat par des tests de déshydratation sur de vraies plantes: seuls les pièges bien arrosés sont capables de se fermer rapidement et correctement en libérant cette précontrainte. L’arrosage de la plante a changé la pression dans les cellules et avec elle le comportement des tissus. Pour se fermer correctement, les pièges devaient également être constitués de trois couches de tissu: un intérieur qui se resserre, un extérieur qui se dilate et une couche intermédiaire neutre.

    Speck et Mylo sont membres du pôle d’excellence des systèmes de matériaux vivants, adaptatifs et autonomes en énergie (livMatS) de l’Université de Fribourg. Le piège à mouches Venus y sert de modèle pour un démonstrateur biomimétique en matériaux artificiels en cours de développement par les chercheurs du cluster. Les scientifiques l’utilisent pour tester les utilisations potentielles de systèmes de matériaux qui ont des caractéristiques réalistes: les systèmes s’adaptent aux changements de l’environnement et récupèrent l’énergie nécessaire de cet environnement.

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par Université de Fribourg. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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