La vie secrète du surf des Remoras en stop sur les baleines bleues

Dans une étude publiée le 28 octobre dans le Journal de biologie expérimentale, une équipe internationale de chercheurs étudiant les environnements fluides uniques des rorquals bleus voyageant au large de Palos Verdes et de San Diego, en Californie, a rapporté avoir capturé le tout premier enregistrement continu du comportement de la remora sur un organisme hôte, en utilisant des balises de biodétection avancées avec enregistrement vidéo capacités.

L’étude montre les secrets du succès du poisson remora dans l’auto-stop à bord de baleines à fanons de plus de 30 fois leur taille pour traverser l’océan en toute sécurité – ils sélectionnent les régions les plus optimales en termes de débit sur le corps de la baleine, comme derrière l’évent de la baleine. , où la résistance à la traînée pour le poisson est réduite jusqu’à 84%. Les découvertes de l’équipe montrent également que les remoras peuvent se déplacer librement pour se nourrir et se socialiser pendant leur trajet, même si leur hôte baleine atteint des vitesses d’éclatement de plus de 5 mètres par seconde, en utilisant des comportements de surf et d’écrémage jusque-là inconnus le long de voies de déplacement spéciales à faible traînée. existent juste à la surface du corps de la baleine.

Les chercheurs affirment que l’étude représente l’analyse dynamique des fluides corporels globaux de la plus haute résolution à ce jour, dont les informations pourraient potentiellement être utilisées comme base pour mieux comprendre le comportement, la consommation d’énergie et la santé écologique globale de l’espèce, ainsi que améliorer le marquage et le suivi des baleines et autres animaux migrateurs dans les études futures.

“Les baleines sont comme leur propre île flottante, fondamentalement comme leurs propres petits écosystèmes. … Pour avoir un aperçu de l’environnement d’écoulement des baleines bleues dans une résolution millimétrique grâce à cette étude est extrêmement excitant”, a déclaré Brooke Flammang, professeur adjoint de biologie au New Jersey Institute of Technology et l’auteur correspondant de l’étude. “Grâce à une heureuse coïncidence, nos enregistrements ont capturé comment les remords interagissent dans cet environnement et sont capables d’utiliser la dynamique de flux distincte de ces baleines à leur avantage. C’est incroyable parce que nous ne savons presque rien sur la façon dont les remords se comportent sur leurs hôtes en la nature sur une période de temps prolongée. “

Jusqu’à présent, les scientifiques qui étudient les relations symbiotiques entre les remoras et leurs hôtes dans leur habitat naturel océanique se sont principalement appuyés sur des images fixes et des preuves anecdotiques, laissant une grande partie de la façon dont ils procèdent à leur comportement de collage réputé sous la surface un mystère.

Dans leur récente enquête, les chercheurs ont utilisé des balises de biologie multi-capteurs avec deux caméras qu’ils ont attachées aux baleines via quatre disques d’aspiration de 2 pouces. Les balises ont pu calculer diverses mesures à l’intérieur de l’écosystème de la baleine, telles que la pression de surface et les forces fluides complexes autour des baleines, ainsi que la localisation GPS et la vitesse de déplacement grâce aux vibrations des balises, tout en enregistrant en vidéo les remords à 24 images par seconde et 720p. résolution.

“Heureusement, la traînée des cockpits d’avion en forme de fossette a été mesurée à plusieurs reprises et nous avons pu appliquer ces connaissances pour aider à comprendre la traînée que ces remords subissaient”, a déclaré Erik Anderson, co-auteur, chercheur en dynamique des biofluides à Grove City Collège et chercheur invité à la Woods Hole Oceanographic Institution. “Mais notre étude nécessitait encore de calculer, pour la toute première fois, l’écoulement sur une baleine bleue en utilisant la dynamique des fluides computationnelle … il a fallu une équipe internationale de biologistes, de programmeurs, d’ingénieurs et d’un supercalculateur pour le faire.”

Les 211 minutes de séquences vidéo et de données d’étiquettes de baleine de l’équipe traitées par les chercheurs du Barcelona Supercomputing Center ont capturé un total de 27 remords à 61 endroits sur l’ensemble des baleines, constatant que les remords étaient le plus souvent des pods et voyageaient entre trois des plus bénéfiques sur le plan hydrodynamique. endroits où l’écoulement et les sillages séparant sont causés par les caractéristiques topographiques distinctes de la baleine: directement derrière l’évent, à côté et derrière la nageoire dorsale, et la région du flanc au-dessus et derrière la nageoire pectorale.

Selon les mesures de l’équipe, Anderson dit que la force de cisaillement subie par un remora de taille moyenne dans le sillage derrière le trou de soufflage d’une baleine nageant à la vitesse occasionnelle de 1,5 m / s peut être aussi faible que 0,02 Newtons, la moitié de la force de glisser dans le flux gratuit ci-dessus. Cependant, Anderson note que la force d’aspiration moyenne du remora de 11-17 Newtons est plus qu’un match pour même la place de stationnement la plus intense sur la baleine, sa queue, où la remora subit environ 0,14 Newtons de force de cisaillement. Et bien que les forces soient plus importantes, il en va de même pour les grands remora chevauchant des baleines nageant à des vitesses beaucoup plus élevées.

“Nous avons appris que le disque d’aspiration du remora est si fort qu’il peut coller n’importe où, même la douve de la queue où la traînée a été mesurée la plus forte, mais ils aiment aller pour la conduite facile”, a déclaré Erik Anderson. “Cela leur permet d’économiser de l’énergie et leur rend la vie moins coûteuse car ils font du stop et survolent la surface de la baleine comme une sonde de la NASA sur un astéroïde ou un mini-monde.”

Remoras Go Surf’s Up

Les balises ont montré que pour conserver l’énergie tout en se déplaçant sur leur île flottante, les remoras profitent de la physique de la baleine en surfant à l’intérieur d’une fine couche de fluide entourant le corps de la baleine, connue sous le nom de couche limite, où l’équipe a constaté que la force de traînée était réduite. jusqu’à 72% par rapport au flux gratuit beaucoup plus puissant juste au-dessus. Flammang dit que les poissons peuvent se soulever à moins de 1 cm de leur hôte dans cette couche pour nourrir ou rejoindre leurs compagnons à d’autres endroits sociaux à faible traînée sur la baleine, changeant parfois de direction en écrémant ou en attachant et relâchant à plusieurs reprises leurs disques d’aspiration sur le corps de la baleine.

Flammang soupçonne que les remoras sont capables de se déplacer librement sans être complètement détachés de leurs hôtes rapides, qui peuvent se déplacer près de sept fois plus vite que le remora, grâce à quelque chose appelé l’effet Venturi.

“Le comportement d’écrémage et de surf est incroyable pour de nombreuses raisons, notamment parce que nous pensons qu’en restant à environ un centimètre du corps de la baleine, ils profitent de l’effet Venturi et utilisent les forces de succion pour maintenir leur proximité”, a expliqué Flammang. «Dans cet espace étroit entre la remora et la baleine, lorsque le fluide est acheminé dans un espace étroit, il se déplace à une vitesse plus élevée mais a une pression plus faible, donc il ne va pas repousser le remora mais peut réellement l’aspirer vers l’hôte. Ils peut nager dans le ruisseau libre pour prendre une bouchée de nourriture et redescendre dans la couche limite, mais il faut beaucoup plus d’énergie pour nager dans le courant libre du courant. “

En plus de découvrir de nouveaux détails sur les prouesses de l’auto-stop du remora, l’équipe affirme qu’elle continuera d’explorer à la fois les environnements d’écoulement autour des baleines et les mécanismes par lesquels des organismes spécifiquement adaptés comme les remoras se fixent avec succès aux hôtes afin d’améliorer les technologies et les conceptions d’étiquettes d’animaux. périodes de surveillance comportementale et écologique. L’équipe utilise également ses nouvelles connaissances sur les emplacements d’attachement à faible traînée préférés du remora pour mieux informer sur les endroits où ils pourraient marquer les baleines dans les études à venir.

“C’est un processus extrêmement ardu d’étudier les baleines avec les permis, les règlements de recherche et le jeu du hasard pour trouver des animaux, le tout pour que les étiquettes tombent généralement dans les 48 heures”, a déclaré Flammang. «Si nous pouvons trouver un meilleur moyen de collecter des données à plus long terme grâce à un meilleur placement des étiquettes ou à de meilleures technologies, cela pourrait vraiment faire progresser notre apprentissage de l’espèce et de nombreux autres animaux auxquels les remords s’attachent.