Les planthoppers sont les seules créatures connues à posséder un mécanisme d’engrenage. Le Issus coleoptratus est le premier type de planthopper à décrire formellement son mécanisme semblable à un engrenage. La plupart des espèces du genre Issus se trouvent en Europe, au Proche-Orient et en Afrique du Nord.

Selon une nouvelle étude, Issus coleoptratus, un insecte sauteur de plantes, est la première créature vivante à posséder des engrenages fonctionnels. Lorsque l’insecte saute, les deux engrenages entrelacés sur ses pattes postérieures aident à synchroniser les pattes.

Les engrenages du planthopper pour sauter

Chaque patte possède une bande courbée de 10 à 12 dents d’engrenage qui s’attachent aux trochantères de l’insecte. Malcolm Burrows a décrit ces structures en 1957, mais personne n’avait démontré que les engrenages fonctionnaient.

Les pattes postérieures des insectes peuvent être disposées de deux manières. Les pattes des sauterelles et des puces se déplacent dans des plans différents sur les côtés de leur corps, tandis que les pattes des insectes sauteurs champions, comme les planthoppers, se déplacent dans le même plan sous leur corps. En conséquence, les pattes du planthopper doivent être étroitement couplées.

S’il y avait une légère différence de synchronisation entre les pattes, le corps commencerait à tourner.

Malcolm Burrows, Professeur émérite de neurobiologie à l’Université de Cambridge au Royaume-Uni

Selon les résultats de l’étude, détaillés dans le numéro du 13 septembre de la revue Science, les engrenages synchronisent le mouvement des pattes postérieures à moins d’environ 30 microsecondes l’une de l’autre, ce qui est bien plus rapide que ce que le système nerveux pourrait atteindre.

Burrows a remarqué que les engrenages glissaient parfois l’un sur l’autre, mais lorsqu’ils s’engageaient enfin, les deux pattes se synchronisaient.

Burrows a expérimenté sur un planthopper mort : lorsqu’il tirait sur l’une de ses pattes, les deux pattes s’étendaient rapidement. Ainsi, il affirme que la mécanique du système squelettique peut synchroniser les pattes d’elle-même. (Source : Live Science)

Quel type d’engrenages les planthoppers immatures possèdent-ils ?

Seuls les planthoppers immatures, ou nymphes, possèdent des dents d’engrenage perdues lors de la dernière mue. Les planthoppers adultes obtiennent le même effet que des engrenages en utilisant la friction entre leurs pattes.

Selon Burrows, les adultes peuvent abandonner leurs engrenages parce que les dents d’engrenage peuvent se casser, mettant en danger la survie de l’insecte. Les nymphes muent leur exosquelette cinq ou six fois avant l’âge adulte et peuvent réparer les dommages, tandis que les adultes n’ont qu’un seul corps.

Les adultes ont des corps plus grands et plus rigides, donc la friction peut être un moyen plus efficace pour eux de synchroniser leurs pattes.

C’est très excitant de voir, un à un, des composants de l’ingénierie mécanique humaine être découverts dans le monde vivant, aussi.

Alexander Riedel, Conservateur du Musée d'Histoire Naturelle d'État de Karlsruhe en Allemagne

Il existe quelques autres animaux qui possèdent des structures semblables à des engrenages. Comme son nom l’indique, la tortue à roue dentée possède un engrenage décoratif sur sa carapace. Certains reptiles ont des valves cardiaques en forme d’engrenage, ce qui augmente la résistance au flux sanguin. De plus, certains insectes ont des boutons semblables à des engrenages qui produisent des sons de sifflement. Cependant, aucune de ces structures ne fonctionne comme un engrenage au sens traditionnel.

Burrows a d'abord découvert des insectes à pattes engrenées dans le jardin d'un collègue en Allemagne. Il les a recherchés en Angleterre mais n’a pas pu les trouver. (Source : Live Science)

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