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“Araignées atomiques” : les mâles en orbite comme des planètes… ou des électrons

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“Araignées atomiques” : les mâles en orbite comme des planètes… ou des électrons

“Araignées atomiques” : les mâles en orbite comme des planètes… ou des électrons

Parmi les araignées, les Trichonephila clavipes (également appelées Nephila clavipes) sont connues pour les toiles impressionnantes qu’elles tissent : la soie de ces petites créatures a la particularité d’être d’une superbe couleur dorée. Ces toiles, pouvant mesurer près d’un mètre de long, sont généralement tissées par les femelles. Pour se reproduire, ce sont les mâles qui y grimpent et tentent d’atteindre la propriétaire : une aventure épique et pleine de dangers.

Cette espèce d’araignées présente un fort dimorphisme sexuel : les mâles et les femelles ont une apparence très différente. En l’occurrence, les femelles sont largement plus grandes que les mâles, pouvant mesurer jusqu’à cinq centimètres. Les mâles, eux, atteignent à peine le centimètre. 

Un terrain de tous les dangers

Leur petite taille n’est que le premier obstacle auquel les mâles doivent faire face sur la toile de la femelle. Le terrain y est glissant : le moindre faux pas sur les filaments de soie dorée entraîne la fin de l’aventure pour les mâles intrépides, car la femelle est à l’affût – et accessoirement cannibale. 

S’ils se font repérer, elle les capture et les élimine sans autre forme de procès. Sylvia Fernanda Garza, du Max Planck Institute of Animal Behavior (Allemagne), étudie ces arthropodes dans les forêts du Panama, où elle a “souvent vu des mâles trop zélés être victimes des femelles cannibales, surtout lorsqu’ils prennent un mauvais chemin ou qu’ils s’approchent d’elles trop rapidement.”

Compétition sur la toile

Dans le monde animal, la compétition est présente à bien des niveaux, que ce soit pour l’accès à des ressources ou à de la nourriture, pour contrôler un territoire ou, notamment chez les Trichonephila, pour se reproduire : plusieurs mâles poursuivant le même but se retrouvent souvent dans la même arène. 

Avec tous ces paramètres à prendre en compte, la quête des petits mâles araignées ressemble plus à une édition particulièrement stratégique des Hunger Games qu’à une promenade le long d’un fleuve tranquille. Il semblerait naturel d’étudier cette compétition en modélisant des prises de décision de la part des différents acteurs impliqués, aussi petits soient-ils. Pourtant, ces schémas cognitifs sont fort difficiles à vérifier dans des expériences comportementales. Des chercheurs du Max Planck Institute of Animal Behavior et de l’Institut Weizmann des Sciences (Israël) se sont demandé s’il était possible d’aborder le problème autrement. 


Une femelle Trichonephila (à gauche), à côté d’un mâle, beaucoup plus petit (à droite). (MPI of Animal Behavior/ Alex Jordan)

Des araignées et des étoiles : la force d’attraction

Dans leur étude, publiée dans la revue PNAS, les scientifiques ont choisi d’étudier les interactions entre les araignées sur la toile, plus précisément leurs dynamiques spatio-temporelles pendant la compétition. Différentes forces physiques entrent en jeu, les deux principales étant des forces d’attraction et de répulsion. 

Alex Jordan, à la tête du laboratoire d’écologie comportementale du Max Planck Institute of Animal Behavior et l’un des auteurs de l’étude en question, détaille ainsi l’idée derrière leurs travaux : “Imaginez des électrons orbitant autour d’un noyau, ou une étoile massive dans l’espace, si grande qu’elle génère son propre champ gravitationnel et attire des objets vers elle ; on peut se représenter la gigantesque femelle cannibale sur sa toile de la même façon. Maintenant, imaginez des planètes plus petites, des comètes ou bien des satellites, passant à côté de cette force très attractive ; ce sont nos mâles, minuscules mais courageux.” 

S’ils approchent trop vite de l’étoile (ou de la femelle en l’occurrence, mais il faut filer la métaphore), ou par un angle inadapté, les plus petits corps (donc, les mâles) se font aspirer par cette force. À l’échelle cosmique, cela correspondrait à une collision dont le seul résultat serait la destruction de la planète. À l’échelle animale, vous l’aurez compris, les mâles se retrouveraient au rang de proies sans défense. 

Des araignées et des électrons : la force de répulsion

Les planètes, bien qu’amplement plus petites que les étoiles autour desquelles elles orbitent, possèdent elles aussi leur propre champ gravitationnel. La métaphore continue : les mâles s’attirent également les uns les autres. 

Au fur et à mesure qu’ils s’approchent de la femelle, cette attraction laisse rapidement la place à une force répulsive : les petits mâles commencent alors à se comporter comme des électrons gravitant autour du noyau d’un atome, selon leur distance les uns des autres. Les chercheurs ont même commencé à désigner les petites créatures qu’ils étudient par le surnom affectif de “araignées atomiques”

Petit point atomistique : les opposés s’attirent…

Les électrons, particules fondamentales chargées négativement, se repoussent les uns les autres. En revanche ils sont attirés par le noyau d’un atome, composé de protons chargés positivement et de neutrons, dont la charge électrique est nulle. On regroupe généralement les protons et les neutrons sous le nom de “nucléons”. 

La toile de la femelle est une véritable arène, sur laquelle la compétition est rude. Les mâles ne sont jamais à l’abri : les filaments de la toile propagent les vibrations générées par leur moindre mouvement. Ils risquent à tout moment de signaler malencontreusement leur présence, que ce soit aux autres mâles qui peuvent les attaquer, ou bien à la femelle qui en fera son dîner… 

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