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Source : https://www.nationalgeographic.com/animals/2021/01/tiny-catfish-shrugs-off-piranha-bites/
Comment ces poissons - «minuscules réservoirs de l'Amazonie» - survivent aux piqûres de piranha
Le cory à trois rayures, un petit poisson-chat, peut résister à plusieurs morsures de piranha. Ses écailles super fortes pourraient inspirer de nouveaux matériaux humains.
PUBLIÉ 21 JANVIER 2021
PAR ELIZABETH ANNE BROWN
PS : " cory à trois rayures", est le nom anglais commun du Corydoras Trilineatus
DES CHERCHEURS D'UN laboratoire de biomécanique californien ont récemment mis en scène ce qui aurait dû être le match en cage d'eau douce le plus déséquilibré de tous les temps. Dans un coin se trouvait un piranha au ventre rouge, la terreur aux dents de rasoir de l'Amazone. Dans l'autre, il y avait un cory à trois rayures, un poisson-chat légèrement idiot d'environ un pouce de long.
Le piranha poussa le cory dans un coin, s'ouvrit en grand et mordilla une, deux fois, finalement 10 fois - seulement pour que le poisson-chat se dégage et dérive imperturbable, même s'il est un peu vexé.
«Ce n'est même pas une réponse surprenante, là où ça s'en va vite», dit Misty Paig-Tran , professeur agrégé de sciences biologiques à la California State University, Fullerton, avec un petit rire d'admiration. «C'est juste un peu comme: 'Qu'est-ce que tu fais? Arrête de gâcher ma journée. ''
Comment ce petit poisson peut-il subir un tel abus? Selon des recherches récentes publiées dans la revue scientifique Acta Biomaterialia , le secret est son armure: des balances spécialisées en collagène et minéral qui dépassent leur poids. Les chercheurs espèrent que les humains pourront imiter ces échelles pour fabriquer des matériaux plus solides et plus légers, tels que les gilets pare-balles.
Nager un autre jour
Le cory à trois rayures appartient à un groupe taxonomique appelé le poisson-chat blindé et
passe ses journées à renifler le long des rives sablonneuses et des fonds boueux des rivières de l'Amazone et de ses affluents. Il utilise ses moustaches charnues bordées de papilles gustatives pour chercher de la nourriture.
D'une longueur d'un pouce ou deux, ces poissons peuvent être mangés entiers par certains grands prédateurs, y compris les loutres géantes et les dauphins roses . Mais quand il s'agit de piranhas - en particulier les plus petits qui ont tendance à s'intéresser au poisson-chat pour commencer - les écailles du cory donnent à la créature une chance de se battre.
Au cours de l'étude, des corys à trois rayures ont été introduits dans des piranhas à ventre rouge élevés en captivité. Andrew Lowe , maintenant assistant de recherche à l'Université Chapman, a pensé que le pronostic du cory était sombre - des vidéos d'aquariophiles nourrissant leurs piranhas de compagnie révèlent qu'une morsure à l'abdomen peut suffire à arracher les tripes de poissons non blindés de taille similaire.
Les piranhas à ventre rouge ont des dents acérées comme des rasoirs qui leur permettent de manger de nombreux animaux plus petits, notamment des poissons, des crustacés et des insectes.
Mais les corys ont tenu bon. Ils ont évasé des épines pointues sur leurs nageoires pectorales et le dos pour éloigner les piranhas de la fente principale de leur armure - la zone autour de leurs branchies, où une morsure bien placée peut entraîner une décapitation.
Les piranhas frappaient généralement la queue, mais ils avaient du mal à percer l'armure du cory. Quand ils l'ont fait, ils ont dû grignoter en moyenne huit fois pour mettre une bosse dans son armure de queue. Les piranhas ont eu encore plus de mal à percer les écailles abdominales du cory - ils n'ont réussi que 20% du temps, avec une moyenne de 10 morsures jusqu'à la ponction.
Trois des piranhas ont finalement abandonné après l'échec de leurs attaques, tandis que les sept autres piranhas ont pu envoyer leur proie. Mais c'est avec autant de rematchs que les piranhas voulaient et nulle part pour que le cory puisse s'échapper. Dans la nature, l'eau trouble et les plantes offrent de nombreux endroits où se cacher un poisson intelligent, dit Lowe.
«Il vous suffit de garder votre armure intacte jusqu'à ce que le piranha vous libère», dit Paig-Tran. S'ils peuvent s'échapper sans endommager leurs organes internes, «ils vivent pour combattre un autre piranha un autre jour».
Copier le cory
Contrairement au poisson arc -en- ciel ou au betta dans votre classe d'école primaire, les écailles du cory ne sont pas arrondies. Ils ressemblent plus à un jeu de cartes en éventail, long et mince et disposé en deux rangées verticales qui courent le long de son corps. Et tandis que les écailles de la plupart des poissons vivants sont formées par des odontoblastes, les cellules qui créent nos dents, les écailles du cory sont issues d'ostéoblastes, les cellules responsables de la construction osseuse.
Ces écailles, également appelées écailles, sont assez résistantes. Mais Lowe dit que c'est en fait une partie molle de l'armure du poisson qui lui donne un avantage. Chaque écaille est composée de deux couches: une surface dure et minéralisée et un réseau de tissu tissé à base de collagène, la même protéine qui rend notre peau élastique et forme l'échafaudage des os.
Les surfaces dures, particulièrement minces, comme les miroirs ou les assiettes à dîner, sont sujettes à la fragilité et à la fissuration sous l'effet du stress. Alors que la couche minérale dure de l'écaille rend plus difficile pour les dents du piranha de percer le cory plein de trous, cette couche douce en dessous aide à absorber la force des morsures pour empêcher la balance elle-même de se crisser .
Marc Meyers, ingénieur des matériaux à l'Université de Californie à San Diego, qui n'a pas participé à l'étude, décrit les résultats du match en cage de Lowe comme intrigants. «L'armure cutanée a évolué à plusieurs reprises dans la nature», chacune spécialement adaptée à la «course aux armements» prédateur-proie de l'écologie locale, dit Meyers. Il a ajouté qu'il serait impatient d'examiner la nanostructure de la partie molle de l'écaille du cory.
Si le cory est un poids plume, le poids lourd de l'Amazonie est l'arapaima, pesant 200 livres et mesurant jusqu'à six pieds de long. Meyers et son équipe étudient ce poisson depuis une décennie. L'armure de l'arapaima utilise du collagène disposé en feuilles de tire-bouchon compliquées pour diffuser la pression. Le collagène du cory pourrait être comme celui de l'arapaima en miniature, ou il pourrait s'agir d'une structure entièrement nouvelle, dit Meyers.
Les humains tentent de comprendre comment fonctionne l'armure de poisson depuis des milliers d'années et l'ont même utilisée pour concevoir une armure. Paig-Tran cite les cuirasses complexes en écailles de poisson de la dynastie Han et des Scythes comme des exemples de tentatives d'imiter la nature, un exercice connu sous le nom de biomimèse.
Aujourd'hui, les chercheurs voient l'interface dur-souple des espèces de poissons comme le cory comme un modèle pour créer une armure corporelle plus légère et plus flexible. Des équipes du monde entier ont testé des armures en écailles de poisson fabriquées à partir de polymères imprimés en 3D , de verre et de céramiques perforées , et un groupe de l'Imperial College de Londres a récemment prototypé des échelles polymères micro-minces renforcées de fibre de carbone qui, intactes, ont résisté à une charge 46% plus élevée. qu'une couche continue du polymère de fibre de carbone.
Paig-Tran dit qu'elle n'est pas surprise que les poissons comme le «petit réservoir de l'Amazone» aient une nageoire sur les inventeurs humains. Ils y sont depuis des millions d'années, après tout.