Environnement

Une plante carnivore aquatique qui capture sa proie en moins d’une milliseconde

Les utriculaire, des plantes carnivores aquatiques courantes dans les marais capturent leurs proies en moins d’une milliseconde. Des physiciens du Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (CNRS/Université Joseph Fourier Grenoble 1) ont découvert le processus mécanique qui permet à la plante de prendre au piège tous les petits animaux aquatiques qui s’en approchent. C’est l’inversion de sa courbure et la libération de l’énergie élastique associée forment le piège aquatique le plus rapide que l’on connaisse. Ces résultats sont publiés le 16 février 2011 sur le site de la revue Proceedings of the Royal Society of London B.

Dépourvues de racines, les utriculaires possèdent des feuilles filiformes et fourchues sur lesquelles sont fixés les pièges en forme d’outre (d’où leur nom), de quelques millimètres. Les fleurs montées sur de longues tiges sortent de l’eau, et les pièges restent sous la surface. Lorsqu’un animal aquatique (puce d’eau, cyclopes, daphnies, ou petites larves de moustique) touche ses poils sensitifs, le piège l’aspire en une fraction de seconde ainsi que l’eau qui sera ensuite évacuée par les parois.

Caméra à haute cadence
Les chercheurs ont observé et enregistré avec une caméra haute cadence les mouvements de la capture. L’enregistrement montre une phase de « flambage » de la porte du piège qui inverse sa courbure et lui permet de s’ouvrir et de se refermer très rapidement, emprisonnant la proie. L »aspiration dure moins d’une milliseconde ce qui est bien plus court que ce qui était supposé auparavant.
Tout d’abord le piège se prépare : en quelques heures, la plante refoule lentement le liquide intérieur vers l’extérieur, ce qui met le piège en sous-pression. Pendant cette phase d’armement, de l’énergie élastique est stockée dans les parois du piège.
Le piège est prêt à se refermer sur sa proie. Le moindre toucher d’un poil sensitif situé sur la porte déclenche son ouverture. L’ouverture commence par le « flambage » de la porte, c’est à dire un changement soudain de forme. La porte agit comme une valve élastique : initialement bombée vers l’extérieur, elle se retourne brutalement vers l’intérieur, inversant sa courbure.
La libération de l’énergie élastique crée un tourbillon d’aspiration, avec des accélérations allant jusqu’à 600 g (1), laissant peu de chances à la proie. Le g est une unité d’accélération correspondant approximativement à l’accélération de la pesanteur à la surface de la Terre. Sa valeur conventionnelle est de 9,80665 m.s-2. Très vite, la porte s’inverse et reprend sa forme initiale. Le piège est alors hermétiquement refermé sur sa proie qui sera dissoute par les enzymes digestives de la plante, lui apportant de précieux nutriments. Jusqu’à sa prochaine capture… Ces résultats ont été confirmés par les simulations numériques des chercheurs, faisant l’objet d’une seconde publication dans Physical Review E.
Pour voir le film: http://www-lsp.ujf-grenoble.fr/equipe/dyfcom/marmottant/

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