Le pucepetits insectes hématophagesse nourrir de sang et se réfugier dans des environnements humides et ombragés, à l’intérieur et à l’extérieur des bâtiments. Malgré le leur petite tailleavec les femmes de 4 à 5 mm et des hommes plus petits, ils sont équipés d’une capacité extraordinaire: sauter des distances incroyables, jusqu’à 30 fois leur longueur, et dans certains cas même 100 fois. Ces sauts sont possibles grâce à un « maquillage évolutif« Extraordinaire représenté par résilineune protéine qui fonctionne comme une sorte de « printemps biologique » stocker l’énergie élastique et la libérer Dans un instant pour unaccélération de la foudre. Au cours des dernières décennies, les études scientifiques ont Le mécanisme de saut a progressivement clarifiémettant en évidence le rôle de la résiline et la structure des jambes arrière qui vous permet de diriger et d’orienter le saut au meilleur.
Les puces sautent en trois phases
Le saut des puces est un mécanisme complexe basé sur un Système d’accumulation et de libération d’énergie. Le processus a lieu à travers Plusieurs étapes clés: préparation du saut; Libération d’énergie et pousser vers le sol; Trajectoire et contrôle du saut.
Pendant la phase de Préparation du sautLes puces commencent à positionner les pattes arrière, accroupies en une configuration qui pourrait être défini comme « en fonction« . Pendant cette phase, les muscles de l’équipement se contractent et compriment la poitrine. résilineune protéine élastique capable de stocker et libérer de grandes quantités d’énergie. La résiline, à ce stade, est chargée d’énergie élastique comme un ressort tendu. Pour empêcher cette énergie d’être libérée immédiatement, les joints des pattes arrière sont bloqués.
Une fois l’énergie accumulée, la partie terminale des jambes arrière en donne une poussé vers le sol. De cette façon, le bloc des articulations est libéré, le Resilina se développe rapidement Et transforme l’énergie élastique accumulée en mouvement. Ce mécanisme permet une accélération extrêmement rapide, avec des valeurs d’environ 100 fois l’accélération de la gravité terrestre.
La façon dont la force est transférée au sol (pratiquement lorsque les jambes poussent sur le sol) déterminent leorientation de saut. Deux hypothèses historiques avaient tenté d’expliquer cet aspect: leHypothèse de Rothschildselon lequel la poussée est transmise à travers le trochanter (une partie de la patte arrière très similaire à un genou en contact avec le sol), el ‘Hypothèse de Bennet-Clarkselon laquelle la force est appliquée par le tibia et le tarse.
Les études les plus récentes, cependant, utilisant la microscopie électronique et l’analyse cinétique à haut débit pour étudier le phénomène, ont montré que le La deuxième hypothèse est correcte: La force de poussée est transmise à travers le tibia et le tarse, et non du trochanger. Ce mécanisme permet un Meilleur contrôle de la gestion du saut Et il permet aux puces de moduler la trajectoire.
La Resilina: la protéine à sauter
La résiline est une protéine élastique qui se trouve dans de nombreux insectes et sa fonction est de stocker et de libérer de l’énergie efficacement. Les propriétés mécaniques de cette protéine sont hors de l’ordinaire, en fait, la résiline peut être comprimée et libérée avec unEfficacité énergétique supérieure à 90%en faisant l’un des matériaux élastiques biologiques plus performant connu à ce jour. Des études menées avec la microscopie à fluorescence ont montré que la résiline dans les puces se trouve dans des régions spécifiques de la poitrine.
Cette protéine vient progressivement chargé puis libéré en fraction de millisecondespermettant aux puces de s’accélérer rapidement sans demander une force musculaire directe.
Comparaison avec d’autres insectes parlés
Les puces ne sont pas les seuls insectes à exploiter un mécanisme d’accumulation et de libération d’énergie pour le saut. Par exemple, le Fles de neige (Boreus hyemalis), appartenant à l’ordre de Mecoptera, utilisez un système similaire. Cependant, ils utilisent non seulement les pattes arrière, mais aussi les médianes pour le saut. Cela suggère un lien évolutif possible entre ces insectes et les vraies puces. D’autres insectes tels que monter et les choleoteri aux puces utilisent également la résiline pour le saut, mais avec une distribution différente dans leur corps.
La compréhension des mécanismes avec ici ces insectes peuvent effectuer leurs sauts incroyables offrent des idées pour des applications possibles en robotique et des matériaux de matériaux, exploitant les propriétés vues pour se développer Nouveaux systèmes de propulsion Élastique et efficace.