Down in Jungleland: Wing It comme un pro

Les ailes d'un insecte semblent fragiles, mais elles peuvent battre 250 fois par seconde, volant d'une manière dont les humains ne peuvent que rêver.

Il est étonnant de voir comment une créature aussi fragile qu'un papillon, avec ses ailes très fines, peut entreprendre des vols transcontinentaux, chevauchant en quelque sorte les tempêtes et les coups de vent en cours de route.

Nous les avons enviés, probablement depuis le moment où nous avons réalisé qu'ils pouvaient voler et nous ne le pouvions pas ; qu'ils avaient des ailes et pas nous. Et, pour le frotter, Mère Nature a mis au point deux conceptions d'ailes et techniques de vol complètement différentes, bien que tout aussi ingénieuses, pour permettre aux insectes et aux oiseaux de s'envoler de différentes manières. Ici, nous allons voir de quoi sont faites les ailes d'insectes et comment elles fonctionnent.

Les ailes des insectes sont constituées de deux couches de chitine, qui est souple, résistante et résistante, prises en sandwich - la même substance que l'exosquelette d'un insecte. Ils peuvent être d'une transparence irisée et luisant comme de la cellophane - comme dans les ailes des mouches et des libellules - ou, avec des couleurs et des motifs glamour, comme dans les papillons. Ils ont l'air fragiles et semblent si fragiles lorsqu'ils se tordent et tournent - mais ce n'est qu'une illusion, car ils peuvent battre 250 fois par seconde, se tordant et tournant autour de leur axe à chaque battement, créant et libérant de furieuses petites tornades (vortex) lorsqu'ils faire. La résistance structurelle est fournie par un chantournage de veines (le motif est unique à chaque espèce d'insecte) et, bien que la plupart des ailes soient mortes, certaines terminaisons nerveuses sont vivantes et sensibles. Au repos, elles ne ressemblent même pas à des ailes typiques - étant des surfaces planes et planes. Mais une fois qu'ils sont mis en mouvement, ils prennent la forme de profils aérodynamiques et fournissent la portance nécessaire pour faire décoller ce qui est essentiellement une créature à l'aspect peu aérodynamique du sol et s'élancer dans les airs.

La plupart des insectes ont une seule paire d'ailes, bien que beaucoup aient commencé par en avoir deux. Certains traditionalistes anciens comme les libellules le font encore. Dans le clan des coléoptères, la paire d'ailes antérieures a évolué en couvertures d'ailes colorées appelées élytres, qui sont soulevées lorsque l'insecte vole. Ils contribuent également à un peu de portance. Dans d'autres, comme les vraies mouches, les ailes arrière ont évolué en boutons tronqués appelés haltres qui assurent la stabilité en vol. Plusieurs insectes à quatre ailes tels que les papillons, les abeilles et les guêpes, accrochent ou attachent leurs ailes arrière et avant ensemble tout en volant afin qu'ils fonctionnent comme une seule paire. Le vol des insectes est extrêmement complexe et nous a déconcertés pendant très longtemps avant que nous commencions à le comprendre.

La façon la plus simple de l'expliquer est peut-être que les insectes volent à peu près de la même manière que les hélicoptères - en soufflant de l'air en dessous et loin d'eux, assurant ainsi la portance et la propulsion. Alors qu'un hélicoptère incline son nez vers le bas pour obtenir la combinaison correcte de portance et de propulsion (de sorte que ses aubes soient correctement inclinées), l'insecte y parvient en tordant ses ailes autour de leur axe comme un huit à chaque battement d'aile. Une quantité furieuse d'énergie est nécessaire pour faire décoller et voler ces petites créatures volumineuses et aux longues jambes, et cela est fourni par les muscles massifs du thorax de l'insecte. Ici aussi, deux systèmes différents sont à l'œuvre.

Les insectes à quatre ailes comme les libellules ont une paire de muscles de vol par aile, qui actionne les ailes directement grâce à un ingénieux mécanisme d'articulation - un muscle est responsable de la montée et l'autre de la descente. Les muscles sont placés verticalement dans le thorax, articulés à la base des ailes par le haut. Comme chaque aile possède sa propre musculature, elle peut battre indépendamment les unes des autres, permettant à l'insecte d'effectuer d'étonnantes manœuvres de vol. D'un autre côté, une libellule ne peut pas battre ses ailes plus d'environ 25 battements par seconde, bien que cela ne semble pas du tout affecter ses performances aériennes - et elle peut voler parfaitement confortablement même avec seulement trois ailes. Les insectes comme les abeilles et les guêpes ont deux paires de muscles de vol indirects, qui sont reliés au thorax, horizontalement et verticalement, et leurs ailes sont attachées aux côtés du thorax. La contraction des muscles verticaux tire le haut du thorax vers le bas et fait gonfler ses côtés faisant bouger les ailes vers le haut, et la contraction du muscle horizontal cambre le toit thoracique vers le haut, provoquant le déplacement des ailes vers le bas. Le système est tellement levier qu'un petit mouvement du thorax entraîne un mouvement d'aile relativement important et un mécanisme de clic étonnant (plutôt comme l'enclenchement et l'arrêt d'un interrupteur électrique) fonctionnant entre le thorax et les ailes accélère la fréquence de les battements d'ailes.

Un morceau unique de tissu musculaire hyperactif appelé muscle fibrillaire, qui se contracte automatiquement après avoir été étiré, garantit que l'alimentation électrique des ailes se poursuit bien après l'arrêt de l'impulsion du système nerveux central. Les muscles peuvent ainsi se contracter et se détendre beaucoup plus rapidement que le système nerveux ne peut le commander, permettant des fréquences de battements d'ailes de 250 battements par seconde. De plus, il existe plusieurs autres muscles accessoires qui permettent aux ailes de se tordre et de tourner, permettant à l'insecte de manœuvrer de manière éblouissante - et à une mouche de se poser à l'envers au plafond ! Comme la plupart des moteurs, les moteurs de vol des insectes doivent également être réchauffés avant de pouvoir fonctionner et certains insectes peuvent déconnecter leurs ailes de leurs muscles (ou simplement frissonner leurs ailes) tout en les faisant vibrer pour atteindre des températures de fonctionnement (entre 30 et 40 degrés Celsius). C'est pourquoi les insectes ne volent généralement pas les jours d'hiver glacials.

Il est vraiment étonnant de penser à la façon dont une créature aussi fragile qu'un papillon, avec ses ailes squameuses et fines comme du tissu, peut entreprendre des vols transcontinentaux, chevauchant d'une manière ou d'une autre les tempêtes et les coups de vent en cours de route ; il est assez difficile d'imaginer comment, avec ce schéma de vol saccadé en yo-yo, il parvient à atterrir avec une telle précision sur une fleur soufflée par le vent (comme faire atterrir un hélicoptère sur un bateau à coque flottante !). Ou, comment cette mouche domestique embêtante échappe facilement à votre tapette à mouches, zoome avec insolence devant votre visage et fait quatre flips arrière avant d'atterrir à l'envers au plafond, encore une fois.

Vous ne pouvez lui donner qu'un 10 parfait.