L'appendice de la crevette mante frappe avec une force énorme renforcée par des bulles de cavitation.

Introduction

La crevette mante est un crustacé marin qui se distingue par sa capacité à lancer des frappes puissantes à grande vitesse qui peuvent briser les coquilles de mollusques et même le verre des aquariums. Il le fait avec ses appendices rapaces - des pattes antérieures spécialisées pour la protection et l'alimentation. Il existe de nombreuses espèces différentes de crevettes mantis, et la morphologie de son appendice rapace classe la crevette mante comme un lanceur, un écraseur ou indifférencié. Alors que le mouvement rapide et la force initiale du mécanisme de frappe sont dus à l'amplification de puissance, les espèces smasher et indifférenciées peuvent ajouter une force supplémentaire à leur frappe en produisant des bulles de cavitation.

diagram of the mantis shrimp's raptorial appendage
Image: Holly Sullivan / Copyright © - Tous droits réservés

L'arme mortelle de la crevette mante est généralement tenue près du corps et quelque peu cachée par d'autres appendices. Vu isolément, sa structure et son potentiel d'action sont plus apparents. Illustration par Holly Sullivan / sulscientific.com

La stratégie

L'appendice rapace est divisé en quatre segments : le mérus (le plus proche du corps), le carpe, le propode et le dactyle. La forme du dactyle différencie la crevette en tant que lanceur, écraseur ou espèce indifférenciée. Les appendices lanceurs sont de longs segments pointus qui traversent l'eau et les proies molles. Les appendices fracassants et indifférenciés, en revanche, ont des «talons» contondants et bulbeux sur le dactyle utilisés pour porter des coups puissants à courte portée. Ce talon qui s'accélère rapidement est ce qui crée une bulle de cavitation.

Illustration of the mantis shrimp's club strike and resulting cavitation bubble
Image: Holly Sullivan / Copyright © - Tous droits réservés

Lorsque le club de la crevette mante frappe, il déplace l'eau si rapidement qu'il crée une zone de basse pression qui forme ensuite une bulle et s'effondre dans une explosion de lumière et de son à haute énergie. Illustration par Holly Sullivan / sulscientific.com

Des bulles de cavitation sont créées lorsqu'un objet se déplace dans l'eau à des vitesses très élevées et crée des gradients de vitesse extrêmes dans l'eau qui coule. Dans les bonnes conditions, cela produit une cavité ou une bulle dans laquelle la pression est si faible que l'eau se vaporise. Lorsque les bulles s'effondrent sous des pressions environnantes plus élevées, elles émettent de l'énergie sous forme de son, de lumière et d'ondes de chaleur. L'ensemble du processus se déroule en quelques millisecondes. La cavitation est un phénomène courant avec les hélices de bateau, qui crée un flux continu de bulles qui s'effondrent et érodent le métal de l'hélice au fil du temps.

Dans le cas des appendices smasher et indifférenciés chez les crevettes mantis, leur anatomie et leurs vitesses de frappe créent les conditions parfaites pour une seule bulle de cavitation. Lorsque la bulle éclate, sa force est presque égale à celle de la frappe elle-même. Une seule bulle de cavitation est proportionnelle au tir d'une balle de calibre 22. C'est le coup de poing un-deux de la mer profonde. L'appendice du harpon ne crée pas de bulle de cavitation en raison de son design élégant.

Ce résumé a été rédigé par Allie Miller.

Le Dr Sheila Patek décrit la découverte de bulles de cavitation dans les frappes de crevettes mantis.

Dernière mise à jour le 29 mars 2021