Les araignées parcourent des milliers de kilomètres dans les airs en utilisant leur soie pour surfer sur la répulsion électrostatique au lieu du vent.
Introduction
Vous avez peut-être entendu parler des araignées "sauteuses", mais saviez-vous que certaines araignées ont été trouvées à plus de deux milles de haut dans le ciel et à mille milles au large ?
Comment y arrivent-ils ? Charles Darwin a réfléchi pour la première fois à ce mystère au début des années 1800, mais ce n'est que récemment que les scientifiques ont trouvé une explication solide. Il s'avère qu'une toute petite araignée peut monter quelque chose de beaucoup plus excitant qu'une trombe d'eau.
La stratégie
Pour commencer son voyage, une araignée rampe jusqu'à un point exposé, soulève son abdomen, lance quelques brins de soie, puis s'envole. Pendant longtemps, on a pensé que l'araignée était simplement emportée par les courants de vent. Cependant, la physique n'avait tout simplement pas de sens : les araignées "ballonnent" comme ça quand le vent est faible, et les courants d'air légers ne pouvaient pas expliquer la vitesse impressionnante avec laquelle elles prennent leur envol. De plus, les araignées ne peuvent pas tirer beaucoup de soie par elles-mêmes ; une force externe devait le tirer de leurs filières. Maintenant, nous le savons : les araignées peuvent détecter et surfer sur les charges électriques de l'atmosphère terrestre.
Au fur et à mesure que l'araignée libère sa soie, les brins ramassent des charges négatives, et puisque des charges similaires se repoussent, la soie est poussée vers le haut et loin des surfaces chargées négativement sur lesquelles l'araignée est perchée.
Vous ne pensez peut-être à l'électricité dans l'air que lorsqu'il y a un orage, mais l'atmosphère autour de nous et au-dessus de nous est toujours chargée positivement. Le sol est toujours chargé négativement, ainsi que les plantes ou les rochers qui s'y trouvent. Lorsqu'une araignée rampe vers un point exposé, elle se place essentiellement au-dessus d'un paratonnerre (toute structure pointue dépassant d'un objet au sol, comme les feuilles d'un arbre, entraînera une augmentation de la force de la champ électrique environnant). Ensuite, lorsque l'araignée libère sa soie, les brins ramassent des charges négatives, et puisque des charges similaires se repoussent, la soie est poussée vers le haut et loin des surfaces chargées négativement sur lesquelles l'araignée est perchée.
Ce phénomène a été magnifiquement démontré dans une étude publiée en 2018 par des scientifiques de l'Université de Bristol. Les araignées étaient placées dans un récipient fermé qui bloquait tout flux d'air et l'électricité atmosphérique. Un champ électrique artificiel a ensuite été généré et les scientifiques ont observé que de minuscules poils sensoriels sur les pattes des araignées, appelés trichobothria, étaient ébouriffés par le champ. Les araignées ont alors commencé à soulever leur abdomen et beaucoup ont pris leur envol, encore une fois, avec un débit d'air nul dans le conteneur. Lorsque les chercheurs ont désactivé le champ électrique artificiel, les araignées sont tombées au sol. Auparavant, les scientifiques savaient que la trichobothrie des araignées était sensible au flux d'air, mais cette étude fournit des preuves solides qu'elles fonctionnent également comme des récepteurs électromécaniques. (Vérifier cette vidéo animée de l'Université de Bristol pour un bon résumé de l'expérience.)
Les araignées rampent jusqu'à un point exposé où le champ électrique qui les entoure est suffisamment puissant pour leur permettre de prendre leur envol.
Une petite araignée lance un brin de soie alors qu'elle tente de s'envoler d'un petit arbre dans un verger de noisetiers près d'Elkton, dans l'ouest de l'Oregon.
Une petite araignée lance un brin de soie alors qu'elle tente de s'envoler d'un petit arbre dans un verger de noisetiers près d'Elkton, dans l'ouest de l'Oregon.
Les scientifiques reconnaissent que les forces électrostatiques peuvent agir en conjonction avec des vents légers pour faciliter le vol des araignées, bien que cette recherche montre que le vent n'est pas nécessaire.
Les araignées ne sont probablement pas les seules à utiliser les champs électriques pour voler : d'autres arthropodes tels que les chenilles et les tétranyques pourraient voyager en utilisant des méthodes similaires, soit pour échapper aux prédateurs, soit pour rechercher un nouveau territoire avec des ressources plus abondantes. Des parties de plantes telles que le duvet de pissenlit et d'autres graines et spores pourraient également être transportées de cette manière, facilitant ainsi la reproduction.
Le potentiel
Pour la plupart des applications actuelles de vol humain, la répulsion et l'attraction électriques ne sont pas assez fortes pour vaincre la force de gravité terrestre. Cependant, la nanotechnologie, l'impression 3D et d'autres avancées produisent des machines sophistiquées de tailles et de poids remarquablement petits. À ces échelles, la technologie « araignée volante » pourrait créer des opportunités de développement intéressantes.
Si nous pensons à tous les produits conçus par l'homme qui utilisent le vent, combien pourraient être réduits et conçus pour utiliser les courants électriques dans l'atmosphère ?
