Comment les larves de mouches soldats noires mangent-elles autant, aussi vite, malgré leur taille minuscule ? Des scientifiques de Georgia Tech ont étudié ce comportement d' »alimentation collective » et ont découvert qu’une stratégie pour maximiser le taux d’alimentation des larves consiste à former des « fontaines » d’asticots. Les scientifiques ont décrit les résultats dans un article récent paru dans le Journal of the Royal Society Interface, ainsi qu’une vidéo divertissante montrant un essaim de larves consommant une pizza entière en seulement deux heures.
« C’est la première fois, à ma connaissance, que nous avons vraiment essayé de quantifier la quantité qu’elles étaient capables de manger, et comment elles sont capables de le faire », a déclaré Olga Shishkov, étudiante diplômée et co-auteur, qui a fait une démonstration de la recherche samedi à la réunion de l’American Association for the Advancement of Science à Washington, DC. Ce n’est pas la première fois qu’elle s’amuse à démontrer l’appétit copieux des asticots de manière créative : l’année dernière, elle a filmé les bestioles en train de dévorer un beignet en forme de cœur pour la Saint-Valentin.
Le conseiller de Shishkov est David Hu, qui dirige un laboratoire de biolocomotion à l’Institut de technologie de Géorgie et étudie comment diverses créatures se déplacent. Il est peut-être plus connu pour ses travaux sur les fourmis de feu, mais son laboratoire étudie également les langues de chat, les stridents aquatiques, les serpents, divers insectes grimpeurs, les moustiques et, bien sûr, les larves de la mouche soldat noire.
Shishkov a été attiré par l’étude de la dynamique collective des créatures en raison de sa formation en mécanique des fluides. « J’étais intéressée à voir si je pouvais appliquer les techniques de mécanique des fluides que je connais pour étudier comment les animaux se déplacent », dit-elle, avec l’espoir d’appliquer un jour les principes qu’elle découvre à la robotique.
Le laboratoire a obtenu ses larves de mouche soldat noire d’une startup appelée Grubbly Farms à Atlanta qui les élève comme une source durable de nourriture pour les poulets et les poissons. Les larves se nourrissent de déchets alimentaires, notamment de fruits et de légumes, et sont capables de dévorer deux fois leur poids corporel chaque jour. L’homme produisant 1,4 milliard de tonnes de déchets alimentaires chaque année, ces larves sont une solution possible pour y remédier. Les asticots se nourrissent des déchets alimentaires des consommateurs et nourrissent à leur tour les poulets et les poissons. Tout le monde y gagne.
Un tas de larves est à la fois petit et dense, ce qui en fait un peu un défi à étudier. Pour les expériences d’alimentation, les larves ont été placées dans un aquarium de 10 gallons avec des caméras placées en haut et en bas pour capturer la frénésie alimentaire en action. Ensuite, Shishkov et ses collaborateurs ont utilisé une technique appelée vélocimétrie par image de particules pour suivre le flux des bestioles afin d’avoir une idée de ce qui se passait réellement à l’intérieur de la horde affamée.
Ils ont découvert que la surface de l’élément alimentaire, quel qu’il soit, proposé, comme une pizza, limite le nombre de larves pouvant se nourrir en même temps. Les larves font également de fréquentes pauses dans leur frénésie alimentaire, tout en empêchant leurs congénères de s’approcher de leur repas. Les autres créatures affamées contournent ce comportement en générant un comportement de fontaine : Les auteurs écrivent que « les nouvelles larves rampent depuis le bas et sont « pompées » par le haut ». Shishkov et al. ont ensuite développé un modèle mathématique pour prédire le taux de consommation.
Il y a une autre retombée pratique de cette recherche. Les larves de mouches noires sont élevées dans des bacs géants, ce qui peut être un problème compte tenu de leur métabolisme élevé. Elles peuvent facilement surchauffer en se nourrissant. Dans la nature, elles peuvent simplement ramper, mais leurs mouvements sont beaucoup plus limités dans les bacs, et une colonie entière peut facilement surchauffer et mourir. Les éleveurs de larves climatisent donc l’ensemble de l’entrepôt dans lequel les bestioles sont élevées. Cette méthode est coûteuse et inefficace, c’est pourquoi Shishkov et al. ont également inventé un lit aéré – dont le brevet est en cours d’examen – qui insuffle de l’air frais dans la masse d’alimentation des larves. Cela les empêche de surchauffer et garantit que les agriculteurs obtiennent tout de même des rendements élevés.
DOI : Journal of the Royal Society Interface, 2019. 10.1098/rsif.2018.0735 (A propos des DOI).