Quiconque a vu un gecko saura probablement qu'il peut escalader les murs. Mais ces lézards communs peuvent également traverser l'eau presque aussi vite qu'ils peuvent se déplacer sur un sol solide. Pourtant, alors que nous savons comment les geckos escaladent des surfaces verticales lisses en utilisant d'innombrables poils minuscules sur leurs pieds appelés soies, comment ils parviennent à éviter de sombrer dans l'eau a été quelque chose d'un mystère - jusqu'à présent. Mes collègues et moi avons récemment terminé des recherches qui expliquent comment les geckos utilisent une combinaison de techniques pour réaliser cet exploit incroyable.

La capacité de marcher sur l'eau a été enregistrée chez des animaux plus petits tels que le strider aquatique, suffisamment légers pour être retenus par la tension superficielle de l'eau, la force entre les molécules d'eau à la surface. Pendant ce temps, des animaux plus gros comme le grèbe, peuvent marcher sur l'eau car ils sont assez puissants pour frapper la surface avec leurs pieds lorsqu'ils courent. Le mouvement rapide pousse l'eau sous le pied, créant une poche d'air autour d'elle. La force ascendante générée lorsque cette poche est poussée sous l'eau est ce qui maintient l'animal brièvement suspendu à la surface.

Mais les geckos ont généralement une taille qui se situe entre ces deux catégories. Ils sont trop faibles pour se maintenir en utilisant uniquement des claques de surface et trop lourds pour laisser la surface de l'eau intacte. Pourtant, leurs vitesses relatives de course à pied approchent de celles d'un autre lézard aquatique bien connu, le basilic (ou "Jésus lézard"), qui repose sur la technique des gifles.

Les calculs initiaux laissaient entendre, et analyse vidéo confirmée, que contrairement à d'autres espèces qui se déplacent à la surface de l'eau, Les geckos utilisent une combinaison de techniques pour se déplacer plus rapidement au-dessus de l'eau qu'ils ne le peuvent en nageant à travers elle. En analysant des vidéos de geckos se déplaçant sur l'eau, nous avons constaté que leur démarche était similaire à celle du basilic. Chaque étape consiste à rétracter le pied dans les airs, gifler la surface, et caressant sous l'eau.

Mais contrairement aux basilics, qui ne sont pas affectés par les changements de tension superficielle de l'eau, nos expériences ont montré que la vitesse et la hauteur de la tête des geckos étaient réduites de moitié lorsque nous ajoutions du détergent à l'eau, réduire la tension superficielle. Cela suggère qu'ils utilisent au moins en partie les forces entre les molécules d'eau pour rester au-dessus de la surface.

Nous avons également constaté que les geckos utilisent de manière cruciale une combinaison de force hydrostatique (la poussée vers le haut de l'eau connue sous le nom de flottabilité) et de force hydrodynamique (la portance créée par le mouvement à la surface de l'eau comme dans un bateau à moteur écumant la surface). Ensemble, ces forces génèrent une portance supplémentaire pour le gecko, une condition connue sous le nom de semi-planage.

Aiguillon dans la queue

Pour toute l'ingéniosité de cette approche multitâche, les geckos ne peuvent garder leur tête et leur torse complètement au-dessus de l'eau, laissant leurs queues traîner en dessous. Pouvoir se déplacer presque aussi vite que sur terre lorsque près de la moitié de votre corps est sous l'eau et face à plus de résistance et de forces de traînée est tout un exploit - il suffit de demander à Michael Phelps.

Les geckos gèrent cela en utilisant leur queue, qui a déjà fait ses preuves pour les aider à contourner les obstacles, sauter et échapper aux prédateurs. Vu d'en haut alors qu'il traverse l'eau, le gecko peut ressembler à un crocodile, déplacer son corps et sa queue avec un mouvement ondulatoire pour créer une propulsion pour équilibrer la traction arrière de l'eau.

Nos recherches montrent que pour que les animaux de taille moyenne se déplacent rapidement à la surface de l'eau, une combinaison complexe et intelligente de mécanismes physiques est nécessaire, ce que l'on pensait auparavant ne se produire que chez les animaux plus grands et plus petits. Mais cela pourrait également alimenter de meilleures conceptions de robots inspirés des animaux.

Des études antérieures sur les geckos ont inspiré plusieurs de ces efforts « biomimétiques », de meilleurs adhésifs à une voiture robot à queue agile (et assez adorable), bien nommé Tailbot. Une meilleure compréhension de la façon dont les animaux se déplacent sur des terrains complexes conduira, espérons-le, à des robots capables d'exploiter ces techniques pour se déplacer à la fois sur terre et sur l'eau avec les hautes performances observées chez les geckos.