Le disque d'aspiration inspiré de Remora imite la capacité d'adhérence des poissons, offre un aperçu de l'évolution
Crédit :Institut de technologie du New Jersey
Les poissons Remora sont des auto-stoppeurs célèbres du monde marin, possédant des disques d'aspiration de haute puissance à l'arrière de leur tête pour s'attacher à la manière d'une torpille à des hôtes plus grands qui peuvent fournir de la nourriture et de la sécurité, des baleines et des requins aux bateaux et aux plongeurs.
La clé de l'adhérence du remora réside dans les capacités bien connues du disque à générer une aspiration, ainsi que la friction créée par les os pointus dans le disque appelés lamelles pour maintenir l'emprise sur son hôte. Cependant, les facteurs à l'origine de l'évolution de la morphologie unique du disque de remora ont longtemps échappé aux chercheurs cherchant à comprendre, et même concevoir de nouveaux dispositifs et adhésifs qui imitent, l'étrange capacité du poisson à s'accrocher à divers types de surface sans nuire à son hôte ni dépenser beaucoup d'énergie, souvent pendant des heures sous des forces océaniques extrêmes.
Dans une étude menée au New Jersey Institute of Technology (NJIT), les chercheurs ont présenté un nouveau disque remora d'inspiration biologique capable de reproduire les forces passives d'aspiration et de friction qui alimentent la capacité du poisson, démontrant une tenue jusqu'à 60% supérieure à celle mesurée pour les rémoras vivants attachés à la peau de requin.
En utilisant le modèle de disque pour explorer les moteurs évolutifs du disque du remora, les chercheurs disent que les résultats de l'étude fournissent la preuve que les espèces vivantes de rémora d'aujourd'hui ont développé un plus grand nombre de lamelles au fil du temps pour améliorer leur pouvoir de rétention et leur capacité à s'attacher à un plus large éventail d'hôtes avec des surfaces plus lisses, augmentant ainsi leurs chances de survie.
Fossile d'Opisthomyzon glaronensis comportant six lamelles (en haut) et une vue dorsale d'un disque remora moderne avec plus de rangées de lamelles (en bas). Selon Brooke Flammang, professeur de sciences biologiques au NJIT, tandis que les scientifiques ont fait la lumière sur les origines de la structure modifiée des nageoires du remora, les aspects fondamentaux de l'évolution du disque sont largement restés flous. Crédit :Matt Friedman, Université du Michigan et Brooke Flammang, Institut de technologie du New Jersey
L'étude, présenté dans Bioinspiration et Biomimétique , indique que le modèle de disque peut être utilisé pour informer la conception de manière plus efficace, technologies adhésives à moindre coût à l'avenir.
"La beauté derrière le mécanisme adhésif du remora est que les tissus biologiques font intrinsèquement la plupart du travail, " a déclaré Brooke Flammang, professeur de sciences biologiques au NJIT qui a dirigé l'étude. "L'aspect le plus important de cette recherche est que notre disque robotique repose entièrement sur la physique fondamentale qui commande le mécanisme adhésif dans les remoras, nous permettant de déterminer les performances biologiquement pertinentes et de mieux comprendre l'évolution du disque du remora. Cela n'était pas possible auparavant avec les conceptions antérieures qui nécessitaient un opérateur humain pour contrôler le système."
S'écartant de bon nombre de leurs ancêtres charognards les plus proches, comme le cobia (Rachycentron canadum), on pense que le poisson remora (de la famille des Echeneidae) a commencé à s'attacher à des hôtes aux surfaces rugueuses, semblable aux requins, après avoir fait évoluer sa ventouse à partir des épines de la nageoire dorsale il y a près de 32 millions d'années. Le disque de remoras vivants d'aujourd'hui comporte désormais une lèvre externe douce et charnue pour l'aspiration, tandis que l'intérieur du disque abrite de nombreuses rangées plus linéaires de tissus (lamelles) avec des projections de tissus ressemblant à des dents (spinules), que le poisson soulève pour générer des frictions contre divers corps hôtes afin d'éviter de glisser pendant l'auto-stop.
Selon Flammang, tandis que les scientifiques ont fait la lumière sur les origines de la structure modifiée des nageoires du remora, les aspects fondamentaux de l'évolution du disque sont largement restés flous.
