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Les oiseaux migrateurs ont une étonnante capacité à s'orienter et à trouver leur chemin sur des milliers de kilomètres entre les différents sites saisonniers. Les oiseaux migrateurs qui voyagent la nuit, souvent seuls, sont particulièrement impressionnants. Bien que l'on sache depuis les années 1960 que les oiseaux peuvent utiliser le champ magnétique terrestre pour s'orienter, les mécanismes exacts sont restés insaisissables. Guru Med | 25 Juin 2021 [Image] Représentation de la protéine photosensible cryptochrome 4 (CRY4). Quatre acides aminés (vert clair) dans lesquels des paires de radicaux peuvent se former sont essentiels pour les propriétés magnétiques de la molécule. (Ilia Solov’yov/ Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg)
Humans have taken spiders into space more than once to study the importance of gravity to their web-building. What originally began as a somewhat unsuccessful PR experiment for high school students has yielded the surprising insight that light plays a larger role in arachnid orientation than previously thought. Spiders in space: without gravity, light becomes key to orientation | University of Basel, 09.12.2020 Traduction : Les humains ont emmené des araignées dans l'espace plus d'une fois pour étudier l'importance de la gravité dans la construction de leur toile. Ce qui a commencé comme une expérience de relations publiques quelque peu infructueuse pour les lycéens a permis de découvrir de façon surprenante que la lumière joue un rôle plus important qu'on ne le pensait dans l'orientation des arachnides. Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite) [Image] Un spécimen de l'espèce d'araignée Trichonephila clavipes à bord de la station spatiale internationale ISS. (Photo : BioServe Space Technologies, Université du Colorado Boulder) _____________________________________________ Sur le même sujet (en français) → Une étude révèle comment les araignées s'orientent en apesanteur - NetCost & Security, 13.12.2020 https://www.netcost-security.fr/science/2067/une-etude-revele-comment-les-araignees-sorientent-en-apesanteur/
Inspirée de la fourmi du désert, AntBot peut se promener et rentrer seul à la maison automatiquement, sans GPS, ni cartographie. Pour les chercheurs du CNRS, sa « boussole céleste » pourrait équiper à l'avenir des véhicules autonomes, des drones et d'autres robots explorateurs. Par Fabrice Auclert, 16.02.2019 "Dans un article publié dans la revue Science Robotics, des chercheurs du CNRS et d'Aix-Marseille Université ont présenté un robot d'un nouveau genre. Baptisé AntBot, il ressemble à une araignée à six pattes mais il est inspiré de la fourmi du désert, Cataglyphis, et utilise la lumière plutôt qu'une puce GPS pour naviguer et se déplacer. Contrairement à ses cousines qui habitent dans des climats plus cléments, la fourmi du désert ne peut pas utiliser de phéromones comme aide à la navigation à cause de la chaleur. Elle dépend donc entièrement de ses autres sens pour pouvoir retrouver son nid après avoir parcouru plusieurs centaines de mètres. Les fourmis sont capables de voir la lumière polarisée et les rayons ultraviolets, invisibles à l'œil humain. Grâce à la lumière polarisée du ciel, elle est capable de mesurer précisément son cap pour savoir à tout moment dans quelle direction se trouve le nid. Elle mesure la distance en comptant ses pas, et sait exactement où elle se trouve par rapport à son point de départ. D'autres insectes utilisent également ce système, comme les drosophiles qui sont ainsi capables de voler en ligne droite." (...)
"Le bousier d'Afrique du Sud marche en suivant la Voie Lactée. Sans les subtils contrastes lumineux de cette bande d'étoiles, il est perdu, ont découvert des scientifiques suédois." Par Benoît Rey Le 09 juin 2017 [Scarabaeus satyrus]
On savait déjà que les fourmis mesuraient la distance parcourue en comptant leurs pas. Mais un autre système de navigation, visuel et indépendant du premier, vient d’être mis en évidence. [Image] Ants Have Dual Navigation Systems (8 of 9) [video] (Credit [L'étude] Optic flow odometry operates independently of stride integration in carried ants | Science, 09.09.2016 http://science.sciencemag.org/content/353/6304/1155 [Cataglyphis desert ants]
"(Phys.org)—A pair of researchers with Ulm University has found that a type of African desert ant has two navigational systems for helping it find its way back to the nest. In their paper published in the journal Science, Sarah Pfeffer and Matthias Wittlinger describe experiments they conducted with the ants and what they learned in doing so." [Image] Cataglyphis bicolor with eyes ventrally blindfolded. (Credit: Matthias Wittlinger) [Vidéo] Video: ‘Blindfolded’ ants reveal clues to insect navigation | Science | AAAS http://www.sciencemag.org/news/2016/09/video-blindfolded-ants-reveal-clues-insect-navigation [L'étude] Optic flow odometry operates independently of stride integration in carried ants | Science, 09.09.2016 http://science.sciencemag.org/content/353/6304/1155 "Cataglyphis desert ants are impressive navigators. When the foragers roam the desert, they employ path integration. For these ants, distance estimation is one key challenge. Distance information was thought to be provided by optic flow (OF)—that is, image motion experienced during travel—but this idea was abandoned when stride integration was discovered as an odometer mechanism in ants. We show that ants transported by nest mates are capable of measuring travel distance exclusively by the use of OF cues. Furthermore, we demonstrate that the information gained from the optic flowmeter cannot be transferred to the stride integrator. Our results suggest a dual information channel that allows the ants to measure distances by strides and OF cues, although both systems operate independently and in a redundant manner."
Neurons deep in the fly’s brain tune in to some of the same basic visual features that neurons in bigger animals such as humans pick out in their surroundings. The new research is an important milestone toward understanding how the fly brain extracts relevant information about a visual scene to guide behavior.
La larve d’un papillon de nuit asiatique a trouvé un moyen de locomotion inédit pour fuir la lumière du soleil qui lui est fatale: s’enrouler dans une feuille et s’agiter à l’intérieur pour la faire sauter. Même si elle est totalement privée d’une vue sur l’extérieur, la petite chenille parvient pourtant à trouver son chemin, qui la mène systématiquement à fuir les rayons du soleil et leur chaleur néfaste, indique une étude publiée mercredi dans les Biology Letters de l’Académie des Sciences britannique. [...]
L'éthologue toulousain Guy Theraulaz et son équipe viennent de transférer à des robots biomimétiques les principes de l'intelligence collective des fourmis en déplacement. Si, enfant, vous avez passé des heures à observer les allées et venues des fourmis, le phénomène ne vous a pas échappé : les bestioles vont et viennent autour de leur fourmilière sur des chemins qui finissent par se dessiner dans la poussière à la manière d'un sentier de moutons en montagne. Mais du constat à la compréhension de cet itinéraire immuable, emprunté comme un seul homme par toute la colonie, le chemin était encore long. Il vient d'être parcouru à pas de robots biomimétiques par l'équipe de Guy Theraulaz du CNRS en collaboration avec Christian Jost et Maud Combe, au Centre de Recherches sur la Cognition Animale de l'Université Toulouse III Paul Sabatier et Simon Garnier de l'Institut de Technologie du New Jersey (États-Unis). [...]
Gérard Arnold, qui a cosigné le premier rapport approfondi pointant le
risque de certaines molécules pour les abeilles, analyse les récents avis de l’Efsa. « C’est désormais établi : certains insecticides utilisés pour traiter les semences créent des risques graves pour les abeilles. Trois avis rendus par l’Autorité européenne de sécurité des aliments (Efsa) viennent de le confirmer. Pire : les tests d’homologation de ces produits ne sont pas pertinents. [...]
Comment les fourmis font-elles pour s'orienter et sélectionner le plus court chemin reliant deux zones dans un réseau de galeries ? C'est pour répondre à cette question que deux chercheurs toulousains, Guy Theraulaz et Christian Jost, du Centre de recherches sur la cognition animale (CNRS/Université Toulouse 3 Paul-Sabatier) ont utilisé des micro-robots biomimétiques. Leur étude, conjointe avec l'institut de technologie du New Jersey vient d'être publiée dans la revue scientifique spécialisée PLos Computational Biology.
Pour parcourir de longues distances en ligne droite, la mouche du vinaigre s'oriente grâce à la polarisation de la lumière naturelle. Les biologistes ont montré que, lorsque le Soleil est couvert, la drosophile n'utilise pas de repères dans le paysage pour se diriger, mais une propriété liée à la nature électromagnétique de la lumière : la polarisation, qui caractérise la direction de vibration du champ électrique de l'onde lumineuse. La lumière émise par le Soleil n'est pas polarisée, mais elle le devient lorsqu'elle est réfléchie – par exemple sur la surface d'un lac ou sur une vitre – ou lorsqu'elle est diffusée par les molécules de l'atmosphère. C'est ce dernier phénomène qui permettrait à la drosophile de se diriger.
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Des études récentes montrent que ces coléoptères s’en remettent à la luminosité de la voûte étoilée pour savoir dans quelle direction aller. Par James Foster , 22.01.2021 "... [Des] expériences menées au planétarium [avaient] montré que les coléoptères ne s’en [remettaient] pas aux constellations formées d’étoiles brillantes, mais plutôt aux caractéristiques de la Voie lactée. Mes collègues et moi-même nous sommes donc dit qu’ils procédaient probablement à des comparaisons de luminosité, en repérant soit le point le plus lumineux de la Voie lactée, soit un certain gradient de lumière présente dans le ciel du fait de cette dernière. Une Voie lactée artificielle Pour confirmer cette théorie, nous avons eu recours à notre Voie lactée artificielle, reproduite sous forme de traînée lumineuse simplifiée, et en simulant différentes configurations d’étoiles et de gradients de lumière. Nous avons constaté que les insectes s’éloignaient de leur trajectoire lorsqu’ils étaient confrontés à une disposition partielle d’étoiles au sein de la Voie lactée. Ils ne parvenaient à respecter l’itinéraire voulu que si les deux extrémités de la traînée présentaient des degrés de luminosité différents. Ces observations montrent que les coléoptères nocturnes ne se fient pas aux tracés complexes des étoiles de la Voie lactée mais plutôt à la différence de luminosité au sein de la voûte céleste. Il en va de même pour leurs semblables diurnes, qui s’orientent, lorsque le soleil n’est pas visible, en se basant sur le gradient de luminosité du ciel. Si cette stratégie, qui repose sur la différenciation des degrés de luminosité, est assurément moins élaborée que la méthode consistant à se référer à certaines constellations, méthode à laquelle ont recours les oiseaux et les navigateurs, elle s’avère tout à fait adaptée pour interpréter la multiplicité de données que présente la voûte céleste, surtout si l’on tient compte de la taille minuscule des yeux et du cerveau de ces insectes. Ils surmontent ainsi les possibilités limitées de leurs systèmes de traitement des informations et en font davantage avec moins de ressources, tout comme les humains ont appris à le faire avec la technologie. Quoique rudimentaire, cette approche se révèle particulièrement efficace sur de courtes distances. De fait, bien que le Scarabaeus satyrus soit la seule espèce connue à s’orienter de cette manière, cette technique pourrait bien être utilisée par de nombreuses autres créatures lors de leurs expéditions nocturnes." [Image] Une boussole pour le travail de nuit. Shutterstock
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - Les Épingles du n° 191 d'Insectes (4e tr. 2018) "Les drosophiles ne passent pas pour de grands voiliers et pourtant sont capables d’accomplir des trajets en ligne droite sur une distance considérable pour leur petite taille, à la recherche de nourriture et d’un site de ponte. Des individus marqués ont été recapturés 15 km plus loin, parcours effectué en une soirée, dans le désert chaud (Vallée de la mort, États-Unis).
La course n’a pu se faire qu’en ligne droite, une trajectoire non ou mal contrôlée aurait conduit l’insecte à tourner en rond, ce qui est tout à fait inefficace. La Mouche du vinaigre possède donc un pilote interne.
Michael Dickinson et ses collaborateurs (Caltech à Pasadena, Californie) ont trouvé ce pilote. Fixée sur un pivot (un fil de tungstène collé sur son dos) au centre d’une chambre de vol (cylindre basculant éclairé en lumière rouge sur la paroi interne duquel s’allument des leds en guise de stimuli mobiles), la droso ne pivote pas, c’est-à-dire qu’elle adopte une trajectoire rectiligne, qui fait un angle quelconque avec ce « soleil » (ménotaxie). Retirée du dispositif et replacée à son poste, elle vole dans la même direction, même après une absence de plusieurs heures. Ceci suggère qu’en nature, les individus d’une petite population
se disperseront dans toutes les directions.
Au niveau du système nerveux, on avait découvert récemment des neurones spécialisés, dits E-PG. En les inactivant par une manipulation génétique, l’équipe a créé des mouches incapables de s’orienter par rapport au soleil. Elles vont « bêtement » vers la source de lumière (phototaxie).
Au travers d’une fenêtre découpée dans la capsule céphalique de la droso fixée dans le simulateur, et au prix d’une autre modification génétique, il a été possible de voir fluorescer ces neurones en fonction de la présence du « soleil ».
On a là un mécanisme sans doute très ancien et fondamental chez les insectes. Avec la Mouche du vinaigre, insecte hautement bidouillable, on dispose d’un outil pour l’examiner plus avant."
Article source
[Image] A fruit fly is fixed in place in a 'flight simulator' where it can still move its wings in response to stimuli. The fly will keep a bright light -- a simulated sun -- in one part of its vision, enabling it to fly straight with respect to the light. Credit: Dickinson laboratory [via] Guiding flight: The fruit fly's celestial compass | EurekAlert!, 30.08.2018 https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-08/ciot-gft083018.php
L'orientation des Cataglyphis encore à la une de l'actualité. Dans le désert, elles s'orientent avec le soleil, elles utilisent un podomètre (aptitude à compter les pas), ont un compteur d'images, sont capables de se repérer même à reculons, de mémoriser l'emplacement d'une proie. Évidemment, il manquait le géomagnétisme et oui, les jeunes Cataglyphis noda font des tours (pirouettes selon les auteurs) pour prendre les repères du nid et utilisent aussi le champ magnétique (Fleischmann et al 2018). Par Alain Lenoir, 03.05.2018
Qu’elles marchent en avant, progressent à reculons ou se déplacent de côté, les fourmis ont une étonnante aptitude à s’orienter. Une étude récente nous permet de mieux comprendre comment certaines espèces allient perception visuelle et capacités de mémorisation pour retrouver leur chemin. Par Fui Lee Luk. CNRS Le journal, 19.01.2017 [L'étude] How Ants Use Vision When Homing Backward: Current Biology, 19.01.2017 http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(16)31466-X [Image] "Une fourmi du désert (Melophorus bagoti) rentrant seule au nid en transportant sa nourriture." [Cataglyphis velox (fourmi du désert)] ___________________________________________________________________
SUR LE MÊME SUJET (en anglais) :
→ How desert ants navigate walking backward | Science News, 19.01.2017 https://www.sciencenews.org/blog/science-ticker/how-desert-ants-navigate-walking-backward?tgt=nr "Foraging species like Cataglyphis velox and Myrmecia piliventris (shown) use celestial cues and visual memory to walk backward — helpful when dragging a big dinner home."
Le système d’orientation de « Cataglyphis » est un modèle d’étude des capacités de perception de l’espace. [Image] Ants Have Dual Navigation Systems (8 of 9) [video] | EurekAlert! Science News http://www.eurekalert.org/multimedia/pub/123601.php (vidéo, capture d'écran)
"Selon une étude chinoise, une protéine produite par la rétine permettrait de capter le champ magnétique." Par Noémi Marois. Europe1, 25.11.2015
« Savoir s'orienter ? Un jeu d'enfant pour les animaux, pas vraiment une évidence pour les humains. Et pourtant, une étude chinoise, parue récemment dans Nature Materials et rapportée par Futura Sciences, a permis de mettre le doigt sur une protéine qui pourrait jouer un rôle déterminant dans la captation du champ magnétique.
MagR. C'est en étudiant le génome de la mouche que des chercheurs de l'université de Pékin ont découvert une protéine appelée MagR. Produite par la rétine de l’œil, sensible à la lumière et ayant une forme de tige, elle se comporte comme une aiguille de boussole, s'orientant vers le nord ou vers le sud. Cette protéine est donc en quelque sorte un capteur magnétique. Fortement présente chez la mouche, MagR existe aussi chez les pigeons, les rats, les baleines... et aussi chez les humains, bien que dans une moindre mesure, précise l'étude. »
[...] Traduction du résumé : L'idée que les animaux puissent détecter le champ magnétique terrestre était autrefois ridicule, mais elle est aujourd'hui bien établie. Pourtant, la nature biologique de ce phénomène de magnétosenseur reste inconnue. Nous présentons ici un récepteur magnétique présumé (Drosophila CG8198, ici appelé MagR) et un complexe protéique multimérique de magnétosenseur en forme de bâtonnet, identifiés par postulation théorique et par criblage à l'échelle du génome, et validés par des méthodes cellulaires, biochimiques, structurelles et biophysiques. Le complexe de magnétosenseurs se compose du magnétorécepteur putatif identifié et de cryptochromes photorécepteurs connus liés à la magnétosense (Cry), possède les attributs des systèmes à base de Cry et de fer, et présente un alignement spontané dans les champs magnétiques, dont celui de la Terre. Un tel complexe de protéines peut constituer la base de la magnétoréception chez les animaux et peut mener à des applications dans de multiples champs. Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite) [Image] The biocompass model of animal magnetoreception and navigation.
Tropical leafcutter ants rely on a magnetic mineral to navigate long distances, a new study says.
[Atta colombica, Hymenoptera, Formicidae, Myrmicinae]
Via Bourdoncle
Les abeilles ne naissent pas avec la faculté de trouver des fleurs, ni avec le sens de l'orientation. Avant de pouvoir trouver et retrouver leur chemin, elles doivent apprendre à se repérer grâce au soleil. Mais comment y parviennent-elles? La réponse se trouve dans un gène. Nom de code: Egr. Les vertébrés (dont ne font pas partie les abeilles) en sont dotés, et c'est ce qui leur permet l'apprentissage et la détection d'un environnement nouveau. Une étude effectuée par des biologistes de l'University of Illinois (USA), publiée dans la revue américaine The journal of experimental biology, a permis de découvrir que ce même gène, qui existe aussi chez l'abeille, s'activait lorsqu'elles apprenaient à trouver de la nourriture et la rapporter à la ruche. [...]
La migration des papillons monarques fascine les scientifiques depuis des générations. Chaque année, à l'automne, ils volent sur 4000 km et plus, jusqu'à leur lieu d'hibernation au Mexique. Une nouvelle recherche semble démontrer qu'ils font ce voyage à l'aide d'une boussole, mais sans carte. Ils ne seraient donc pas de « vrais navigateurs », contrairement à plusieurs espèces d'oiseaux. → An experimental displacement and over 50 years of tag-recoveries show that monarch butterflies are not true navigators. http://www.pnas.org/content/early/2013/04/03/1221701110
Deux nouvelles études soulignent l’impact négatif sur la capacité d’apprentissage des abeilles à la suite d’une exposition à une combinaison de pesticides fréquemment utilisés en agriculture. Les chercheurs ont découvert que ces pesticides, utilisés lors de l’étude à des concentrations que l’on retrouve dans les champs, pourraient interférer avec les mécanismes d’apprentissage des cerveaux des abeilles. Ils ont également constaté que les abeilles exposées à ces pesticides combinés apprenaient plus lentement, ou oubliaient complètement les associations entre les odeurs florales et les récompenses en matière de nourriture. Dans l’étude publiée mercredi dans Nature Communications, le Dr Christopher Connolly et son équipe de l’Université de Dundee se sont penchés sur l’impact, sur les cerveaux des abeilles, de deux pesticides fréquemment utilisés: les pesticides utilisés sur les cultures appelés néonictoninoïdes, et les coumaphos, qui sont utilisés dans les ruches pour tuer l’insecte Varroa, qui attaque les abeilles productrices de miel. Les cerveaux d’abeilles intacts ont été exposés en laboratoire à des pesticides dont le niveau de concentration correspond à ce qui existe dans la nature; l’activité cérébrale a ensuite été enregistrée. Les scientifiques ont découvert que les deux genres de pesticides ciblaient la même région du cerveau impliqué dans l’apprentissage, provoquant des pertes cognitives. Si les deux pesticides sont utilisés ensemble, l’effet est plus grand. L’étude est la première à démontrer que ces pesticides ont un impact directe sur la physiologie du cerveau d’un insecte pollinisateur. Les travaux ont été motivés par les recherches de scientifiques de l’Université de Newcastle qui ont découvert que des combinaisons des mêmes pesticides nuisaient à l’apprentissage et à la mémoire des abeilles. Ces études ont révélé que lorsque les abeilles sont exposées à des mélanges de ces pesticides pendant quatre jours, jusqu’à 30 pour cent d’entre elles étaient incapables d’apprendre ou obtenaient des résultats décevants lors de tests de mémoire. Encore une fois, les expériences répétaient les concentrations de pesticides que l’on retrouve dans la nature. Les deux équipes de chercheurs ont fait part de leurs inquiétudes quant à l’utilisation de pesticides qui ciblent la même région du cerveau d’insectes, ainsi qu’à propos du risque de toxicité potentielle pour les insectes qui ne sont pas ciblés. Au dire du Dr Connolly, « ensemble, ces études soulignent les dangers potentiels de l’exposition continue des pollinisateurs à des pesticides qui ciblent le système nerveux de l’insecte, et l’importance d’identifier les combinaisons de pesticides qui pourraient avoir un important impact sur la survie des insectes pollinisateurs ».
→ Cholinergic pesticides cause mushroom body neuronal inactivation in honeybees http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n3/full/ncomms2648.html → Exposure to multiple cholinergic pesticides impairs olfactory learning and memory in honeybees http://jeb.biologists.org/content/early/2013/02/04/jeb.083931.abstract
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![D'énigmatiques neurones aident les mouches à s'orienter [en anglais] | EntomoNews | Scoop.it](https://img.scoop.it/yZuBlubp9h7TFE0_1osTzzl72eJkfbmt4t8yenImKBVvK0kTmF0xjctABnaLJIm9)
![Comment les fourmis acquièrent-elles leur boussole magnétique ? [en anglais] | EntomoNews | Scoop.it](https://img.scoop.it/IJo1y-u8bl8Hrxoqjqa6Czl72eJkfbmt4t8yenImKBVvK0kTmF0xjctABnaLJIm9)
→ 'magnétoréception' in EntomoNews (2 scoops)
https://www.scoop.it/topic/entomonews/?&tag=magn%C3%A9tor%C3%A9ception
→ Comment les animaux perçoivent les champs magnétiques (sur EntomoScience) - De www.pseudo-sciences.org - 1 février 2014, 19:27