Les étoiles de mer, également connues sous le nom d’étoiles de mer, sont des grimpeuses étonnamment habiles. Ils se déplacent sans effort sur des surfaces verticales, horizontales et même inversées – rocheuses, visqueuses, sablonneuses ou vitreuses – le tout sans posséder de système nerveux ou de cerveau centralisé. De nouvelles recherches mettent en lumière la manière dont ces invertébrés réalisent cet exploit remarquable : en adaptant leurs mouvements en fonction des exigences physiques immédiates, plutôt qu’en s’appuyant sur un contrôle central.
Pieds hydrauliques et slime adhésif
Le dessous de chaque bras d’étoile de mer est recouvert de rangées de pieds de tube hydraulique (podia). Ces tiges flexibles et musclées pompent du liquide à travers le système vasculaire aquatique de l’étoile de mer pour permettre son mouvement. À l’extrémité de chaque tige se trouve un disque plat et adhésif qui sécrète une bave riche en protéines pour l’adhérence, et potentiellement une autre bave à détacher si nécessaire.
L’étoile de mer commune (Asterias rubens ) utilise des centaines de ces pieds tubulaires pour ramper, coordonnant leur timing sans qu’aucun système nerveux central ne dirige le processus. Les chercheurs ont découvert que les étoiles de mer plus grosses ne se déplacent pas plus lentement, et que davantage d’appendices ne les ralentissent pas : contrairement à la plupart des animaux, la taille et le nombre de membres ne dictent pas la vitesse de rampement.
Comment les chercheurs ont étudié le mouvement des étoiles de mer
Pour comprendre cette locomotion décentralisée, les scientifiques ont utilisé une méthode unique : éclairer du verre hautement réfringent dans un laboratoire. Lorsqu’une étoile de mer rampait sur ce verre, la réfraction de la lumière créait des « empreintes » lumineuses montrant exactement quels pieds de tube étaient engagés à un moment donné.
Les résultats ont révélé que les étoiles de mer maintiennent une vitesse de rampement constante, quel que soit le nombre de pieds en contact avec la surface. Cependant, augmenter le temps de contact de chaque pied ralentit le mouvement. Cela suggère que les étoiles de mer régulent leur démarche en ajustant la durée du contact en fonction de la charge mécanique, et non via des commandes neuronales centralisées.
Test de la charge mécanique avec des sacs à dos
Pour confirmer cette théorie, l’équipe a testé des étoiles de mer avec des sacs à dos lestés, ajoutant 25 % ou 50 % de leur poids corporel. Comme on pouvait s’y attendre, la charge supplémentaire a augmenté le temps d’adhérence de chaque pied de tube, confortant ainsi l’idée selon laquelle la demande mécanique influence directement le mouvement.
Des expériences de locomotion inversée – des étoiles de mer marchant sur des « plafonds » – ont montré le même principe : les pieds tubulaires adaptent leur comportement de contact en fonction de la gravité. Cela signifie que les étoiles de mer n’ont pas besoin d’un cerveau pour s’adapter à différents terrains ou orientations.
Stratégie décentralisée pour les terrains complexes
La recherche conclut que les étoiles de mer naviguent sur des surfaces difficiles grâce à une stratégie robuste et décentralisée. Ils modulent les interactions pied-substrat du tube en temps réel, s’adaptant aux exigences mécaniques sans dépendre d’un système nerveux central. Cette découverte donne un aperçu fascinant de la façon dont un mouvement complexe peut évoluer même en l’absence de contrôle neuronal traditionnel.
L’étude souligne que les étoiles de mer « sentent » efficacement leur chemin à travers les environnements, en ajustant leur adhérence et leur timing en fonction d’un retour physique immédiat. Cette approche décentralisée témoigne de la puissance de mécanismes biologiques simples pour résoudre des problèmes de locomotion complexes.
