CI-DESSUS: L’araignée à face d’ogre Deinopis spinosa a non seulement les plus grands yeux de toutes les araignées| mais elle est également l’une des rares à pouvoir entendre à distance.
JAY STAFSTROM, UNIVERSITÉ CORNELL
Si vous pouviez trouver l’araignée à face d’ogre Deinopis spinosa pendant la journée, vous ne verriez pas beaucoup de mouvement. Ressemblant à une feuille morte sur une branche, elle ne bouge pas du tout, se cachant des prédateurs et attendant silencieusement la journée. Mais pendant la nuit, il se transforme en l’un des chasseurs d’arachnides les plus agiles.
Tenant un filet tendu entre ses quatre pattes avant, il s’enfonce sur le sol pour piéger des insectes proies, utilisant ses yeux hypersensibles à vision nocturne – les plus grands de toutes les araignées, mesurant près de 5 mm de diamètre ensemble. En utilisant une manœuvre différente, il frappe avec sa toile saisie entre ses pattes avant pour attraper les moustiques, les papillons de nuit et les mouches qui passent au-dessus d’elle dans un dos rapide et athlétique. Pourtant, la façon dont il détecte ces proies au-dessus de la tête a longtemps été un mystère.
Une nouvelle étude publiée aujourd’hui (29 octobre) dans Current Biology démontre que D. spinosa peut entendre des sons à deux mètres de distance, ce qui lui permet d’attraper des proies sans compter sur la vision. Les résultats placent l’araignée à face d’ogre dans les rangs de certaines araignées sauteuses, araignées à toile d’épi et araignées de pêche, qui ont déjà été montrées capables de « entendre. »Les résultats de l’étude s’ajoutent à des preuves qui aident à démystifier un vieux mythe encore persistant selon lequel les araignées, qui n’ont pas d’oreilles, ne peuvent détecter les vibrations mécaniques, par exemple, à travers leurs toiles, et non le son aérien. Les nouvelles données sur D. spinosa confirme les indices antérieurs que les araignées peuvent entendre à travers le même organe qu’elles utilisent pour détecter les vibrations mécaniques.
« Il y a eu plusieurs indices et documentations réelles de la sensibilité acoustique chez les araignées au fil des ans, mais celle-ci est intéressante », remarque le neuroéthologue Andrew Mason de l’Université de Toronto à Scarborough qui a travaillé dans l’un des laboratoires du coauteur en tant que postdoc mais n’a pas participé à la présente étude. « Le tout nouveau morceau de celui-ci fournit la preuve que la jambe de l’araignée peut fonctionner comme un transducteur acoustique et qui peut être médiée par l’organe sensoriel normalement associé aux vibrations du substrat. »
L’écologiste sensoriel Jay Stafstrom, post-doctorant en neuroéthologue et bioacousticien dans le laboratoire de Ronald Hoy à l’Université Cornell, avait appris dans des expériences antérieures que D. spinosa utilisait la vision pour ses manœuvres de frappe vers l’avant, mais pas pour ses rebondissements. Les individus dont les yeux étaient temporairement aveugles ne pouvaient pas attraper les insectes du sol, mais ils pouvaient toujours attraper des proies dans les airs, ce qui suggère qu ‘ »ils utilisent probablement un autre système sensoriel » pour la manœuvre en arrière, dit Stafstrom.
Stafstrom, Hoy et ses collègues ont entrepris de déterminer si les arachnides à face d’ogre étaient capables de capter les signaux acoustiques produits par le battement des proies des insectes. En utilisant des techniques développées par le neuroéthologue de laboratoire Gil Menda, l’équipe a inséré de minuscules électrodes en tungstène dans le cerveau d’araignées vivantes dans des régions considérées comme importantes pour le traitement de l’information sensorielle, et séparément, dans des jambes détachées pour détecter l’activité neuronale des nerfs périphériques. À la surprise de l’équipe, les neurones du cerveau et des jambes répondaient à une large gamme de fréquences tonales — de 100 à 10 000 Hz — émises par un haut-parleur à 2 mètres de distance. Cette gamme va bien au—delà des fréquences de battement d’ailes typiques de leurs proies — qui seraient à peu près comprises entre 150 et 750 Hz – dans la gamme kilohertz, qui inclurait les appels de passereaux, par exemple, qui ont été observés en train de se nourrir autour de palmiers sur lesquels vivent des araignées à face d’ogre.
Les chercheurs se sont demandé si l’organe métatarsien — un instrument situé à l’articulation de la jambe la plus basse qui détecte les vibrations mécaniques par les mouvements de l’exosquelette de l’araignée — pouvait jouer un rôle dans la détection du son. En effet, d’autres expériences dans lesquelles les chercheurs ont restreint expérimentalement le mouvement des jambes détachées ont démontré que l’organe joue un rôle dans la détection d’un sous-ensemble des fréquences qu’ils détectent.
Cela suggère que, au moins pour certaines fréquences, l’organe métatarsien des araignées à face d’ogre peut capter des sons aériens qui se propagent dans l’air en ondes de pression qui dévient le bout de leurs pattes, explique Stafstrom. « Même une si petite quantité d’informations, comme des particules d’air qui se détournent réellement de cette jambe, est suffisante pour que les araignées entendent fonctionnellement », explique Stafstrom.
L’équipe soupçonne que les poils sensibles des pattes connus sous le nom de trichobothrie — dont l’équipe de Hoy a déjà montré qu’ils permettaient aux sauteurs d’entendre de loin – jouent un rôle dans la détection des basses fréquences.
Les scientifiques ont suivi des expériences comportementales pour tester si les araignées répondaient aux sons. Et bien sûr, 13 des 25 araignées ont effectué des retournements lorsqu’elles ont entendu des fréquences comprises entre 150 et 750 Hz, comme si un insecte les avait dépassées. Stafstrom s’est également envolé pour la Floride pour trouver des araignées à l’état sauvage et a répété les expériences avec un haut—parleur Bluetooth – avec des résultats similaires, dit-il.
Curieusement, les araignées n’ont pas réagi de manière comportementale aux tonalités de fréquences plus élevées, même si les expériences précédentes ont indiqué que leurs neurones centraux et périphériques réagissent à des tonalités aussi élevées que cinq octaves au-dessus d’un La moyen. Peut-être les araignées ont-elles la capacité d’entendre ces fréquences non pas pour chasser, mais pour se cacher des prédateurs aviaires, qui ont tendance à produire des sons à haute fréquence.
Pour Natasha Mhatre, biologiste sensorielle à l’Université Western au Canada qui n’a pas participé à l’étude, les résultats répondent à un mystère de longue date. Certaines recherches antérieures chez d’autres espèces d’araignées dans lesquelles les chercheurs ont enregistré les réponses neuronales aux vibrations expérimentales de la jambe ont suggéré qu’elles étaient en fait plus sensibles aux fréquences supérieures à 1 000 Hz qu’aux fréquences inférieures. Cette observation était déroutante car la plupart des vibrations rencontrées par les araignées sur leur toile seraient inférieures à 1 000 Hz, explique Mhatre. « Pendant longtemps, nous ne savions pas vraiment pourquoi les araignées étaient plus sensibles aux choses supérieures à 1 000 hertz et non sensibles aux choses qui les intéressent réellement », dit-elle.
Les résultats de l’équipe suggèrent que les araignées à face d’ogre peuvent être sensibles à ces fréquences plus élevées parce qu’elles écoutent des sons aériens, peut-être pour éviter les oiseaux. « Ce que cette étude montre, c’est que oui, certains sons sont suffisants. . . pour générer une flexion des articulations suffisamment grande pour produire une réponse nerveuse et donc pour que l’araignée l’entende « , ajoute Mhatre.
Mason et Mhatre se disent tous deux curieux des mécanismes précis impliqués, tels que quelle jambe dans la posture de chasse « entend » le son, et si et comment les toiles d’araignée pourraient jouer un rôle auxiliaire dans l’audition en modifiant la sensibilité de l’araignée à certains sons.
Pour Mason, les résultats soulèvent également une question philosophique sur la façon dont les araignées perçoivent le monde. Les scientifiques ont tendance à considérer le son aérien et la vibration du substrat comme deux entités distinctes. Mais pour l’araignée, s’agit-il de deux catégories différentes de stimulus ou font-elles partie d’un domaine continu d’informations sensorielles? « Il se peut que ce ne soit que des vibrations, et la frontière entre l’air et la toile n’est tout simplement pas une vraie frontière. »
Pour une araignée avec un style de vie Jekyll et Hyde si unique, toujours le jour et acrobatique la nuit, dit Stafstrom, il n’est pas surpris qu’elles disposent d’une boîte à outils sensorielle avancée. « Leur comportement nécessite un équipement sensoriel vraiment impressionnant pour pouvoir survivre et réussir en tant qu’animal. Essayer de comprendre comment ils le font est une question à laquelle je vais essayer de répondre pendant de nombreuses années à venir. »
J.A. Stafstrom et al., « Les araignées à face d’ogre et à filet utilisent des indices auditifs pour détecter les proies aéroportées », Current Biology, doi: 10.1016 / j.cub.2020.09.048.