Comment le cerveau d'une libellule est conçu pour tuer

Les libellules peuvent attraper des proies avec une précision quasi parfaite, la meilleure de tous les prédateurs. Mais comment un être avec si peu de neurones réalise-t-il une telle prouesse ? Avec uniquement quelques capteurs et une fausse mouche, nos neuroscientifiques intrépides explorent comment, de façon infaillible, une libellule vise sa proie et la capture en quelques millièmes de secondes.

Greg Gage : Si je vous disais
de penser à un animal tueur féroce,

vous penseriez à un lion

et malgré les merveilleuses compétences
de prédateur d'un lion,

son taux de réussite à attraper un repas
n'est que d'environ 20%.

L'un des chasseurs les plus performants
de tout le monde animal est surprenant :

la libellule.

Les libellules sont des insectes tueurs

et avec un insecte plus petit,

elles l'attrapent pour le manger
97 fois sur 100.

Tout cela en vol.

Comment un si petit insecte
peut-il être si précis ?

Dans cet épisode, nous allons voir

comment le cerveau de la libellule est
hautement spécialisé pour tuer.

[De la neuroscience à faire soi-même]

Qu'est-ce qui fait de la libellule

un des meilleurs prédateurs
du monde animal ?

D'abord, ce sont ses yeux.

Elle a une vision à près de 360 degrés.

Ensuite, ses ailes.

Avec un contrôle individuel de ses ailes,

la libellule peut se déplacer
avec précision.

Le vrai secret
de la réussite de la libellule,

c'est la façon dont son cerveau
coordonne ces informations complexes

entre les yeux et les ailes

et fait de la chasse un simple réflexe.

Pour étudier cela, Jaimie a passé
beaucoup de temps

à fréquenter des libellules.

De quoi as-tu besoin
pour tes expériences ?

Jaimie Saphr :
Pour commencer, de libellules.

Oliver : J'ai un filet pour les attraper.

JS : Plus je travaillais avec elle,
plus elles m'effrayaient.

Elles sont terrifiantes,
surtout au microscope.

Elles ont des mandibules tranchantes,
sont généralement agressives,

ce qui doit aussi les aider
à être de très bonnes prédatrices.

GG : Pour découvrir ce qu'il se passe
dans le cerveau de la libellule

à la vue d'une proie,

nous allons écouter une conversation

entre les yeux et les ailes

et pour cela, il faut anesthésier
la libellule sur de la glace

et s'assurer de protéger ses ailes
pour pouvoir ensuite la libérer.

Le cerveau de la libellule est fait
de cellules spécialisées, les neurones,

et ces neurones permettent à la libellule

de voir et se déplacer si vite.

Les neurones forment des circuits
en se connectant entre eux

via de longs fils fins appelés axones

et les neurones communiquent
via ces axones avec de l'électricité.

Chez la libellule, nous allons placer
de petits fils de métal, des électrodes,

le long des axones

et c'est la partie cool.

Chez la libellule,
il n'y a que 16 neurones,

soit huit par œil,

indiquant aux ailes
exactement où est la cible.

Nous avons placé les électrodes
pour enregistrer l'activité des neurones

connectant les yeux aux ailes.

Quand un message
est transmis de l’œil à l'aile,

notre électrode intercepte
cette conversation

sous la forme d'un courant électrique

et l'amplifie.

Nous pouvons l'entendre et la voir
sous la forme d'un pic

que nous pouvons appeler
potentiel d'action.

Écoutons.

Actuellement, la libellule est retournée,

elle regarde donc vers le sol.

Nous allons prendre une proie
ou ce que nous appelons une cible.

Dans ce cas, la cible
va être une fausse mouche.

Nous allons la déplacer
dans le champ de vision de la libellule.

(Bourdonnement)

Oh !

Oh, regardez.

Regardez, mais ce n'est
que dans une direction.

Oh oui !

Vous ne voyez pas de pics quand j'avance,

ils sont tous quand je reviens.

Dans nos expériences,

nous avons pu voir
que les neurones de la libellule

s'activaient en bougeant la cible
dans une direction mais pas l'autre.

Pourquoi ?

J'ai dit que la libellule

avait une vision à près de 360 degrés.

Il y a une section de l’œil appelée fovéa,

qui est la partie ayant
l'acuité visuelle la plus aiguë,

vous pouvez la voir comme un réticule.

J'ai dit que la libellule avait

un contrôle individuel
et précis de ses ailes.

Quand une libellule voit sa proie,
elle entraîne ses réticules dessus

et le long de ses axones, elle envoie
des messages seulement aux neurones

contrôlant les parties des ailes

permettant de maintenir
la libellule sur sa cible.

Si la proie est
sur la gauche de la libellule,

seuls les neurones entraînant
les ailes vers la gauche s'activent.

Si la proie se déplace
vers la droite de la libellule,

ces mêmes neurones ne sont pas nécessaires
et demeurent silencieux.

La libellule avance vers la proie

à un angle donné communiqué
aux ailes par sa ligne de mire

et boum, elle a son dîner.

Tout cela se déroule en un instant
et sans peine pour la libellule.

C'est presque comme un réflexe.

Et ce processus incroyablement efficace
est appelé la fixation.

Mais il y a autre chose à dire
sur ce processus.

Nous avons vu la réponse
des neurones aux mouvements,

mais comment la libellule sait-elle
que c'est une proie ?

C'est là que la taille compte.

Montrons à la libellule
une série de points.

Oh oui !

JS : Elle préfère celle-là.

GG : De toutes les tailles,

nous avons découvert que la libellule
répondait aux cibles plus petites.

Autrement dit, la libellule était
programmée pour chasser de petits insectes

plutôt qu'une chose plus grosse
comme un oiseau.

Dès qu'elle reconnaît une chose
comme étant une proie,

ce pauvre petit insecte
n'a plus que quelques secondes à vivre.

Nous avons vu comment
le cerveau de la libellule

en fait une tueuse efficace.

Soyons reconnaissants de ne pas avoir
vécu il y a 300 millions d'années

quand les libellules étaient
de la taille des chats.