Les mouches échappent à votre écrasement grâce à une vision sophistiquée et à des raccourcis neuronaux

S’asseoir dehors un soir d’été semble toujours relaxant jusqu’à ce que les mouches et les moustiques arrivent – puis l’écrasement commence. Malgré leurs yeux minuscules et un cerveau environ 1 million de fois plus petit que le vôtre, les mouches peuvent échapper à presque tous les coups.

Les mouches peuvent remercier leur vue rapide et sophistiquée et certaines bizarreries neurales pour leur capacité à échapper aux coups avec une telle rapidité et agilité.

Notre laboratoire  étudie le vol et la vision des insectes , dans le but de découvrir comment ces minuscules créatures peuvent traiter les informations visuelles pour adopter des comportements difficiles, comme s’échapper si rapidement de votre tapette.

Vision plus rapide

Les mouches ont des yeux composés. Plutôt que de collecter la lumière à travers une seule lentille qui crée l’image entière – la stratégie des yeux humains – les mouches forment des images construites à partir de multiples facettes , de nombreuses lentilles individuelles qui concentrent la lumière entrante sur des grappes de photorécepteurs, les cellules photosensibles de leurs yeux. Essentiellement, chaque facette produit un pixel individuel de la vision de la mouche.

Le monde d’une mouche est d’assez faible résolution, car les petites têtes ne peuvent contenir qu’un nombre limité de facettes – généralement des centaines à des milliers – et il n’y a pas de moyen facile d’affiner leur vision floue jusqu’aux millions de pixels que les gens voient effectivement. Mais malgré cette résolution grossière, les mouches voient et traitent très rapidement les mouvements rapides.

Nous pouvons déduire comment les animaux perçoivent les mouvements rapides à partir de la rapidité avec laquelle leurs photorécepteurs peuvent traiter la lumière. Les humains discernent un maximum d’ environ 60 éclairs discrets de lumière par seconde. Toute vitesse plus rapide apparaît généralement comme une lumière constante. La capacité de voir des éclairs discrets dépend des conditions d’éclairage et de la partie de la rétine que vous utilisez.

Certaines lumières LED, par exemple, émettent des éclairs de lumière discrets assez rapidement pour qu’ils apparaissent comme une lumière constante aux humains – à moins que vous ne tourniez la tête. Dans votre vision périphérique, vous remarquerez peut-être un scintillement. C’est parce que votre vision périphérique traite la lumière plus rapidement, mais à une résolution inférieure, comme la vision des mouches.

Remarquablement, certaines mouches peuvent voir jusqu’à 250 flashs par seconde , soit environ quatre fois plus de flashs par seconde que les gens ne peuvent en percevoir.

Si vous emmeniez une de ces mouches au cineplex, le film fluide que vous avez regardé composé de 24 images par seconde apparaîtrait, à la volée, comme une série d’images statiques, comme un diaporama. Mais cette vision rapide lui permet de réagir rapidement aux proies, obstacles, concurrents et à vos tentatives d’écrasement.

Nos recherches montrent que les mouches dans la pénombre perdent une certaine capacité à voir les mouvements rapides . Cela peut sembler être une bonne occasion de les écraser, mais les humains perdent également leur capacité à voir des traits rapides et nets dans l’obscurité. Ainsi, vous serez peut-être tout aussi handicapé que votre cible.

Lorsqu’ils volent dans l’obscurité, les mouches et les moustiques volent de manière erratique , avec des trajectoires de vol sinueuses pour échapper aux swats. Ils peuvent également s’appuyer sur des indices non visuels , tels que des informations provenant de petits poils sur leur corps qui détectent les changements dans les courants d’air lorsque vous vous déplacez pour frapper.

Trucs neuronaux

Mais pourquoi les mouches voient-elles plus lentement dans le noir ? Vous avez peut-être remarqué que votre propre vision devenait lente et floue dans l’obscurité, et beaucoup moins colorée. Le processus est similaire pour les insectes. Une faible luminosité signifie moins de photons et, tout comme les appareils photo et les télescopes, les yeux dépendent des photons pour créer des images.

Mais contrairement à un bel appareil photo, qui vous permet de passer à un objectif plus grand et de recueillir plus de photons dans des environnements sombres, les animaux ne peuvent pas échanger l’optique de leurs yeux. Au lieu de cela, ils s’appuient sur la sommation , une stratégie neuronale qui additionne les entrées des pixels voisins, ou augmente le temps d’échantillonnage des photons, pour former une image.

De gros pixels et des expositions plus longues capturent plus de photons, mais au prix d’images nettes . La sommation équivaut à prendre des photos avec un film granuleux (ISO plus élevé) ou des vitesses d’obturation lentes, qui produisent des images plus floues, mais évitez de sous- exposer vos sujets. Les mouches, surtout les plus petites , ne peuvent pas voir rapidement dans l’obscurité car, en un sens, elles attendent que suffisamment de photons arrivent jusqu’à ce qu’elles soient sûres de ce qu’elles voient.

Maniabilité en vol

En plus de percevoir rapidement les menaces imminentes, les mouches doivent pouvoir s’envoler en une fraction de seconde. Cela nécessite une préparation au décollage et des manœuvres de vol rapides . Après avoir détecté visuellement une menace imminente, les mouches des fruits, par exemple, ajustent leur posture en un cinquième de seconde avant le décollage. Les mouches prédatrices, telles que les mouches tueuses , coordonnent leurs pattes, leurs ailes et leurs licols – des restes d’ailes en forme d’haltère utilisés pour détecter les rotations dans l’air – pour attraper rapidement leurs proies en plein vol.

Comment mieux écraser une mouche

Pour déjouer une mouche, vous devez frapper plus vite qu’elle ne peut détecter votre main qui approche. Avec la pratique, vous pouvez vous améliorer, mais les mouches ont perfectionné leurs évasions au cours de centaines de millions d’années. Ainsi, au lieu d’écraser, il est préférable d’utiliser d’autres moyens de gérer les mouches, comme l’installation de pièges à mouches et le nettoyage des arrière-cours.

Vous pouvez attirer certaines mouches dans une bouteille à col étroit remplie de vinaigre de cidre de pomme et de bière. Placer un entonnoir dans le goulot de la bouteille leur permet d’entrer facilement, mais difficile de s’échapper.

En ce qui concerne les moustiques, certains répulsifs commerciaux peuvent fonctionner, mais l’élimination de l’eau stagnante autour de la maison – dans certaines plantes, pots ou tout récipient ouvert – aidera à éliminer leurs sites de ponte et à réduire le nombre de moustiques autour dès le départ. Évitez les insecticides, car ils nuisent également aux insectes utiles comme les abeilles et les papillons.

Jamie Théobald

Professeur agrégé de sciences biologiques, Université internationale de Floride