Mandibules multifonctionnelles des fourmis : Variation du comportement de préhension facilitée par des microstructures et une cinématique spécifiques
Les mandibules allongées de certaines espèces de fourmis sont des pinces dextres qui peuvent sortir une large gamme de forces selon les besoins pour diverses tâches. Notre recherche expérimentale et théorique combinée révèle la multifonctionnalité des mandibules de Harpegnathos venator qui est facilitée par des microstructures spécifiques et une cinématique caractéristique. Premièrement, nous avons découvert que H. venator peut arracher la patte d’une araignée (Heteropoda venatoria) en fermant ses longues mandibules. Nous avons observé que la fourmi serre généralement la patte de l’araignée en utilisant la partie distale ou centrale de ses mandibules. En revanche, la fourmi peut saisir son œuf avec les parties proximales de ses mandibules sans causer de dommages. Nos résultats montrent que les pattes de l’araignée sont toujours fracturées au niveau de l’articulation coxa-trochantérale. Ensuite, nous avons constaté que la force nécessaire pour fracturer la patte de l’araignée peut atteindre 500 fois le poids du corps de la fourmi. En revanche, la force maximale peut être contrôlée à moins de 2×10- 6N lors de la préhension d’un œuf. En combinant l’imagerie de la microstructure, le suivi cinématique et la modélisation mathématique, nous avons découvert que les dents pointues et les poils denses sur la face interne des mandibules déterminent la force d’adhésion élevée, tandis que les dents concaves et la rotation biaxiale des mandibules facilitent la préhension en douceur. Nous avons validé nos résultats en construisant une paire de mandibules artificielles. Ce travail élargit les connaissances sur la multifonctionnalité physiologique des mandibules des fourmis, et fournit de nouvelles façons de révéler la multifonctionnalité des appendices des insectes en appliquant les outils d’analyse mécanique et les dispositifs expérimentaux connexes.