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Chaque toile d’araignée est-elle unique ?

Les toiles d’araignées sont des constructions étonnamment complexes pour des objets si délicats. Même si les toiles n’énoncent pas littéralement les mots « superbe » et « radiant » comme le font ceux du livre « La toile de Charlotte », chacun est néanmoins une merveille d’ingénierie complexe.

La construction de ces pièges solides mais éphémères est un processus qui suit des modèles partagés entre les espèces d’araignées. Mais y a-t-il de la place pour une variation individuelle qui rend la toile d’une espèce – ou celle d’une araignée individuelle – distinctement différente de celle d’une autre ? Toutes les toiles sont-elles identiques ou chaque toile d’araignée est-elle unique ? Et quels facteurs poussent les araignées à varier leurs toiles soyeuses ?

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Il existe environ 48 000 espèces d’araignées connues dans le monde, et bien que toutes les araignées aient des organes producteurs de soie, appelés filières, et puissent produire plusieurs variétés de soie, toutes les araignées ne tissent pas de toiles et n’attendent pas leur proie. Certaines araignées chassent activement pour se nourrir, mais elles utilisent toujours de la soie pour fabriquer des ballons à voile, des sacs à œufs ou de minuscules « maisons » dans lesquelles se cacher, selon le Burke Museum of Natural History and Culture de Seattle. D’autres araignées utilisent de la soie pour construire des pièges et des outils ingénieux, tels que des filets de jet, des filets contenant de l’oxygène pour respirer sous l’eau, des lance-pierres en toile, des poches de feuilles scellées en soie pour attraper des grenouilles et des poulies en soie capables de soulever des lézards ou de petits mammifères.

Imaginez une toile d’araignée, et vous pourriez imaginer une structure en forme de roue avec une spirale et des rayons rayonnant vers l’extérieur depuis le centre. Celles-ci sont connues sous le nom de toiles orbiques, et elles sont fabriquées par moins de 10 % des espèces d’araignées connues, a déclaré Samuel Zschokke, arachnologue à la section de biologie de la conservation de l’Université de Bâle en Suisse, où il étudie et visualise la construction de toiles d’araignées. Les toiles d’orbes sont idéales pour attraper des insectes volants, car elles offrent une large zone de capture de proies et sont presque invisibles, selon l’Australian Museum de Sydney.

Et bien qu’ils puissent tous se ressembler, il n’y en a pas deux exactement pareils.

Les araignées qui construisent des toiles d’orbes suivent généralement un plan de construction similaire et créent une forme similaire. Ils commencent par quelques fils centrés sur un seul point, en forme de « Y » ; l’araignée établit alors un cadre autour du « Y », reliant quelques fils supplémentaires au milieu. « Ensuite, ils font plus de fils de ce milieu au cadre – ce sont les soi-disant rayons, ou rayons, si vous le comparez à une roue », a déclaré Zschokke à 45Secondes.fr.

Cette animation montre la construction orb-web par Araneus diadematus. (Crédit image : avec l’aimable autorisation de Samuel Zschokke)

À ce stade, l’araignée se déplace vers le milieu et construit ce qu’on appelle une spirale auxiliaire de l’intérieur vers l’extérieur. Il s’agit d’une structure d’espace réservé en soie non collante. Une fois cette spirale temporaire terminée, l’araignée crée une nouvelle spirale collante en travaillant vers le centre à partir du cadre extérieur. Lorsque cette spirale est terminée, l’araignée supprime la spirale auxiliaire, a expliqué Zschokke.

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Dans une certaine mesure, toutes les toiles d’orbes se ressemblent, mais certains détails diffèrent d’une espèce à l’autre. Par exemple, les araignées du Cyclosa genre installent une « décoration » au milieu de leurs toiles composée de restes de proies et de morceaux de feuilles, que l’araignée peut utiliser comme camouflage, a déclaré Zschokke. D’autres tisserands d’orbes incorporent une structure en zigzag dans le centre Web, connue sous le nom de stabilimentum. Et tandis que la plupart des tisserands d’orbes produisent des toiles perpendiculaires au sol, certaines, telles que Dromadaire de Leucauge, filer des toiles orientées horizontalement, selon la Atlas de l’Australie vivante.

Les toiles tissées par des araignées qui ne sont pas des tisserandes d’orbes peuvent sembler désordonnées ou aléatoires en comparaison. Ces types de toiles comprennent les toiles en entonnoir, les toiles en feuille, les toiles en maille et les toiles enchevêtrées, selon une étude publiée en 2013 dans la revue PairJ.

Structures Web (A) Web entonnoir (Agelenidae), (B) bande de feuille (Linyphiidés), (C) toile de maillage (Dictynidés), (D) toile d’orbe réduite (Uloboridés) (E) toile d’orbe verticale (Aranaeidae), (F) toile d’enchevêtrement (Theridiidae), (G) web orbe horizontal (Tetragnathidae). (Crédit image : dessins au trait par EJ Roberson, Rooney, Thomas & Roberson, Elizabeth & Chips, Michael & Carson, Walter. (2016). L’herbivorie des cerfs réduit l’abondance des araignées qui construisent des toiles en simplifiant la structure de la végétation forestière. PeerJ. 4:e2538. 10.7717/peerj.2538. )

L’emplacement physique d’un orb web peut également influencer son apparence, a déclaré Sebastian Echeverri, arachnologue à l’American Arachnological Society, à 45Secondes.fr dans un message sur Twitter.

« Même si le motif central de la toile est essentiellement le même entre les individus, les lignes de soie qui l’ancrent dans l’environnement devront être différentes », a déclaré Echeverri. Une araignée orb-web qui construit une toile dans de l’herbe flexible fait face à des défis de construction différents d’une araignée de la même espèce qui tisse sa toile dans un arbre ; Bien que ces araignées suivraient toujours le même plan de construction de base, leurs toiles seraient quelque peu différentes, a déclaré Echeverri.

Récemment, des chercheurs ont observé des araignées individuelles tissant des orbes dans l’espèce Uloborus diversus au fur et à mesure qu’ils construisaient des toiles – une par jour, sur plusieurs jours. Ces toiles étaient similaires mais pas identiques, même lorsque les conditions restaient les mêmes, jour après jour, ont rapporté les scientifiques le 25 mai dans bioRxiv, un site Web de préimpression.

Dans l’étude, qui n’a pas été évaluée par des pairs, les scientifiques ont déclaré avoir capturé de petites différences dans les toiles en suivant les changements de position de l’araignée, mais cela n’a pas révélé pourquoi l’araignée avait modifié sa technique. Identifier les signaux sensoriels qui motivent de légers changements dans la rotation de la toile d’araignée nécessiterait « une compréhension plus détaillée du comportement de l’araignée », ont rapporté les chercheurs dans l’étude.

Sous l’influence

Certaines variations de toile très distinctives et inhabituelles chez les tisserands d’orbes sont issues de circonstances que la plupart des araignées ne rencontrent généralement pas dans la nature : exposition à des stimulants, des sédatifs et des psychédéliques. Depuis la fin des années 1940, les scientifiques ont manipulé les araignées pour concevoir des toiles qui s’écartaient énormément des schémas habituels en nourrissant les arachnides d’un assortiment de médicaments psychotropes.

Une étude de 1971 publiée dans la revue La science du comportement documenté plus de deux décennies de telles expériences à partir de 1948, lorsque HM Peters, professeur de zoologie à l’Université de Tübingen en Allemagne, a décidé qu’il voulait que ses araignées de laboratoire construisent leurs toiles à un moment qui était plus pratique pour les humains que le l’horaire préféré des araignées avant l’aube.

Peters a donc donné des amphétamines aux araignées, a rapporté l’auteur de l’étude Peter Witt, qui en 1971 était pharmacologue au Département de la santé mentale de la Caroline du Nord à Raleigh. Witt a collaboré avec Peters dans les expériences sur les araignées, et les deux scientifiques ont co-écrit une étude historique de 1949 documentant comment les araignées de Tübingen ont réagi aux amphétamines.

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Alors que les stimulants n’affectaient pas l’heure à laquelle les araignées choisissaient de tisser leurs toiles, « les toiles ont été construites d’une manière qui semblait déformée au-delà de la gamme de variations du motif géométrique qui avait été observée jusqu’à ce moment-là », a écrit Witt, ajoutant qu’« il n’a fallu que quelques jours pour prouver que le phénomène était reproductible ».

La découverte de 1948 a alimenté la curiosité de Witt à propos de la filature de la toile d’araignée et de ce qu’elle pourrait dire aux scientifiques sur la manière dont les médicaments modifient le comportement, et il a continué à étudier comment les médicaments affectaient le comportement des araignées et des humains, selon une biographie publiée en 2013 dans le journal. Archives de la santé environnementale). En plus de deux décennies de recherche, Witt et d’autres scientifiques ont découvert que différents médicaments incitaient à différentes techniques de création de sites Web.

Une femelle Araneus diadematus l’araignée a construit la toile sur la gauche, environ 12 heures après avoir reçu une dose relativement élevée (1 milligramme) de d-amphétamine dans de l’eau sucrée. Le Web sur la droite a été construit par une femme adulte Zygiella x-notata araignée qui a reçu une faible dose de LSD, résultant en une toile avec des tours en spirale qui étaient « inhabituellement régulièrement espacés », selon le pharmacologue Peter Witt. (Crédit image : Peter N. Witt)

Par exemple, la dextroamphétamine, un stimulant utilisé pour traiter la narcolepsie et le TDAH, a entraîné « un rayon et un espacement des spirales irréguliers », selon l’étude de 1971. La scopolamine, un médicament contre le mal des transports, « a provoqué une large déviation de l’espacement des spirales nettement différente de l’amphétamine ». En comparaison, les araignées qui ont reçu le diéthylamide d’acide lysergique, une drogue hallucinogène, le LSD, ont produit des « toiles inhabituellement régulières », a rapporté Witt.

Des décennies plus tard, des chercheurs du Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, ont revisité ces expériences en dosant des araignées de jardin européennes (Araneus diadematus) avec de la caféine, de la benzédrine, de la marijuana et de l’hydrate de chloral sédatif, selon un rapport de 1995 publié dans la revue Briefs techniques de la NASA. Les photos des toiles résultantes ont révélé que la caféine était le plus grand perturbateur structurel, les rayons et les spirales caractéristiques de la toile étant remplacés par un méli-mélo apparemment aléatoire de brins, selon l’étude.

En 1995, des scientifiques ont évalué la toxicité de différents produits chimiques en analysant leur impact sur la construction de la toile. (Crédit image : NASA)

Alors que les araignées ne construisent normalement pas de toiles si distinctives (et bancales) sans aide chimique, elles fabriquent une nouvelle toile tous les soirs environ. Cela signifie qu’une araignée peut produire environ 100 à 200 toiles au cours de sa vie, selon l’espèce, il y aura donc forcément au moins quelques variations d’une toile à l’autre, même si ce n’est pas aussi extrême qu’une toile tissée. par une araignée riche en caféine, a déclaré Zschokke.

« Si vous regardez assez près, chaque toile sera quelque peu différente », a-t-il déclaré.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

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