IRA FLATOW: Enfant, vous aviez probablement un livre d’images montrant une grenouille, n’est-ce pas? Une grenouille mangeant une mouche – les grenouilles mangent des mouches et des insectes. Et c’est un de ces faits que vous ne vous souvenez pas avoir appris, mais vous l’avez toujours su, n’est-ce pas? Mais si vous vous asseyez et y réfléchissez, cela commence à avoir un peu moins de sens.
Comme ceci – comment la surface plane de la langue d’une grenouille peut-elle s’agripper et s’accrocher à un insecte volant? C’est plate. Mon prochain invité a découvert que le secret est dans la salive.
Alexis Noel est doctorant en génie mécanique au Georgia Institute of Technology d’Atlanta. Bienvenue au « Vendredi de la science ». Salut, Alexis, tu es là?
ALEXIS NOËL : Bonjour, merci de m’avoir reçu. Allô ?
IRA FLATOW : De rien. M’entends-tu? Bonjour, Alexis.
ALEXIS NOËL : Oui, je t’entends. Tu m’entends ?
IRA FLATOW: Oui. On fait une publicité téléphonique. Parlons de votre étude. Votre étude porte sur les langues de grenouilles et votre dernière étude sur les langues de chats. Vous êtes intéressé par les langues animales en tant qu’ingénieur? Quel est le lien ici?
ALEXIS NOËL : Oui, oui. Dans mon laboratoire, nous étudions beaucoup de choses intéressantes. J’ai donc étudié les langues de grenouilles pendant environ trois ans. J’étudie actuellement les langues de chat. Vraiment, en regardant comment saisir des choses avec des surfaces très douces et visqueuses. C’est vraiment le nœud de mes recherches.
IRA FLATOW: Mm-hmm. Et vous avez constaté que la salive est en quelque sorte la colle qui maintient tout cela ensemble.
ALEXIS NOËL : C’est vrai. Ouais. La grenouille a une langue super douce, presque 10 fois plus douce qu’une langue humaine, et elle utilise ce liquide très collant qui est en quelque sorte infusé dans les tissus. Et vous pouvez imaginer que c’est comme la morve dans votre nez, encore plus épaisse que le miel. C’est très dégoûtant.
IRA FLATOW : Oui. C’est intéressant. Je n’ai pas réalisé que la langue est 10 fois plus douce qu’une langue humaine. Et il s’agit, je comprends, de la même consistance que le tissu cérébral?
ALEXIS NOËL : C’est exact. Nous avons également testé le tissu cérébral. Cela me rappelle un peu quand vous avez un morceau de chewing-gum que vous mâchez un peu trop longtemps et que vous le sortez de votre bouche. C’est un peu ce à quoi ressemble une langue de grenouille.
IRA FLATOW: Avez–vous – je ne veux pas devenir trop personnel ici, mais avez-vous réellement ressenti des langues de grenouilles?
ALEXIS NOËL : J’ai dû en faire beaucoup au cours des trois dernières années, oui.
IRA FLATOW: Maintenant, je comprends que vous disiez que la clé de cette viscosité est que la salive est réversible. Qu’entendez-vous par là ?
ALEXIS NOËL : Oui, c’est exact. C’était probablement la partie la plus fascinante de toute cette étude. Nous avons en fait gratté environ 15 langues de grenouille pour obtenir un échantillon suffisamment grand pour être testé. Parce que vous avez besoin d’environ un cinquième d’une cuillère à café de liquide à tester dans un rhéomètre. Et un rhéomètre vous indique les propriétés de base du fluide, des choses comme la viscosité.
Nous avons donc gratté toutes ces langues de grenouilles et mis la salive là-dedans. Et ce que nous avons trouvé, c’est que la salive de grenouille est en fait un liquide d’amincissement par cisaillement, ce qui signifie que la viscosité peut changer en fonction du taux de cisaillement. Et c’est en fait très similaire au ketchup. Et je sais que tout le monde a eu affaire au ketchup à un moment donné, peut-être pas à la salive de grenouille.
Vous savez, si vous retournez une bouteille de ketchup, il est très difficile pour le ketchup de s’écouler. Mais si vous frappez le fond, le ketchup coule. Eh bien, c’est parce que vous transmettez des contraintes de cisaillement à une vitesse de cisaillement dans le fluide. Donc, la viscosité diminue réellement.
Des choses similaires se produisent donc avec la salive de grenouille lorsqu’elle frappe l’insecte. Lorsque la langue frappe, la salive devient très liquide et ressemble à de l’eau. Et il va pénétrer toutes les fissures de l’insecte. Et lorsque la langue revient dans la bouche, la salive durcit et devient plus visqueuse que le miel. Et il maintient une très forte adhérence sur l’insecte.
IRA FLATOW: Wow. À quelle vitesse la langue doit-elle voyager pour créer la bonne quantité de force sur la salive?
ALEXIS NOËL : Eh bien, quand la langue sort de la bouche de la grenouille, elle se déplace à environ 9 milles à l’heure, soit environ 4 mètres par seconde. Il voyage donc assez vite par rapport à la grenouille. Et c’est donc à quelle vitesse cela affecte l’insecte. Et quand il recule, l’accélération à laquelle il ramène l’insecte dans sa bouche est environ quatre fois supérieure à l’accélération ressentie par les astronautes lorsqu’ils vont dans l’espace. Il s’agit donc d’environ 12 G.
IRA FLATOW: Wow. C’est le « Vendredi de la Science » de PRI, Radio Publique Internationale, en conversation avec Alexis Noel, doctorant. C’est une épave de Georgia Tech et une sacrée ingénieure. Désolé, je ne peux jamais m’arrêter quand j’ai quelqu’un de Georgia Tech.
OK. Allons donc plus loin. La grenouille a attrapé l’insecte. Il l’a fouetté dans sa bouche à quatre fois la vitesse d’un astronaute dans G-forces. Il l’a dans la bouche. Maintenant, comment fait-il pour enlever l’insecte de la langue s’il y est si collé?
ALEXIS NOËL: Eh bien, je pense que c’est l’une de mes parties préférées de l’étude. C’était donc la question qui nous a mis sur écoute – ha, jeu de mots – qui nous a mis sur écoute –
IRA FLATOW: J’aime ça.
ALEXIS NOËL : Depuis très longtemps. Comment l’insecte se détache-t-il de la langue collante une fois qu’il est dans la bouche? Nous avons donc observé ces grenouilles à l’aide d’un équipement de vidéographie à grande vitesse. Nous les avons observés en train d’avaler. Et ce que nous avons remarqué, c’est que les globes oculaires vont et vont dans leur crâne et dans leur cavité buccale et poussent sur l’insecte à l’intérieur de leur bouche. Et c’est donc ce mouvement de poussée des globes oculaires qui fait que l’insecte glisse de la langue et dans la gorge.
IRA FLATOW: Maintenant, nous faisons ce spectacle depuis plus de 25 ans. Je pense que c’est l’explication la plus inhabituelle que j’ai jamais entendue pour un phénomène naturel. Les globes oculaires poussent l’insecte hors de la langue.
ALEXIS NOËL : C’est exact. Oui. Si vous voyez – les grenouilles sont connues pour avoir ces gros globes oculaires bulbeux à la surface de leur crâne, et elles tombent complètement dans leur crâne. Et vous ne les voyez pas. C’est incroyable.
IRA FLATOW: En tant que scientifique, comment découvrez-vous cela?
ALEXIS NOEL : Eh bien, les gens le savent, beaucoup de biologistes savent que les grenouilles utilisent leurs globes oculaires lorsqu’elles avalent. Beaucoup pensaient que c’était juste un mécanisme de réaction. Mais quand nous avons regardé les vidéos et que nous avons vu une vidéographie aux rayons X d’insectes à l’intérieur de la bouche de la grenouille, nous avons vu les insectes glisser directement de la langue.
IRA FLATOW: Wow. OK. Alors maintenant, vous avez étudié les langues des chats, maintenant les langues des grenouilles.
ALEXIS NOËL : Oui.
IRA FLATOW: Quelle langue est la prochaine, si je peux demander?
ALEXIS NOEL : Quelle langue est la prochaine ? C’est une excellente question. En fait, en plus de la recherche sur les chats, nous avons en fait une langue de tigre au zoo local. Il y avait un tigre qui est récemment mort.
Et nous avons donc pu comparer une langue de tigre à côté d’une langue de chat de maison et nous faisons des découvertes étonnantes que les épines de la langue de tigre ont en fait exactement la même taille et la même forme que le chat de maison, juste avec plus d’entre elles. Donc ça a été amusant. Le prochain sujet de recherche sera le cérumen.
IRA FLATOW : Tu m’as eu. Tu m’as eu sur celui-là. Mais pas avec la langue, cérumen ? Dis-moi.
ALEXIS NOEL : Pas avec la langue, oui.
IRA FLATOW: Que voulez-vous savoir sur le cérumen?
ALEXIS NOËL: Donc, nous examinons comment le cérumen est en fait un dépoussiéreur très efficace dans l’oreille interne. Et cela crée en fait ces effets de type bande dans le conduit auditif, capture la poussière, puis tombe de l’oreille en s’effritant lorsqu’il y a suffisamment de poussière dans le cérumen. Nous étudions donc de nouvelles applications pour les systèmes de dépoussiérage avec filtration de l’air.
IRA FLATOW: Wow. Alexis, promets-tu de revenir quand tu feras cette étude sur le cérumen ? Parce que –
ALEXIS NOËL: Absolument.
IRA FLATOW: Eh bien. Ça va être génial. Merci, merci beaucoup d’avoir pris le temps d’être avec nous aujourd’hui.
ALEXIS NOËL : Merci de m’avoir reçu.
IRA FLATOW: Nous n’avons pas eu l’occasion de parler des langues des gecko et de la façon dont ils utilisent leur langue pour nettoyer leurs globes oculaires, mais peut-être garderons-nous cela pour le prochain. Alexis Noel est doctorant en génie mécanique au Georgia Institute of Technology d’Atlanta.
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