La trompe d’un éléphant est capable d’effectuer une large gamme de mouvements différents pour répondre aux exigences de l’ensemble des tâches qu’il accomplit. Certains ont même qualifié cette trompe de « couteau suisse » en raison de sa polyvalence fonctionnelle.
En plus d’être utilisé pour sentir, manger et boire, le tronc peut s’enrouler, se tordre, soulever, saisir, pincer, pousser, aspirer, souffler et encercler un objet. Une équipe de scientifiques du Université de Genève (UNIGE), Suisse, a entrepris d’étudier comment les éléphants contrôlent le mouvement de cet appendice des plus extraordinaires.
Pour tous les animaux vertébrés, des mouvements complexes sont possibles car leurs os sont articulés au niveau des articulations et fournissent des sites d’attachement musculaire. En fléchissant ou en relâchant leurs muscles, les vertébrés peuvent déplacer leurs os de manière bien définie et prévisible. Mais la trompe d’un éléphant ne contient pas d’os et est flexible sur toute sa longueur. Il est donc assez mystérieux de savoir comment un éléphant parvient à utiliser sa trompe pour des tâches aussi diverses que cueillir un seul brin d’herbe et soulever une charge de 270 kg (595 lb).
Une équipe multidisciplinaire dirigée par le Professeur Michel Milinkovitch a utilisé la technologie de capture de mouvement couramment utilisée dans l’industrie cinématographique, ainsi que l’imagerie médicale de pointe, pour comprendre comment un éléphant gère la grande variété de mouvements possibles qu’il peut effectuer avec sa trompe.
Les résultats montrent que les éléphants utilisent une suite d’environ 20 mouvements simples qu’ils combinent ensuite de différentes manières pour réaliser des fonctions comportementales plus complexes. De la même manière que les mots sont les éléments constitutifs de phrases complexes, les 20 mouvements simples sont sélectionnés et assemblés par un éléphant en fonction de la tâche qu’il doit accomplir avec sa trompe.
« Lors de la saisie et de la fixation d’un objet pour le transport, la trompe présente une flexion localisée qui se propage de sa pointe jusqu’à ses parties les plus basales, tandis que lorsque l’éléphant atteint une cible devant lui, il étend et rétracte des parties spécifiques de sa trompe de manière mode modulaire », a expliqué Paule Dagenais, co-auteure de l’étude.
Par exemple, lorsqu’un éléphant atteint avec sa trompe un objet sur le côté, il étend sa trompe en segments rigides, se pliant comme s’il y avait des articulations présentes à des endroits prévisibles. Ces articulations virtuelles donnent l’impression d’un coude ou d’un poignet mais n’ont aucune origine squelettique.
Changer les caractéristiques de l’objet à récupérer modifie également les mouvements de base spécifiques utilisés. Lorsqu’il ramasse un disque en bois léger, un éléphant utilise la succion pour coller le disque au bout de sa trompe tout en le soulevant. Cependant, lorsqu’un disque métallique plus lourd est récupéré, l’aspiration n’est utilisée qu’au début, pour sécuriser la position de l’objet, tandis que l’éléphant enroule sa trompe autour du disque et le soulève avec ce mouvement.
« De plus, nous avons découvert que le ralentissement du tronc lorsqu’il suit une courbe peut être prédit précisément sur la base de la courbure locale de cette trajectoire ; remarquablement, une telle relation mathématique entre la vitesse et la courbure de la trajectoire existe également pour la main humaine lors du dessin », a déclaré le professeur Milinkovitch.
L’utilisation de tomodensitométries (CT), d’imagerie par résonance magnétique (IRM) et de coupes sur toute la longueur du tronc a permis aux chercheurs de déterminer que l’anatomie musculaire du tronc est à l’origine de sa polyvalence cinématique.
Les chercheurs espèrent utiliser cette nouvelle compréhension de la biomécanique et de la physique derrière les mouvements des muscles du tronc pour aider à concevoir des manipulateurs robotiques souples qui permettent des interactions douces et fluides, telles que la préhension et la saisie d’objets délicats.
La recherche est publiée dans la revue Biologie actuelle.
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Par Alison Bosman, Espèces-menacées.fr Rédacteur
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