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Vol de poisson
Le poisson archer est connu pour sa capacité furtive à cracher des jets d'eau sur des insectes sans méfiance, les faisant tomber des feuilles en surplomb dans l'eau en dessous. Cependant, une fois qu'un insecte est abattu, il devient un gibier pour tout prédateur qui passe. Mais il se trouve que le poisson peut également se lancer hors de l'eau presque à l'arrêt pour attraper l'insecte qui culbute dans les airs, s'assurant qu'aucun autre concurrent ne lui vole sa proie.
Les ingénieurs du MIT ont détaillé l'hydrodynamique des sauts en forme de fusée du poisson archer dans le Journal de biologie expérimentale . Les coauteurs sont Anna Shih, SM '10, Leah Mendelson, SM '13, PhD '17, et Alexandra Techet, SM '98, PhD '01, professeure agrégée de génie mécanique.
Après avoir entraîné cinq petits poissons archers à sauter de manière fiable pour se nourrir, les chercheurs les ont placés dans un réservoir d'eau ensemencé de particules de polyamide, de minuscules perles invisibles à l'œil nu. Un laser placé sous le réservoir illuminait les perles avec une lumière infrarouge ; une caméra à grande vitesse a capturé le mouvement des perles et donc la direction et la vitesse de tout tourbillon produit dans l'eau.
L'équipe a ensuite suspendu des morceaux de crevettes lyophilisées au-dessus du réservoir à des hauteurs allant d'un quart à plus de deux fois la longueur du corps d'un poisson. La caméra a enregistré 98 séquences de sauts, avec une moyenne d'environ 16 à 24 sauts par poisson.
Image par image, l'équipe a analysé les mouvements de chaque poisson pendant le saut, ainsi que la direction et la vitesse des particules déplacées par les mouvements du poisson, et a identifié trois phases générales de saut : le vol stationnaire, la production de poussée et le glissement.
En battant alternativement ses nageoires pectorales et sa nageoire caudale, un poisson peut planer sur place juste sous la surface de l'eau à la recherche d'une proie. Il lève ensuite ses nageoires pectorales et pelviennes tout en battant de la queue jusqu'à ce qu'il produise suffisamment de poussée pour se lancer hors de l'eau. Une fois que le poisson a percé dans l'eau et dans les airs, il glisse jusqu'à l'appât sans produire de poussée supplémentaire.
Remarquablement, les poissons ont pu se lancer à une hauteur aussi grande que 2,5 fois la longueur de leur corps. En moyenne, les vitesses maximales au cours de chaque course variaient de 0,6 à 1,7 mètre par seconde au carré.
Le record [olympique] du 100 mètres nage libre est d'un peu moins de 50 secondes, soit deux mètres par seconde, dit Mendelson. Ces poissons sont donc presque aussi rapides qu'un nageur olympique, mais en fait ils montent plutôt qu'à l'horizontale.