Les crabes violonistes et les crevettes serpentines comptent sur des pinces élargies pour impressionner ou combattre les membres de leur propre espèce - et plus l'arme est grosse, meilleures sont les chances de gagner un compagnon. Mais les gros appendices peuvent être une véritable ponction énergétique.
"[C'est] ce genre de combustion lente d'un coût qui se produit tout le temps", explique Jason Dinh, candidat au doctorat en biologie à l'Université Duke.
Cependant, Dinh a découvert que ces crustacés ont développé une astuce pour prendre du volume sans dépenser trop d'énergie. Lorsqu'il a examiné les pinces de crabes violonistes et de deux espèces de crevettes serpentines, Dinh a observé que les pinces plus grosses contenaient relativement plus d'exosquelette et moins de tissus mous que les plus petites. La chitine, l'ingrédient principal des exosquelettes d'arthropodes, est beaucoup moins "coûteuse" à entretenir que les muscles, les nerfs et le sang.
"Il s'avère que l'une des façons dont ils sont capables de supporter ces coûts [métaboliques] est de fabriquer leurs armes à moindre coût :investir de manière disproportionnée dans les trucs bon marché par rapport aux muscles les plus chers", explique Dinh, qui a rapporté le découvertes le 8 février dans Biology Letters .
Les crevettes et les crabes ne sont peut-être pas les seules créatures à utiliser cette stratégie. Dans tout le règne animal, les animaux s'appuient sur une grande variété d'armes pour intimider leurs rivaux, des griffes aux cornes, en passant par les défenses et les bois. En général, les individus de grande taille ont plus d'énergie disponible que les membres plus petits de leur espèce, ce qui signifie qu'ils peuvent développer des armes lourdes qui représentent une plus grande partie de leur masse corporelle globale, explique Dinh.
La différence est particulièrement frappante chez les crabes violonistes. Les crabes violonistes mâles utilisent une pince surdimensionnée pour attirer les femelles et se battre contre d'autres mâles pour le territoire et les partenaires. Les petits crabes ont des pinces qui ne pèsent que 35 % de leur masse corporelle, tandis que les grands crabes ont des pinces qui représentent plus de la moitié de leur masse corporelle.
"C'est comme un gant de boxe qui fait la moitié de votre poids corporel", explique Ummat Somjee, biologiste de l'évolution au Smithsonian Tropical Research Institute au Panama, qui n'a pas participé à la recherche. "C'est un investissement vraiment, vraiment extrême, et cela a longtemps été un casse-tête pour savoir comment ils peuvent éventuellement maintenir la physiologie pour maintenir ces structures."
Les crevettes cassantes, en revanche, déploient leurs armes différemment. Les mâles et les femelles ont une griffe élargie qui produit l'un des mouvements les plus rapides connus dans la nature, dit Dinh.
"En gros, ils ouvrent leur griffe puis la referment très rapidement, et leur griffe projette ce jet d'eau qui se déplace incroyablement vite et fait littéralement bouillir une petite région d'eau derrière le jet", dit-il. "Lorsque cette bulle s'effondre, elle fait un claquement très fort."
Dinh et ses collaborateurs ont collecté des centaines de crabes violonistes et de crevettes dans les marais salants et les récifs ostréicoles de Caroline du Nord et ont pesé les corps et les pinces des crustacés décédés. Dinh a ensuite pesé à nouveau les griffes après les avoir exposées à une enzyme qui a digéré les tissus mous, y compris les muscles, tout en laissant l'exosquelette intact. "Cela nous permet de séparer la masse de cet animal en ses tissus mous digérés coûteux et ses tissus durs non digérés moins chers", explique-t-il.
Dans les trois espèces, à mesure que les griffes augmentaient en taille, elles contenaient proportionnellement plus d'exosquelette dur et moins de tissus mous. "Les différences étaient assez importantes", dit Dinh, notant que les plus gros crabes violonistes mâles avaient des griffes qui contenaient moins de la moitié du pourcentage de masse musculaire observé dans les griffes plus petites.
Dinh a également trouvé des preuves que, s'il est plus facile pour les grands individus de construire des armes surdimensionnées, même les petits crustacés peuvent bénéficier d'un investissement dans un exosquelette nécessitant peu d'entretien. À l'exception des femelles d'une espèce de crevette serpentine, les individus qui arboraient des griffes plus grandes que la moyenne pour leur taille corporelle avaient tendance à emballer moins de tissus mous dans les armes exagérées.
Des griffes géantes peuvent dissuader les crustacés rivaux, mais leur taille intimidante n'est pas la seule chose impressionnante. Chez les crabes violonistes, les grandes pinces peuvent pincer plus fort que les petites, bien qu'elles aient proportionnellement moins de muscle.
Il reste à voir si les pinces surdimensionnées s'accompagnent de compromis pour les crevettes cassantes. Pour produire leurs mouvements ultrarapides, les crustacés utilisent leurs pinces comme un ressort. « Les muscles ne sont là que pour charger le ressort; la chose qui ferme la griffe est le ressort lui-même », explique Dinh. Il étudie actuellement si les crevettes et les crabes avec des armes exagérées sont en effet des combattants plus efficaces.
Dans de futures recherches, Dinh aimerait étudier à quel point les armes massives et énergétiquement bon marché sont courantes chez d'autres types d'animaux. Somjee dit que les griffes décrites dans le nouveau rapport correspondent aux modèles qu'il a observés chez plusieurs types d'insectes.
"Cela pourrait être un phénomène assez vaste", déclare Somjee. "Ce n'est pas nécessairement que ces animaux peuvent investir dans ces grandes caractéristiques et en paient des coûts très élevés, c'est qu'ils ont trouvé des moyens bon marché d'avoir de très grandes caractéristiques."
