Les nanotechnologies du vivant Dernière diffusion le

Se protéger des chocs

Les animaux savent se protéger des chocs et de leurs prédateurs en se dotant de carapaces variées. Comment tortues, escargots, coquillages fabriquent-ils cette protection ? L’étude de la coquille de l’escargot révèle une structure complexe et intelligente.

Un épisode de la série « Les nanotechnologies du vivant »

Réalisation : Pascal Moret , Julien Guiol

Production : French Connection Films, La Belle Société production, Universcience, Viaoccitanie, Fabrice Garrault

Année de production : 2020

Durée : 3min15

Accessibilité : sous-titres français

Se protéger des chocs

Que ce soit pour lutter contre les éléments ou se défendre des prédateurs, l’armure reste un excellent moyen de protection. On connaît la formidable résistance des écailles de tortue à base de kératine. Mais certaines espèces comme les insectes parviennent à des résultats similaires avec de la chitine, un matériau moins dur. Les coquillages et les escargots, quant à eux, fabriquent leur carapace avec une matière minérale, l’aragonite. Comment ces espèces fabriquent-elles leur carapace ? "Ce petit mollusque est néanmoins capable de créer cette coquille qui est un chef d’oeuvre de technologie. C’est en fait une véritable céramique qu'il arrive à fabriquer dans cet environnement à température ambiante. Nous, pour faire la même chose, il nous faut des ultra hautes températures. Donc cette forme de carbonate de calcium se présente sous forme de petits pavés qui sont disposés l’un à côté des autres, et puis sur plusieurs couches, comme ça. Et quand il y a un choc, ces pavés sont reliés entre eux par des protéines, une espèce de colle un peu souple qui fait que lorsqu’il y a un choc, les pavés se glissent les uns sur les autres latéralement, absorbent l’énergie et empêchent l’onde de choc de pénétrer loin dans la coquille et donc permettent de protéger l’organisme." Comment le vivant est capable de créer ces pavés formant ces carapaces ? "Tu vois ce magnifique pavé qui est en dessous de cette surface très lisse. C’est un bout de la carapace et dans l’épaisseur, ici, tu vas avoir, un peu comme dans la nacre des coquillages, tu vas avoir des empilements de couches comme ça." "Mais le plus intéressant, c’est la géométrie de ces cristaux. Ce sont des protéines qui vont limiter la croissance dans certaines directions et l’on obtient des systèmes quasiment à deux dimensions. Et on appelle ça la biominéralisation." "Donc là, les protéines en fait, c’est à la fois elles qui bloquent la croissance des cristaux pour que cela reste sous la forme de pavés et ce qui reste ce qui permet aux pavés de bouger. C’est fabuleux ça. Les pare-brises qui équipent les voitures d’aujourd’hui sont fabriqués sur le même procédé. Ainsi, lors d’un choc, le pare-brise se fissure et ne casse pas. "Nous sommes effectivement de plus en plus capables de reproduire des matériaux très résistants de la nature, et également de reproduire le processus par lequel la nature va être capable de reproduire ces matériaux. Quand au regarde la manière donc des diatomées fabriquent leur squelette de silice ou les coquillages qui fabriquent leur coquille en carbonate de calcium. Ce sont des matériaux extrêmement résistants et qui sont fabriqués dans l’eau à partir des molécules présentes dans leur environnement. Ça nous permet aujourd’hui de fonctionnaliser ces matériaux-là, leur donner d’autres propriétés, par exemple, en ajoutant des molécules organiques. Ce qui ne serait pas possible si le verre était fabriqué à très haute température. Ces matériaux seraient détériorés. Et le fait de pouvoir rajouter par exemple des petites protéines, des petites peptides dans ces matériaux-là, nous permet de faire réagir ces verres avec des cellules de leur environnement. Cela nous permet de s’en servir pour la régénération cellulaire ou d’avoir d’autres fonctions liées aux propriétés optiques par exemple."

Réalisation : Pascal Moret , Julien Guiol

Production : French Connection Films, La Belle Société production, Universcience, Viaoccitanie, Fabrice Garrault

Année de production : 2020

Durée : 3min15

Accessibilité : sous-titres français