Sur les traces de la boue visqueuse
Cette découverte pourrait faire progresser le développement d'adhésifs respectueux de l'environnement, de revêtements fonctionnels et de matériaux médicaux.
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Les escargots peuvent modifier la composition chimique de leur bave pour la rendre liquide, solide ou collante selon leurs besoins. Ils sont particulièrement actifs après une averse. Même sur le campus Max Planck de Potsdam-Golm, les escargots rayés communs (Cepaea nemoralis) laissent derrière eux leurs traînées de bave brillantes. Des chercheurs du département « biomatériaux » ont identifié ce mucus comme un matériau naturel prometteur. En effet, l'escargot ne produit pas un seul type de mucus, mais peut le modifier selon ses besoins pour qu'il devienne liquide, solide, collant ou glissant.
En collaboration avec l’Institut Max Planck de biochimie, la bave d’escargot a ainsi fait l’objet d’une analyse en science des matériaux : comment l’escargot parvient-il à produire des propriétés matérielles totalement différentes à partir des mêmes composants de base ? Les chercheurs apportent la réponse dans une étude qui vient d’être publiée dans la revue *Science*. Ils y démontrent pour la première fois en détail les « recettes » biochimiques utilisées par l’escargot rayé pour adapter spécifiquement sa bave à différentes tâches.
« À première vue, la bave d’escargot peut sembler banale, mais c’est un matériau incroyablement polyvalent », explique le Dr Franziska Jehle, auteure correspondante de l’étude. « Le fait que l’escargot puisse modifier spécifiquement les propriétés de sa bave à partir des mêmes éléments constitutifs de base est ce qui la rend si fascinante pour la recherche. »
Les éléments constitutifs de la bave d’escargot
Pour comprendre comment la nature produit cette diversité de matériaux, les chercheurs ont analysé cinq types différents de mucus. Ils ont examiné le mucus qui permet la locomotion, agit comme un adhésif puissant sur les surfaces, protège l’animal de la déshydratation, scelle la coquille pendant les périodes de repos prolongées et sert de mécanisme de défense.
Ils ont découvert que l’escargot utilise systématiquement les mêmes composants pour les différents types de mucus, en les mélangeant dans des proportions variables. Les composants chimiques sont des protéines – principalement du collagène – et du calcium.
Les chercheurs ont été surpris d’identifier le collagène VI comme un composant clé du mucus. En effet, cette protéine est surtout connue pour son rôle structurel dans la peau, les os et les articulations humaines. Associée au carbonate de calcium désordonné – que l’escargot stocke dans son tissu glandulaire et libère avec le mucus selon ses besoins –, la proportion de collagène VI joue un rôle décisif dans le contrôle des propriétés des différents types de mucus. Apparemment, l’escargot utilise la quantité totale de protéines et la proportion de collagène VI pour modifier la densité du réseau protéique du mucus. Cela a un effet direct sur les propriétés mécaniques : plus le réseau protéique est dense, plus le mucus est résistant. Le calcium, sous sa forme ionique, sert soit à réticuler le mucus, soit, sous forme de calcite, à renforcer le matériau.
S'inspirer de la nature
« Les résultats de cette étude vont bien au-delà de la biologie de l’escargot », explique le professeur Peter Fratzl, coauteur de l’étude et directeur à l’Institut Max Planck des colloïdes et des interfaces. « Les matériaux naturels remplissent une immense variété de fonctions avec seulement quelques éléments constitutifs. Comprendre les principes qui sous-tendent ce phénomène revêt une grande importance pour le développement de matériaux durables. »
En s’inspirant du modèle de la bave d’escargot, par exemple, il pourrait être possible de produire des adhésifs respectueux de l’environnement, des revêtements fonctionnels et des matériaux destinés à des applications médicales.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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