Le paon commun – la magie de l'irisation (Source : Ranjit Lal)
Chaque enfant sait que si vous ramassez un papillon et le lâchez, il laissera une faible carte de visite de la poussière la plus fine imaginable sur vos doigts : cette « poussière » est en fait une poussière magique et, sous de puissants microscopes, elle s'est révélée être écailles, l'un des composants les plus importants des ailes et de la beauté du papillon. (Le nom scientifique de la famille des papillons et des papillons de nuit est Lépidoptères, ce qui signifie « aile d'écaille ».) soupe” et avec l'aide d'hormones et d'enzymes magnifiquement chorégraphiées prenant leurs repères avec précision, les cellules de papillon dormantes, délibérément empêchées de mûrir, ont maintenant commencé à se développer en les différentes parties de l'insecte, nourries par la riche soupe de chenilles.
A LIRE AUSSI |Wolfie in the Window II : Pourquoi derrière les yeux émouvants et les queues agitées de votre chien se cache le fantôme du loup grisIci, à l'intérieur de la chrysalide, les belles ailes du papillon se sont développées et, lorsqu'elles sont observées au microscope, les chercheurs les ont longtemps comparées au carrelage fin sur un toit mince comme du papier. Mais alors qu'ils disposaient d'images fixes de différentes étapes de la formation de l'aile et de ses écailles, ils n'avaient malheureusement pas de chronologie continue sur la manière dont ces écailles ont grandi et se sont développées, jusqu'à récemment. Ils avaient un diaporama, mais ils voulaient la vidéo ! Avec toute la fourberie des Peeping Toms ringards, les chercheurs du MIT se sont mis au travail. Tout d'abord, avec une précision chirurgicale, ils ont découpé de petits carrés dans la cuticule (couche externe) de la chrysalide de l'un des papillons les plus populaires, la Belle Dame, et l'ont décollé. Ils ont scellé la minuscule “fenêtre” avec de fines vitres fixées avec un bio-adhésif. Mais ils ne pouvaient pas simplement projeter un large faisceau de lumière sur leurs sujets et scruter le microscope pour l'instant : cela endommagerait leur sujet délicat. Ils ont donc eu recours à ce qu'ils appellent la « microscopie de phase de réflexion à corrélation de speckle ».
Ils ont utilisé de nombreuses petites pointes de lumière pour éclairer leur sujet. Ceux-ci se reflétaient sur les différents points de la structure de l'aile, et les chercheurs ont pu construire une image tridimensionnelle détaillée de la structure de l'aile en déterminant quel point de lumière avait rebondi sur quelle partie de la structure en isolant la lumière rebondissant sur différents couches. Comme l'a dit l'un des chercheurs de manière assez poétique, “un champ moucheté est comme des milliers de lucioles qui génèrent un champ de points d'éclairage”.
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Quand ils ont finalement mis leurs yeux sur leurs microscopes et ont fouillé, ce qu'ils ont vu était étonnant.
Ils ont vu que lorsque l'aile se formait, les cellules (faites de chitine, une molécule de sucre, la même que celle dont sont composés les exosquelettes des insectes) à sa surface – à la fois en haut et en bas ; dorsale et ventrale, ont commencé à s'aligner proprement et rapidement comme des cadets à la parade. Ensuite, ils ont commencé à se différencier : alternativement, ils ont poussé sur les surfaces supérieure et inférieure (appelées cellules de couverture et de sol), se chevauchant comme des bardeaux sur un toit. Au fur et à mesure que les écailles grandissaient, elles développaient des crêtes irrégulières, poussant en lignes parallèles nettes, tout au long de leur longueur, un peu comme des gouttières – et servant en partie le même but – laisser l'eau s'écouler et contrôler la température (thermorégulation). Les chercheurs pensaient qu'à mesure que les écailles grandissaient, elles se serreraient les unes contre les autres un peu comme les plis d'un accordéon, mais cela ne s'est pas produit ; les écailles ont continué à grossir à mesure que les crêtes apparaissaient. Apparemment, un autre mécanisme était à l'œuvre, qu'ils n'ont pas encore tout à fait compris.
Ces crêtes étaient également responsables d'une grande partie de la beauté du papillon : en plus des pigments, qui étaient responsables des rouges, des bruns et des noirs, qui étaient présents dans les membranes des ailes, ces crêtes irrégulières rebondissaient et diffusaient la lumière de manière prismatique, donnant lieu à de magnifiques reflets irisés et nuances : bleus, émeraudes, violets et mauves et un million de teintes entre les deux. Ces couleurs se mélangent, fusionnent et changent au fur et à mesure que le papillon ouvre et ferme ses ailes. Une aile peut avoir à la fois des couleurs pigmentées et des couleurs prismatiques. En plus de la beauté, les écailles – étant si détachables – permettent également à un papillon de s'échapper des toiles d'araignées – ils se contentent de perdre leurs écailles, qui se collent à la toile et s'enfuient. (Mais non, les écailles perdues ne repoussent pas). Les écailles aident également le papillon à générer de la portance pendant le vol plané. En changeant de couleur et de motifs au fur et à mesure que le papillon ouvre et ferme ses ailes, ils aident à camoufler l'insecte des prédateurs – ou à les effrayer (ces yeux surprenants de “hibou” sur les ailes de certains papillons par exemple).
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C'est vraiment étonnant de voir la façon dont ces délicates écailles d'ailes se forment ; travaillant en parfaite harmonie les uns avec les autres à mesure qu'ils grandissent. Il est également remarquable de voir comment les chercheurs ont trouvé un moyen de jeter un coup d'œil et de filmer les événements dans les sanctuaires les plus intimes de la chrysalide. Et bien sûr, nous réfléchissons déjà aux utilisations de cette merveilleuse technologie : des fenêtres irisées et des cellules solaires aux textiles imperméables, aux surfaces résistantes à la pluie et à la chaleur et aux devises difficiles à contrefaire. Mais ce qui est le plus étonnant, c'est comment cette procédure étonnante a évolué en premier lieu : combien de millions d'années a-t-il fallu pour que Mère Nature comprenne tout, une minuscule étape à la fois. Quand a été fait le premier pas dans cette direction ? Aujourd'hui, nous ne pouvons qu'espérer l'adopter à nos propres fins. Le processus d'évolution est certainement le meilleur système d'ingénierie existant sur notre planète et tout ce que nous devons faire est de l'étudier et de l'observer en détail – et non de détruire imprudemment ses produits. Donc, la prochaine fois que vous tendez la main pour attraper un papillon (peut-être pour votre enfant), faites une pause. Il est préférable de laisser cette poudre fine, légèrement colorée et ultra-technologique qu'il laissera sur le bout des doigts sur l'insecte pour lequel il a été conçu.
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