L’impression 3D n’est pas une invention humaine. C'est une révélation déconcertante qui ressort de l'étude publié Communications Nature par une équipe dirigée par Florian Raible: les vers de mer Platynereis dumerilii produire chitine naturelle pour construire leurs poils couche par couche, comme le ferait une imprimante 3D. Un procédé élégant et extrêmement précis, avec des détails de l’ordre du micromètre. Cette découverte apporte non seulement un nouvel éclairage sur une espèce considérée comme un « fossile vivant », mais ouvre également des scénarios fascinants pour le développement de nouveaux biomatériaux et d’applications médicales.
Pièce par pièce
Je suis fasciné par la façon dont la nature a développé des méthodes de production aussi sophistiquées, des millions d’années avant que nous, les humains, ne les « inventions ». Les cellules spécialisées des vers sont les véritables protagonistes de ce processus. Ils produisent de la chitine naturelle grâce à des structures de surface allongées appelées microvillosités, qui fonctionnent d'une manière étonnamment semblable aux buses d'un Imprimante 3D.
« Le processus commence par la pointe du poil, suivie de la section médiane et enfin de la base. Les pièces finies sont poussées de plus en plus loin hors du corps. « Dans ce processus de développement, les unités fonctionnelles importantes sont créées les unes après les autres, pièce par pièce », explique-t-il. Raiblé.
La précision de ce mécanisme biologique est incroyable : Les microvillosités changent de forme et de nombre au fil du temps, sculptant avec précision des structures géométriques complexes, telles que les dents individuelles à la pointe d'un poil, avec une précision submicronique.
Chitine naturelle : polyvalente et adaptable
Un autre aspect extraordinaire du chitine naturelle produite par ces annélides marins est sa polyvalence. En seulement deux jours, ces structures passent de la formation initiale à la pleine maturité, prêtes à assister le ver dans sa vie aquatique. De plus, les poils peuvent prendre différentes formes et longueurs en fonction des besoins du ver et des conditions environnementales. Ils peuvent devenir plus courts ou plus longs, plus pointus ou plus plats, s'adaptant parfaitement au contexte dans lequel l'organisme se trouve.
Pour comprendre ce processus biologique fascinant, les chercheurs ont dû recourir à des techniques d’imagerie de pointe. Ils ont créé des modèles 3D détaillés en utilisant le Microscopie électronique à balayage en blocs sériels, acquérant ainsi une connaissance sans précédent de ce processus biologique. L’évolution précise du nombre et de la forme de ces microvillosités au fil du temps est donc essentielle pour modéliser les structures géométriques des poils individuels, avec une précision étonnante.
Applications futures de la chitine naturelle
Cette découverte n’est pas seulement intéressante d’un point de vue biologique, mais pourrait avoir d’importantes implications pratiques. La compréhension de ce processus biologique pourrait conduire au développement de nouveaux produits médicaux et de matériaux naturellement dégradables.
La chitine de calmar, par exemple, est déjà utilisée comme « matière première pour la production de pansements particulièrement bien tolérés ». Qui sait quelles autres applications pourraient émerger d’une compréhension plus approfondie de ces processus naturels de formation de la chitine. Encore une fois, Maître Biomimétisme, nous nous inclinons devant toi.
