Les crustacés utilisent un verre photonique de nanosphères de cristal pour couvrir leurs yeux. ils peuvent se camoufler efficacement en changeant de couleur. Les habitants des profondeurs océaniques tels que les méduses, les calmars et les crevettes ont des corps si translucides à la lumière que les prédateurs les remarquent à peine. Comme les êtres vivants doivent normalement conserver des pigments oculaires qui les rendraient reconnaissables pour avoir une vision fonctionnelle, leurs yeux sont un élément qui peut révéler leur présence dans leur corps. Des chercheurs viennent de découvrir une méthode permettant aux crustacés de contourner ce problème : ils enrobent le pigment d'un verre photonique réfractif composé de nanosphères cristallines.
Les organismes peuvent ajuster les diamètres des nanosphères pour refléter avec précision l'environnement brumeux.
Pour rester cachés, les animaux peuvent ajuster les diamètres des nanosphères pour refléter avec précision les bleus, les jaunes et les verts troubles des eaux profondes.
Pour leur étude, Keshet Shavit de l'Université Ben Gourion du Néguev d'Israël et ses collègues ont examiné les yeux d'une énorme crevette d'eau douce, Macrobrachium rosenbergii, ainsi qu'un grand nombre de larves de crustacés, notamment des larves de crevettes, de homards et de crabes. Tous les animaux étudiés avaient des corps transparents et des yeux aux couleurs vives. Pour geler les yeux de chaque créature, les scientifiques ont utilisé une technique connue de congélation flash, qui préserve la structure de l'œil, puis ont divisé chaque œil en deux pour accéder aux structures internes.
Microscope électronique à balayage
La microscopie électronique à balayage cryogénique, une méthode qui permet une imagerie à haute résolution d'échantillons à des températures extrêmement basses, a ensuite été utilisée pour visualiser les échantillons.
Les scientifiques ont découvert une couche de sphères de 3 m d'épaisseur et de plusieurs centaines de nm de diamètre encapsulées dans les yeux des organismes qu'ils ont étudiés. Ces formations de "verre photonique" sont connues pour refléter sélectivement la lumière visible, donnant aux bâtiments des teintes vibrantes. L'équipe de recherche a découvert que différentes espèces de crevettes ont des nanosphères oculaires de tailles différentes. En théorie, ce diamètre devrait être en corrélation avec la véritable couleur "eye glare" de chaque espèce. L'équipe de recherche a également découvert que les crevettes peuvent modifier l'apparence des organismes en modifiant la taille et la disposition des nanoparticules entourant leurs yeux.
Des résultats similaires ont été découverts pour d'autres crustacés étudiés par l'équipe. Par exemple, un type de crevette a un œil vert-jaune le jour et un œil jaune la nuit. Les simulations de l'équipe montrent que le changement de couleur est dû à une diminution du degré d'irrégularité dans l'emballage des nanoparticules, qui a été révélée par l'examen cryo-SEM des yeux de cette espèce.
Selon les recherches de Shavit, le processus par lequel les crustacés régulent la taille et la disposition des nanoparticules n'est pas encore connu. Les recherches futures des chercheurs aborderont cette question. La biologiste Kate Feller de l'Union College de New York est impatiente de connaître les résultats de ces études.
Selon Feller, "Ces structures lumineuses et réfléchissantes sont très clairement avantageuses pour se camoufler en pleine mer." « Mais chacune de ces espèces semble utiliser un mécanisme différent. J'ai vraiment hâte d'en savoir plus.
L'un des membres de l'équipe, Johannes Haataja, chercheur postdoctoral à l'université de Cambridge en Angleterre, affirme que l'indice de réfraction élevé des structures oculaires détectées les rend intéressantes d'un point de vue matériel. En raison de leur capacité à permettre la création de systèmes aux couleurs vives, les matériaux hautement réfléchissants sont importants pour une variété de technologies, notamment les caméras, les peintures automobiles et les cosmétiques.
Cependant, étant donné que la plupart des matériaux hautement réfléchissants tels que le dioxyde de titane sont inorganiques, leur toxicité suscite des inquiétudes. Selon Haataja, les crustacés "inspirent la façon de fabriquer ces couleurs [éclatantes] en utilisant des matériaux organiques et respectueux de l'environnement".
Source : physics.aps.org/articles/v16/48
Günceleme: 24/03/2023 11:53