Une dissémination artistique des graines chez les végétaux
Une équipe de chercheurs allemands a découvert que les plantes sèment leurs graines de manière artistique. Cette découverte a été faite par des chercheurs de l'Institut Max Planck de colloïdes et d'interfaces à Potsdam et de la Technische Universität de Dresde suite à une investigation complète du mécanisme d'ouverture végétale. Dans leur article publié dans la revue Nature Communications, l'équipe explique comment lorsque les capsules de graines de plantes telles que Delosperma nakurense sont humidifiées par la pluie, elles s'ouvrent sur la poche contenant les graines, un peu comme un origami mobile. Les valves s'ouvrent car les cellules structurées comme une ruche à l'intérieur absorbent l'eau et modifient leur structure. Ce processus implique que la plante, qui croît dans les régions arides, peut s'assurer que ces graines s'ouvriront. Les chercheurs espèrent utiliser ce modèle pour développer des matériaux capables de se mouvoir lorsqu'ils sont mouillés ou que leur température change. L'équipe de recherche a découvert que les valves des capsules de graines se déplient sur une charnière lorsqu'elles sont mouillées, et se referment lorsqu'elles sont sèches. Ce processus modifie également la courbe des valves: elles referment hermétiquement les capsules de graines dans des conditions sèches. Cette courbature empêche à la capsule de s'ouvrir par accident. «Il s'agit d'un mécanisme de repliement coordonné à deux sens, une sorte d'origami mobile», explique Matthew Harrington, chercheur principal de l'étude. Les cinq valves de la capsule de graine se déforment en raison de leurs structures précises et d'une association de propriétés de plusieurs matériaux biologiques. Les valves ont une forme triangulaire; ouverte, la capsule de graine ressemble à une étoile à cinq branches. Son tissu gonfle aisément sur les côtés qui, lorsqu'elle est fermée, pointe à l'intérieur et vers l'extérieur quand elle est ouverte. Le tissu est divisé en deux et recouvre les valves ouvertes, lorsqu'elles sont mouillées donc, de l'intérieur à l'extérieur. Les deux moitiés se referment très étroitement. Dans des conditions sèches, un écart sépare les deux moitiés. Les membranes de séparation se trouvent dans ces écarts, ainsi les compartiments sont hermétiquement scellés. Lorsque la valve s'ouvre, elle se déforme là où est attachée la capsule, au niveau de la charnière. Mais l'équipe n'a pu étudier l'ouverture de la capsule que lorsqu'elle a étudié attentivement la structure gonflée du tissu. Ainsi, il s'agit d'un mouvement d'ouverture vers l'extérieur de cellules plus ou moins hexagonales formant une structure de ruche. Ces résultats de recherche ont également des implications pour de futurs projets dans divers domaines. «Ce mécanisme est intéressant pour les applications techniques car l'énergie du mouvement est stockée dans le matériau», explique Peter Fratzl. L'équipe examinera comment appliquer ces connaissances en biomédecine ou en architecture. Ce principe peut également être transféré aux matériaux qui se détendent ou se contractent en fonction de la température: par exemple, un auvent qui se déplie automatiquement sur une terrasse lorsque le soleil devient plus chaud.Pour de plus amples informations, consulter: Max Planck Institute of Colloids and Interfaces: http://www.mpikg.mpg.de/english/cont_issues/news/index.php(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)
Pays
Allemagne