Au printemps 2018, le Dr Philip Matthews a passé un après-midi typique à capturer des libellules dans les bassins expérimentaux de l’Université de la Colombie-Britannique (UBC). Le zoologiste ne savait pas qu’il était sur le point de se lancer dans un voyage pour résoudre un mystère entomologique vieux d’un siècle impliquant un insecte beaucoup plus petit, mais tout aussi intrigant. Alors qu’il travaillait dans les étangs, des larves flottant dans l’eau de pluie d’un aquarium voisin ont attiré son attention.
Les insectes étaient les larves aquatiques d’eau douce de la Chaobore moucheron, aussi appelé «moucheron fantôme» en raison de sa quasi-transparence. La transparence fait ressembler les larves à de minuscules fantômes lorsqu’elles se déplacent dans les lacs, les étangs et les flaques d’eau.
« Ces insectes bizarres flottaient de manière neutre dans l’eau, ce que vous ne voyez tout simplement pas chez les insectes », a déclaré le Dr Matthews. « Certains insectes peuvent avoir une flottabilité neutre pendant une courte période au cours d’une plongée, mais Chaobore les larves sont les seuls insectes proches d’avoir une flottabilité neutre. »
Résoudre un mystère vieux de 100 ans avec une connexion Nobel
Certains poissons régulent leur flottabilité en gonflant une vessie natatoire avec de l’oxygène déchargé de l’hémoglobine dans leur sang. En 1911, le lauréat du prix Nobel August Krogh a découvert Chaobore les larves utilisent un mécanisme complètement différent, régulant leur flottabilité à l’aide de deux paires de sacs internes remplis d’air. Mais il n’a jamais compris comment les insectes ajustaient le volume de leurs sacs sans avoir de sang ou d’hémoglobine comme le font les vertébrés.
Une découverte fortuite
De retour au laboratoire après son café, le Dr Matthews a monté les sacs d’air des larves du réservoir de bétail sur un microscope qui venait d’avoir une lumière ultraviolette éclairant la platine du microscope. Les air-sacs ont commencé à briller en bleu.
La fluorescence bleue était due à la résiline – un caoutchouc presque parfait trouvé dans les parties des insectes où l’élasticité est essentielle, comme dans l’énergie élastique qui alimente l’incroyable saut d’une puce.
« La chose étrange à propos de la résiline est que non seulement elle est vraiment élastique. Elle gonfle si vous la rendez alcaline et se contracte si vous la rendez acide. »
Avec le doctorant Evan McKenzie menant des enquêtes expérimentales, les chercheurs ont découvert que l’insecte ne sécrète pas de gaz dans ses sacs aériens pour les faire se dilater. Au lieu de cela, ils modifient le niveau de pH de la paroi du sac à air, les bandes de résiline à l’intérieur de la paroi du sac à air gonflent ou se contractent en réponse, et le volume du sac s’ajuste.
Les sacs à air de Chaoborus fonctionnent comme des moteurs mécanochimiques, convertissant les changements d’énergie potentielle chimique en travail mécanique.
« C’est une adaptation vraiment bizarre que nous n’avons pas recherchée », déclare le Dr Matthews. « Nous essayions juste de comprendre comment ils peuvent flotter dans l’eau sans couler! »
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par Université de la Colombie-Britannique. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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