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En vidéo : la nanocombinaison anti-vide pour insecte

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Surprise, les larves d'une drosophile peuvent survivre dans le vide d'un microscope électronique. Leur secret : une nanocombinaison souple qui se forme sous le flux d'électrons, et qui recouvre intégralement leur corps. Un revêtement de synthèse similaire a fourni d'étonnants résultats chez d'autres espèces...

Ce moustique est entré mort dans le microscope électronique à balayage pour être scruté sous toutes ses coutures. Son destin aurait été tout autre s'il avait pu profiter d'une nanocombinaison identique à celle qui se forme chez les larves de drosophile soumises à un flux d'électrons. © Ocimin, Wikimedia Common, DP

Le vide a la fâcheuse habitude de faire bouillir l'eau. Tout être pluricellulaire lui étant exposé est voué à une mort certaine par déshydratation ou à la suite de distorsions... à quelques exceptions près. Des tardigrades, de minuscules animaux d'environ 1 mm, ont par exemple déjà survécu à un séjour dans l’espace, mais  ils étaient en état de dormance, donc déshydratés (anhydrobiose). En revanche, des tiques bien vivantes se sont montrées très coriaces, voilà un peu plus d'un an, en survivant 30 min dans un microscope électronique à balayage (MEB), malgré le vide ambiant et l'intense flux d'électrons.




Cette larve de moustique Aedes albopictus a réalisé des mouvements actifs durant 30 min dans un microscope électronique à balayage, malgré le vide et le flux d’électrons. Cet exploit n’aurait pas été possible sans l’ajout d’un revêtement artificiel qui polymérise sous l’effet des charges négatives, au point de donner naissance à une nanocombinaison. © Takaku et al.Pnas, 2013

Ces résultats ont visiblement éveillé la curiosité de Takahiko Hariyama de l'université de Hamamatsu (Japon). Ce chercheur a fait passer, avec l'aide de collaborateurs, toute une série d'animaux vivants dans un MEB, afin d'étudier comment ils se comportaient et combien de temps ils survivaient en présence du vide. La majorité d'entre eux ont eu une fin rapide, mais pas tous. En effet, certaines larves d'une drosophile (genre Drosophila) ont résisté à l'épreuve, et se sont même développées tout à faire normalement par la suite, à pression ambiante.

Leur cuticule a tout naturellement attiré l'attention des chercheurs, jusqu'à ce que son secret soit percé et dévoilé dans la revue Pnas. Ces larves sont recouvertes d'un revêtement particulier, composé de molécules biologiques (parmi lesquelles figurent des protéines). Selon toute vraisemblance, le flux d’électrons provoquerait une polymérisation massive de ces molécules, au point de transformer le revêtement en une nanocombinaison protectrice souple. Or, cette structure de 50 à 100 nm d'épaisseur limiterait le passage de gaz et de liquides, ce qui explique la survie des larves de mouche.

De nouvelles espèces protégées du vide

D'autres insectes, comme l'abeille japonaise (Apis cerana japonica) ou les larves du diptère Protophormia terraenovae, ont un revêtement similaire. Sans surprise, ils ont survécu à un passage dans le vide, mais cette fois sous un flux de plasma, dont le pouvoir polymérisant est bien connu. Les chercheurs ont ensuite produit un revêtement artificiel à l'aide d'un détergent (monolaurate de polysorbitane), et l'ont appliqué sur des vers plats Dugesia japonica et des larves de moustique-tigre asiatique (Aedes albopictus). Puis ils ont exposé les cobayes à un flux de plasma : les insectes s'en sont sortis sans dommages, pour la première fois !

Des comparaisons ont ensuite été réalisées entre des individus recouverts par la nanocombinaison et des larves contrôles, c'est-à-dire non exposées aux électrons ou préparées selon un protocole classique pour la microscopie électronique. D'importants changements structuraux ont été observés chez les survivants, le revêtement ayant constitué une « empreinte » tridimensionnelle de l'animal. Les larves préparées selon les techniques classiques ont quant à elles montré des cuticules déformées.

Cette découverte pourrait modifier les approches actuellement employées pour étudier des animaux au MEB. En attendant, l'équipe menée par Takahiko Hariyama rêve déjà d'envoyer différents organismes dans l’espace, mais pour un court séjour. Pourquoi pas de petits poissons (dont l'espèce n'a pas été précisée), puisque des tests se seraient également montrés concluants avec eux !

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