dimanche 25 septembre 2016

Comment le caméléon change-t-il de couleur ?

Nul doute qu'un jour, étant petits, vous vous êtes posés cette question et que, peut-être, vous n'avez jamais eu la réponse ! Comment les caméléons parviennent-ils à changer de couleur ? 
Autre que son allure paresseuse ou sa longue langue adhésive, le caméléon est célèbre pour sa façon de se camoufler dans son environnement : l'homochromie ! Mais ces modifications de la teinte traduisent aussi son humeur et lui permettent parfois de faire fuir un prédateur (ou un rival lors de la période nuptiale). 
Avant, la communauté scientifique pensait que la couleur du caméléon était due aux pigments dispersés dans son tégument. Mais, cette hypothèse ne tenait pas la route ; en effet, certains caméléons sont verts (par exemple, Chaemaeleo jacksoni)  et dépourvus de pigments verts. 

Caméléon de Parson (Calumma parsonii)

Mais, récemment, Michel Milinkovitch et son équipe ont découvert, dans le tégument du reptile, une couche de cellules renfermant des nanocristaux, située sous la couche de cellules pigmentaires ! 

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Schéma représentant le tégument du caméléon
                                       

Ne froncez pas les sourcils, je m'explique ! En plus d'une première couche de cellules lipophores contenant des pigments bruns, rouges ou jaunes, le tégument est constitué d'une couche inférieure de cellules disposant de couleurs structurelles (le bleu et le blanc par exemple). Sauf que ces couleurs structurelles ne sont pas créées par des pigments mais par le biais du phénomène d'interférence optique ! Ces couleurs proviennent de l'absorption de certaines longueurs d'ondes mêlée à l'action de nanostructures (dont je vous parlais tout à l'heure). Et qui dit "nanocristaux", sous-entend "cristaux" dit "réflexion de la lumière". Ce que je veux dire, c'est que ces nanocristaux peuvent être plus ou moins accolés entre eux et ainsi réfléchir différemment la lumière pour créer au final des teintes variées. 
En fait, la disposition de ces cristaux dans les cellules (les cellules iridophores, sur le schéma) est responsable de la réflexion d'une couleur qui traduit l'humeur du caméléon. 

Prenons un exemple. Dans la situation a), le caméléon est décontracté. Les nanocristaux sont densément organisés dans les cellules et réfléchissent les petites longueurs d'onde (environ 450 nm) comme le bleu. 
Dans la situation b), le caméléon est excité. Les nanocristaux sont plus dispersés que lors de la première situation et réfléchissent des couleurs comme l'orange ou le rouge (environ 800 nm).

Maillage des nanocristaux en fonction de l'état du caméléon



Coloration du tégument en fonction de l'état du caméléon

Et ce n'est pas tout ! Sous cette première couche de cellules iridophores, se trouve une autre couche de cellules iridophores renfermant des plus gros cristaux mais moins ordonnés, permettant de réfléchir les longueurs d'onde du domaine Infra-Rouge (IR). Cela lui permet de se protéger contre les effets thermiques du soleil. 

Ainsi, ces nanotructures confèrent au caméléon une arme évolutive importante, à travers les nombreux rôles qu'elles remplissent comme le camouflage, la coloration ou la protection aux IR. De plus, cette découverte a bouleversé le monde des sciences. Désormais, les nanocristaux du tégument du caméléon sont devenus un modèle biologique utilisé par les biophysiciens pour éliminer les reflets lors de la création de nouvelles technologies !

Merci d'avoir lu cet article ! 

jeudi 22 septembre 2016

Le Machaon (Papilio machaon)

Ça y est... L'été se termine, place à la mauvaise saison pendant laquelle la nature s'estompe peu à peu... L'automne apparaît dans le même wagon que la nostalgie, le Printemps me manque ! Cependant, ne vous inquiétez pas, ce blog ne mimera pas les feuilles mortes tombant des arbres, si je puis dire. Je tenterai de le rendre aussi vivant les 4 saisons durant ! 
Et aujourd'hui, j'ai envie de vous parler d'un Lépidoptère, assez commun, dont j'ai surtout envie de vous montrer quelques photos : le Machaon (Papilio machaon) !  Un magnifique papillon d'une envergure atteignant 90 mm, aux larges ailes aux couleurs différentes et terminées postérieurement par un fin prolongement à leurs extrémités.
Vous l'apercevrez, souvent solitaire, en train de planer au-dessus de grandes prairies fleuries, d'Avril à Septembre, à la recherche du nectar des fleurs à butiner. De plus, un coup d'oeil furtif ne suffira pas à la détermination du sexe de l'individu, le dimorphisme sexuel étant peu marqué. 

Le Machaon, comme tous les insectes, est ovipare. Il dépose ses œufs sur des plantes nourricières telles que les Apiacées (comme la carotte ou le fenouil) ou les Rutacées (les agrumes, en fait).
Des larves se forment alors. Malheureusement, je n'ai pas de photos personnelles d’œufs et de chenilles à vous proposer. 

Oeuf de Papilio machaon

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Chenille de Papilio machaon à un stade avancé

Cette chenille verte et noire, si vulnérable soit-elle, possède un moyen de défense assez cool, l'osmeterium : un organe qui émet des substances malodorantes, permettant ainsi d'éloigner ses prédateurs ! 

Puis, la chenille devient un bel imago (stade adulte), après être passée par la période chrysalide, qualifiée de ceinturée, c'est-à-dire que la chenille, enfermée dans son cocon, n'a pas la tête en bas (contrairement aux chrysalides suspendues !). 

Je laisse à présent vos yeux apprécier ces quelques photos de Machaons adultes ! Et surtout, ne confondez pas cette espèce avec le Flambé (Iphiclides podalirius) ! 







Machaon Papilio butinant une fleur de chardon

Merci à vous d'avoir consulté cet article, en espérant qu'il vous ait plu ! 




samedi 17 septembre 2016

L'autotomie, quèsaco ?

Lisez ce terme une seconde fois pour pouvoir le digérer... Fait ? Interrogeons-nous, à présent : que cela signifie-t-il ? C'est la rupture volontaire d'un appendice (un membre ou la queue) à la suite d'une pression assez intense. Cette dernière active des récepteurs (tégumentaires), et l'organe se brise ainsi au niveau d'une zone peu résistante.
Même sans connaître cet affreux nom, vous en avez déjà vécu une expérience. Prenons l'exemple célèbre ! Je suis sûr qu'étant petits, vous vous amusiez à attraper d'innocents lézards (enfin, j'espère sinon j'ai l'air d'un psychopathe...). Sauf que bien souvent, cette poursuite se terminait par un échec...partiel, si je puis dire. Le reptile ne vous respectait pas et vous laissait un cadeau : sa queue entre vos doigts ; pendant que, lui, mutilé, s'en allait victorieusement sous les rochers ! C'est un phénomène d'autotomie parmi d'autres. (Coucou, petit message de Manon pour dire que, effectivement, oui tu as l'air d'un psychopathe...)

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Mais, comment la queue tombe-t-elle et repousse-t-elle, d'ailleurs ?! C'est tout une histoire de structure, ce processus de défense est permis par une structure spéciale de l'appendice potentiellement détachable ! 
Dans la queue du lézard, les vertèbres possèdent des plans de fracture et les muscles sont disposés en cônes emboîtés les uns dans les autres. Heureusement, les vaisseaux sanguins sont munis de sphincters contractiles,  ce qui évite les hémorragies lors de la perte de la queue. 
Ensuite, vient une étape de régénération : les tissus morts recouvrent l'extrémité de l'appendice coupé. Contrairement à ce que l'on peut penser, la nouvelle queue (devenant moins flexible) n'est plus du tout la même que l'originelle ! A la place d'un squelette osseux, un squelette cartilagineux se forme. De plus, les fibres musculaires sont plus allongées. 
Vous vous en doutez, de nombreux gènes sont impliqués dans ce processus comme Sox9 qui intervient dans le développement du cartilage ou bien Cd59, exprimé dans les blastèmes (ce sont des cellules), permettant de renouveler les tissus. Une étude sur un saurien (Anolis carolinensis) montre que la régénération d'une queue fonctionnelle a duré environ 60 jours, faisant intervenir 326 gènes ! Même que dans certains cas, ce n'est pas une queue unique mais une queue double qui peut repousser!

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Présence d'une queue double
                     

Ceci dit, une autotomie n'est pas nécessairement suivie d'une régénération de l'appendice, chez les espèces concernées. Par exemple, chez les sauterelles, la patte ne repousse pas. 

Je vous propose, maintenant, quelques autres cas passionnants d'autotomie (que je ne détaillerai pas comme celui du lézard) : 
1) Chez l'abeille, l'autotomie lui est FATALE ! Lorsqu'elle pique un vertébré au tégument rigide, l'ancrage de son dard est plus fort que le point de rupture. L'aiguillon y est ainsi délaissé, de même que glandes à venin et parfois une partie de l'intestin. Ce qui engendre la mort de l'hyménoptère (ordre des abeilles, guêpes, bourdons...). Pendant 20 minutes environ, le venin continue d'être injecté.  
2) Il existe un gastéropode marin, Goniobranchus tinctorius, qui a la capacité de jeter son pénis à la fin d'un accouplement. En fait, pour être plus concis, il abandonne une partie de son pénis, il ne lui reste ainsi plus que deux segments enroulés dans son corps. Les cellules de la partie enroulée sont différentes de celle déroulée. Ce qui expliquerait le temps de remplacement (24 heures environ) du dernier segment et des modifications qu'il subit.

Chacun des individus hermaphrodites fait pénétrer son pénis dans le vagin de l'autre et déverse le sperme.

3) Vous savez qui pourrait être l'acteur principal du prochain film "Saw", je pense que ce serait un  Holothurie (classe regroupant les concombres de mer). Ces animaux possèdent un mécanisme de défense totalement extraordinaire : l'éviscération ! C'est-à-dire qu'ils ont la capacité à éjecter une partie de leurs organes internes  (comme certaines parties du tube digestif) par l'orifice cloacal, entre autres. Totalement gore...mais cette autotomie est suivie d'une régénération des organes ! 

4) Enfin, chez certains rongeurs, l'animal, pour se défendre, abandonne une partie de sa fourrure, un moyen de distraction efficace face à un quelconque prédateur. 

Voilà, j'espère que ce long article vous a plu, dans ce domaine de l'éthologie, que j'aime tant. N'hésitez pas à laisser un commentaire ! Merci !  

mercredi 14 septembre 2016

Les Vieux Salins d'Hyères

Cet été, nous sommes allés aux Vieux Salins d'Hyères observer les paysages sculptés par les vents, le sel et les marais et, en particulier, la faune ornithologique qui y regorge. D'ailleurs, il est possible qu'un Hyèrois prénomme ce joli coin "la Petite Camargue". En effet, ces anciens marais salants, situés sur le bord-côte Est de Hyères, sont devenus un lieu de préservation de la nature. Aujourd'hui, sont recensées 70 espèces nicheuses et plus de 200 espèces migratrices faisant escale entre terres varoises et Méditerranée. Pour les amateurs de botanique, on peut aussi y trouver quelques orchidées (comme les Ophrys). 
En ce qui nous concerne, munis d'une paire de jumelles et d'une lunette de bonne qualité (prêtée par notre ami JB qui se reconnaîtra Ahah), nous avons pu épier différentes espèces d'oiseaux dont voici quelques clichés (qui, je le rappelle, sont réalisés à partir d'un objectif inadapté à la prise en photo d’oiseaux) :

Aigrette Garzette (Egretta garzetta)

Avocette élégante (Recurvirostra avosetta)

Cygne tuberculé (Cygnus olor)

Rassemblement de flamants roses

Goéland leucophée (Chroicocephalus genei)

Sterne naine (Sternula albifrons)

Tadorne de Belon (Tadorna tadorna)
Au sein de ces salins, se trouve un espace de sensibilisation qui nous présente les plans de prévention ou bien les taxons susceptibles d'être rencontrés sur le site.

A présent, un petit aparté historique : la production de sel y a atteint son apogée lors du Moyen-Âge. En effet, Hyères approvisionnait toutes les grandes villes d'une partie du littoral méditerranéen (de Nice à Pise !). Au fil du temps, les salins perdront de leur importance puisque soumis à la rude concurrence des sels camarguais et étrangers. C'est en 1995 que la production cesse définitivement...

Les Vieux Salins ont donc de nombreux rôles importants :
- un lieu de reproduction (particulièrement pour les laro-limicoles : mouettes, goélands, sternes...) 
- un lieu de repos des oiseaux migrateurs entre l'Afrique et l'Europe
- un lieu d'hivernage .
En outre, petit conseil, si vous voulez observer un max d'espèces, allez-y en Avril ! 
Mais, parmi toutes les espèces recensées sur ce site, la star reste tout de même le fameux flamant rose qu'on peut apercevoir en masse durant la période Septembre-Octobre !

A droite, échasse blanche (Himantopus himantopus)

Flamant rose (Phoenicopterus roseus) jeune

Héron cendré (Ardea cinerea)

Les différents bassins permettaient de récolter le sel après l'évaporation de l'eau de mer.

Le sel récolté est mis en camelles (tas) puis est conditionné et expédié ! 

J'espère que vous avez apprécié cet article, n'hésitez pas à laisser un petit commentaire ! 

samedi 10 septembre 2016

A quoi servent les moustiques ?

C'est une question que tout le monde s'est déjà posé : à quoi servent vraiment les moustiques ? J'ai demandé à plusieurs personnes au hasard et je n'ai pas été satisfait de la majorité des réponses. J'ai entendu "à rien", "à nous casser les pieds l'été", "à nous empêcher de dormir" et bien d'autres conneries de ce genre !
Bon, je vous l'accorde, c'est un peu agaçant lorsqu'ils vous bourdonnent à l'oreille à 3h du matin. Pourtant, que cela vous plaise ou pas, ce petit insecte ptérygote (ailé) occupe une place importante dans les écosystèmes qu'il fréquente (comme toutes les espèces d'ailleurs) ! Si l'Homme venait à le supprimer de son environnement, l'impact écologique serait important !

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Moustique tigre (Aedes albopictus) femelle

Premièrement, si je vous demande : "de quoi se nourrit primordialement le moustique ?", je crois lire dans vos pensées :  "du sang". Certes mais c'est le nectar que produisent les fleurs qui compose principalement le régime alimentaire du moustique. Ce dernier participe au processus de pollinisation : c'est-à-dire le transport du pollen des pièces reproductrices mâles (les étamines) aux pièces reproductrices femelles (le pistil), comme le pratiquent les abeilles et les papillons.
Secundo, les moustiques sont transmetteurs d'agents pathogènes (comme les célèbres virus de Zika ou de la fièvre jaune), causant ainsi la mort de milliers de personnes par an. Participeraient-ils alors à la régulation de la population humaine ? Je vous laisse y réfléchir...
Tertio, sachez que les larves de moustique sont détritivores, elles recyclent la matière organique du fond des plans d'eau. Ces insectes sont ainsi inscrits dans de nombreux cycles naturels comme ceux du carbone ou de l'azote.
De plus, évidemment, il ne faut pas oublier qu'ils sont des maillons dans plusieurs chaînes trophiques (c'est l'équivalent de chaînes alimentaires) et constituent donc les proies des arachnides, oiseaux, chauves-souris, amphibiens ou reptiles.

Exemple de chaîne trophique faisant intervenir le moustique

Pour finir, pourquoi exterminer une famille entière (les Culicidés) alors que les moustiques attaquant l'Homme représentent une minorité ?! En effet, seule une dizaine d'espèces de moustiques sur 3000 sont vectrices de maladies ou sont nuisibles à l'Homme ! Et figurez-vous que seules les femelles sont hématophages : elles se nourrissent de sang pour puiser les nutriments nécessaires à la ponte. Faut bien perpétuer les descendances, n'est-ce pas ?!

Bref, les moustiques occupent donc une place très importante au sein des écosystèmes et les éradiquer pourrait conduire à un bouleversement écologique. Cette façon de pensée chez Homo Sapiens sapiens n'est pas nouvelle, l'Homme a toujours été un animal spéciste, tout ce qu'il entreprend se base sur son futur bien-être, traitant beaucoup d'espèces comme inutiles, les discriminant totalement. Certaines personnes accusent les moustiques de simples parasites et "ne servant à rien". Et si l'on retournait le questionnement : l'espèce humaine, â l'état actuel, à quoi sert-elle vraiment dans l'ordre naturel ?

P.S.: la photo n'est pas de moi.

mardi 6 septembre 2016

La Tortue d'Hermann (Testudo hermanni)

Cet été, je suis allé me balader dans le Massif des Maures, dans le Var, et je suis tombé sur l'animal le plus famous de ces lieux : la Tortue d'Hermann, la dernière tortue terrestre de France métropolitaine ! Je l'ai vue près d'un rocher, profitant du soleil matinal pour se réchauffer...Mais non, je plaisante ! Il est rare de rencontrer cette espèce de tortue dans ce beau massif granitique. Je suis tout simplement allé dans mon jardin, où j'en détiens quelques-unes. Rassurez-vous, je les possède bien avant que la loi de 1985, visant à interdire leur commerce, soit entrée en vigueur !
Bref, il fallait que je réalise un article sur ce reptile si emblématique du sud de la France (ainsi que sur la plupart du pourtour méditerranéen). Cependant, c'est à propos de Testudo hermanni hermanni dont je vais vous parler, une sous-espèce vivant en France, en Espagne et en Italie.

Jeune tortue d'Hermann des Maures (Testudo hermanni hermanni)

Pourquoi Hermann d'ailleurs ? Car le zoologiste français Jean Hermann détenait quelques spécimens dans son laboratoire, il lui a donc transmis son nom.

Je ne vais pas vous décrire avec détails à quoi ressemble cette tortue, mais attardons-nous davantage sur le dimorphisme sexuel de l'espèce, c'est-à-dire tous les caractères morphologiques qui distinguent le mâle de la femelle. Et c'est à l'âge adulte qu'on les différencie avec aisance. Voici quelques  caractéristiques flagrants permettant de les comparer :

1) Je ne veux pas créer de complexe d'infériorité pour vous, les gars, mais chez la tortue d'Hermann, c'est la femelle qui est plus imposante que le mâle (18 cm environ contre 15 cm).

A gauche, femelle. A droite, mâle.

2) Si vous retournez l'animal, vous vous apercevrez que le plastron (le dessous de la carapace) du mâle est concave alors que celui de la femelle est plat.

3) Ensuite, la queue du mâle est longue et épaisse alors que celle de la femelle est plutôt courte.

Arrière d'une femelle

4) Enfin, on constate que les écailles anales du mâle sont plus échancrées que celles de la femelle mais moins larges.

Il existe encore plein d'autres caractères permettant de les différencier !

Bon, si vous voulez partir à leur recherche, votre premier atout devrait être la patience ! (et bien sûr, évitez la période hivernale car la tortue hiverne). Renseignez-vous de plus du type d'habitat qu'elle fréquente selon les saisons. Par exemple, en été, la tortue d'Hermann cherche des zones plutôt fraîches et ombragées. En revanche, au printemps ou en automne,  elle fréquente les milieux plus ouverts où prédominent les sols herbacés.

Si vous avez la chance d'en croiser une, il est probable qu'elle thermorégule (en clair qu'elle se dore la carapace au soleil) car la tortue est un animal ectotherme, c'est-à-dire qu'elle dépend de la température extérieure (contrairement à vous et moi qui sommes endothermes maintenant notre température interne constante).

Avez-vous déjà entendu le cri aigu que produit la tortue mâle lors d'un accouplement ? C'est assez intrigant ! A partir de 12 ans, l'animal est mature sexuellement et peut donc se reproduire au début du printemps. Cependant, il arrive que les deux individus au sexe opposé ne se rencontrent pas, dans leur milieu naturel. Heureusement, la tortue a développé des moyens d'adaptation à cette situation : la femelle peut garder dans sa spermathèque le sperme du mâle pendant quelques années et ainsi pondre des œufs fécondés. La perpétuité de l'espèce est assurée. Les œufs écloront à la fin de l'été et laisseront place à des minuscules tortues mesurant à peine quelques centimètres !

Nouveau-né 

vendredi 2 septembre 2016

La toile d'araignée

Souvent, lorsque l'on prononce le terme "araignée", beaucoup de personnes frémissent et n'aiment pas en parler. Pourtant, cet arachnide nous cache bien des secrets, qui pourraient bouleverser notre quotidien à l'avenir ! Ne vous êtes-vous jamais posés des questions à propos de la soie qu'elle produit et de ses propriétés ?
Sachez que ce matériau est analysé très sérieusement par les scientifiques.
Mais, pour quelles raisons ?
Déjà, ses propriétés exceptionnelles (comme la résistance et l'élasticité) présenteraient bien des avantages dans les domaines médical, aéronautique, et bien d'autres...

Argiope (Argiope bruennichi)

  • D'où viennent ces propriétés extraordinaires (jamais dans l'excès) ?!

Il faut savoir que des protéines (assemblages de biomolécules : les acides aminés) sont à l'origine de ces qualités structurales et fonctionnelles. On note ainsi la fibroïne (et la séricine). Cette protéine fibreuse (aussi appelée protéine de soie) est composée de séquences répétitives d'alanine et de glycine (2 acides aminés).

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Graphique représentant les constituants majoritaires de la soie d'araignée




 La séquence riche en alanines confère une structure en feuillets bêta. Quand la fibroïne se replie, les feuillets bêta se superposent pour former une protéine densément constituée. Ces feuillets sont tous reliés entre eux par des liaisons Hydrogène, ce qui offre une telle résistance au fil de soie. On a démontré que la soie d'araignée a une résistance à la rupture de 1000 Mpa (Méga Pascal) ! Hallucinant, sachant que celle de l'acier tourne autour de 500 MPa !
       Quant à la séquence de glycine, elle forme des spirales, qui forment un type d'hélice, conférant ainsi l'élasticité à la soie (j'ai passé les détails).

  • Comment est produite cette mystérieuse soie ? 

Au préalable, il faut savoir que l'araignée possède des glandes séricigènes qui sont reliées à des filières via des canaux excréteurs. Pour info, elle a 6 glandes, permettant donc de tisser 6 types de soie différents qui ont chacun  leur rôle au sein de l'édifice (ce chiffre peut varier selon l'espèce).

Au départ, se trouve dans la glande sécrétoire une solution aqueuse concentrée en protéines dépliées. En sortie de ces glandes, le fluide passe par des tubes très fins. C'est là que les ions (K, Na, H) attaquent le liquide pour permettre la séparation du solvant des protéines, ainsi que l'agrégation de ces protéines. Ces dernières s'allongent, s'assemblent et sont reliées entre elles par des liaisons Hydrogène. Au sein du fil de soie, les régions cristallines (pourvues de nombreuses liaisons Hydrogène) sont hydrophobes et favorisent ainsi un rejet de l'eau plus efficace, entraînant alors la solidification du fil. Une jolie fibre de soie sort, finalement, des filières.
Voilà comment se forme peu à peu une toile d'araignée aux formes géométriques toutes différentes les unes des autres ! Intéressant, non ?

Coupe transversale d'une araignée femelle

Bref, ce sujet trottinait depuis longtemps dans notre cerveau, on voulait le partager avec vous. Peut-être que, d'ici quelques années, vous subirez une greffe de peau artificielle conçue à partir de soie d'araignée, ou bien vous assisterez à un concerto de violon dont des cordes seront fabriquées à base de soie. Qui sait ?

Merci et à bientôt sur l'Odyssée  Terrestre !