Technologies avancées de la Nature

Fleurs ultra-violettes pour les abeilles

Capables de percevoir les rayons ultraviolets, les abeilles voient les couleurs des fleurs différemment de l'homme.

Une propriété qui a certainement un impact sur la pollinisation et qui peut être mieux comprise en analysant les couleurs florales à la manière des insectes.

Des recherches sur les couleurs des fleurs permettent aujourd’hui d’essayer d’en connaître un peu plus sur les abeilles. Ces insectes pollinisateurs, toujours victimes d'une surmortalité inexpliquée, continuent donc d’intéresser les scientifiques et aujourd’hui, c’est leur sens de la vision qui est au centre des préoccupations. En effet, les abeilles ont un système visuel différent du nôtre. En plus de leur vision panoramique et de leur capacité à créer mentalement une reconstitution en 3D, ces insectes possèdent la capacité de voir la lumière en dehors du spectre de la lumière visible pour les hommes. Celui-ci est limité entre le rouge et le violet, en passant par l’orange, le jaune, le vert, le bleu et l’indigo (les couleurs de l’arc-en-ciel), alors que les longueurs d’ondes supérieures (infrarouge) et inférieures (ultraviolet) nous sont invisibles. Nos yeux, dont les photorécepteurs sont activés par trois couleurs (le bleu, le vert et le rouge dont le mélange offre la palette infinie de couleurs que nous connaissons) ne sont pas équipés pour les observer. Une vision trichromique, dans l’ultraviolet Les abeilles possèdent également un système visuel trichromique mais qui est, lui, capable de capturer les longueurs d’onde dans l’ultraviolet, le bleu et le vert. Une nouvelle étude publiée dans Plos One réalisée sur l’abeille Bombus impatiens, un Hyménoptère dont le système visuel n’avait jamais été étudié, confirme cette théorie. Grâce à des électrodes placées dans la rétine de l’insecte et à des expositions lumineuses, les chercheurs ont démontré que trois longueurs d’onde (347, 424 et 539 nanomètres) activaient les photorécepteurs. Ces résultats ne sont pas une nouveauté pour les experts des abeilles, mais ils mettent en lumière l’utilité du Floral Reflectance Database.

(Photos prises avec un Canon Powershot SX50HS)

Les frelons ont-ils inventé la cellule photovoltaïque ?

Le frelon oriental serait capable d’absorber la lumière solaire dans sa cuticule et la transformerait en électricité. Ce qui expliquerait que l’activité de cet insecte semble proportionnelle à la hauteur du soleil dans le ciel, contrairement à ses cousins. Un phénomène bien étrange, largement inexpliqué... et pas vraiment démontré.

Le frelon oriental (Vespa orientalis) serait capable de capter l’énergie solaire et, qui plus est, de la transformer en électricité. C’est ce qu’affirme une équipe de chercheurs, travaillant pour la plupart à l’Université de Tel-Aviv et qui viennent de décrire leur étonnante découverte dans la revue allemande Naturwissenschaften.
Il y a quelques années, plusieurs membres de cette équipe avaient étudié l’emploi du temps original de cet insecte social. Contrairement aux guêpes et aux abeilles, qui travaillent davantage le matin, ce frelon est surtout actif l’après-midi, au plus fort de l’intensité solaire. Pour cet insecte, l’activité principale consiste à creuser pour fabriquer et entretenir les nids. La précédente étude avait montré que la meilleure corrélation entre cette activité et la lumière solaire s’observe dans le domaine des UVB.
Les biologistes ont voulu creuser la question et observer de plus près la cuticule de l’insecte, de couleur marron, arborant une unique bande jaune sur l’abdomen et une tache jaune entre les deux yeux. Dans les parties marron, l’endocuticule (la partie la plus profonde de la cuticule des arthropodes) contient un pigment brun bien connu – la mélanine – et les zones jaunes un pigment connu lui aussi, la xanthoptérine.

 

Le fil de l'araignée, une technique très avancée !

 Fruit de 400 millions d'années d'évolution, la soie des araignées est considérée comme le St Graal en matière de performance de fibre. L'équipe du Dr. Thomas Scheibel, de la Chaire de biotechnologie de l'université technique de Munich, a développé deux procédés de fabrication de la protéine présente dans le fil d'araignée.
Contrairement au fil de soie, le fil d'araignée ne pouvait être exploité à grande échelle car l'araignée de par sa nature carnassière ne peut que très difficilement être mise en élevage. Aucun procédé artificiel de remplacement n'existait jusqu'alors.
La première méthode développée par les scientifiques, utilise les lignes cellulaires de papillons. Grâce à un virus, les scientifiques ont introduit les gènes responsables du fil d'araignée dans des cellules de papillons. Il a été ainsi possible de produire des protéines de fil d'araignée en quantité suffisante pour recueillir les premiers fils. Les résultats ont été publiés dans la revue "Current Biology".
La deuxième méthode emploie un système de bactéries hôtes, dans lequel les gènes peuvent être facilement manipulés. Ce système permet de tailler les gènes et ainsi les protéines ou de les reconstituer de façon ciblée, afin de produire des fils avec des propriétés précises. Des fragments de gènes de fil sont assemblés à volonté dans un système de clonage. Ainsi apparaissent des protéines dérivées du fil araignée naturel, mais qui peuvent être modifiées et transformées suivant les besoins. Ceci constitue une base pour des fils avec des propriétés bien définies. 

Plus résistant que l'acier, le fil d'araignée présente des caractéristiques susceptibles d'intéresser l'industrie. En effet, sa disposition moléculaire rend ce matériau très extensible, beaucoup plus que la gomme par exemple, et lui permet de supporter des charges extrêmement importantes car sa résistance est supérieure à celle de l'acier. Les chercheurs estiment que cette fibre peut supporter un poids de plus de 45 tonnes par cm² ! Ce fil est léger et résiste à l'eau, mais peut cependant en absorber autant que la laine. Le développement de fil d'araignée en laboratoire signifierait le lancement d'une nouvelle génération de matériaux plus écologiques et plus économes en énergie au niveau de la production.
Les scientifiques de Munich ont déjà déposé les deux procédés à l'office des brevets avec le soutien du "bureau des inventeurs de université technique de Munich" ainsi que "l'initiative des brevets des universités de Bavière". Thomas Scheibel s'est vu décerner le premier prix des "Junior Scientist Awards" en septembre 2004 lors de la semaine des matériaux 2004. Ce nouveau procédé de fabrication promet de remporter beaucoup de succès auprès des industriels ; une entreprise internationale de chimie a d'ores et déjà établi un contrat sur les nouveaux matériaux.

Source : futura-sciences 

La pollinisation

La pollinisation est un élément clé de la reproduction sexuée des végétaux supérieurs.

Elle est le mode de fécondation privilégié utilisé par les plantes angiospermes (plantes à fleurs produisant des fruits), et gymnospermes (plantes à graines). Il s’agit du processus de transport d’un grain de pollen depuis l’étamine (organe mâle), jusqu’au pistil (organe femelle) d’une fleur de la même espèce. Bien que la plupart des plantes soient hermaphrodites, la pollinisation est très importante car, de quelque nature qu’elle soit, mais surtout lorsqu’elle est entomophile (effectuée par les insectes), elle permet un meilleur brassage génétique. Celui-ci évite la consanguinité et donc la dégénérescence, permet une plus grande diversité et une résistance accrue des plantes. 

 La pollinisation est un service d’échange gratuit mais indispensable, assuré par divers agents écologiques pour assurer la survie et l’adaptation des plantes, maintenir la biodiversité et l’équilibre des écosystèmes.

1 - Les animaux (zoogamie) 

Les plus nombreux sont représentés par les insectes (entomogamie), viennent ensuite les oiseaux (ornithophilie), puis les chauves-souris (cheiroptérophilie) et en plus faible proportion, les autres mammifères (rongeurs à courte mémoire et herbivores par dissémination). 

2 -  Le vent (anémogamie ou anémophilie)

3 -  L’eau (hydrochorie)

4 -  L’autofécondation (autogamie et allogamie)

La survie ou l’évolution de plus de 80 % des espèces végétales dans le monde, et la production de 84 % des espèces cultivées en Europe, dépendent directement de la pollinisation par les insectes. Ces pollinisateurs sont pour l’essentiel des abeilles sociales ou solitaires, dont il existe plus de 1000 espèces en France. Les espèces représentatives sont : les osmies, les andrènes, les halictes, les collètes, les mégachiles, les anthophores, les xylocopes et les bourdons.
Partout sur la planète, et davantage encore dans les pays industrialisés comme le notre, les populations de ces abeilles sont en déclin, et de nombreuses espèces sont menacées. En effet, la disparition de leurs sites de nidification pour cause d’urbanisation et de cultures intensives : arrachage des haies, remembrement…, la diminution des plantes qui leur procurent le pollen et le nectar (monocultures, épandages abusifs de pesticides…), sont autant de facteurs, parmi bien d’autres, qui contribuent à réduire dangereusement les pollinisateurs.

Source : futura-sciences