Microscopie : zoom sur la nature et ses - Futura

Dossier>Microscopie:zoomsurlanatureetsesincroyablespropriétés Futura-Sciences
Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/nature/infos/dossiers/d/botanique-
microscopie-zoom-nature-incroyables-proprietes-1610/
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Microscopie:zoomsurlanatureetsesincroyablespropriétés
Prendresonmicroscopeetobserverdesanimaux,desplantesetdesfossilesdansleursmoindresdétails
:unvrairégalpour lesyeux!À travers cedossier, vivezune formidable aventuremicroscopiquequi
révèlelabeautédenotreenvironnementetvenezdécouvrirlessecretsdelanatureetdel’infiniment
petit.
Page1/12-Microscopie:zoomsurlanatureetsesincroyablespropriétés
Le mondedel’infinimentpetit atoujours fascinél'Homme. Lespremièresthéoriessur la nature dela
matièrefurentélaboréesdèsleVesiècleav.J.-C.parlesphilosophesgrecs.Toutefois,ilfallutattendre
lesannées1600pourquelesprogrèsdel’optiquemettentcemicrocosmeànotreportée.Aujourd’hui
encore, les nouvelles avancées de la microscopie nous permettent de visualiser non seulement les
minusculesdétailsdelanaturemaisaussilespropriétésfondamentalesdelamatière.
Sourced’émerveillement,lanatureestaussiuneinspirationconstantepourlascience.Eneffet,ondoitbeaucoup
d’objetsdelaviequotidienneaubiomimétisme(lareproductiondemécanismesquel’ontrouvedanslanaturepour
lesappliquerailleurs).Parmilesdécouverteslespluscélèbres,figurelevelcro(dérivédespetitscrochetsdufruit
delabardane),descombinaisonsdenatationinspiréesdelapeauderequinouencoredesfilsaveclespropriétés
delasoied’araignéeetbiend’autresencore.
Larétinecomportedescônesetdesbâtonnetsquitraitentlaluminositéetlescouleurs,notammentchez
l’Homme.©GilesSparrow,Dunod,DR
Découvrezlesstructuresinsolitesdel’infinimentpetitdontseulelanaturealesecret.Cedossieraétéréalisépar
GilesSparrow,éditeuretauteurd'ouvragesdevulgarisationcommeLaconquêtedel'espaceouCosmos.Aumenu
:desanimauxcommelesphasmes,lesmouchesoulesphoques,maisaussidesvégétauxcommelesmoussesou
leslichens...Grâceàlamicroscopie,toussontrévéléssousunjournouveau.Partezàleurrencontre.
Page2/12-Lephasmeou«bâtondudiable»etsonexosquelette
L’exosqueletteestunestructurecommuneàdenombreuxinsectesetarthropodes:unecarapacedure
quiabriteetsoutientlespartiesmollesdel’animal,alorsquelesvertébrésontrecoursàunsquelette
07/04/2015-Par
GilesSparrow

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interne(l’endosquelette).Lephasme,surnomméle«bâtondudiable»,possèdeunexosquelettequilui
permetdeseprotéger.
Les premiersexosquelettes sont apparus il y a 550 millions d’années environ et ont permis une augmentation
importantedelatailleetdeladiversitédesespècesanimales,toutenfavorisantd’autrepartleurpréservationà
l’étatfossile.Ledéveloppementdel’exosqueletteapermisauxanimauxaquatiquesdes’adapteràunmodedevie
terrestreenleuroffrantrigiditéetsupportpouruneviehorsdel’eauetunecarapaceétanchepourleuréviterde
sedéshydrater.
Lephasmeestunexempled’insectedotéd’unexosquelette.Àdroite,l'extrémitédelapatted’unphasme
agrandie210fois.Ondistinguedeuxcrochetsetl’exosquelettequijouelerôledecapsuleprotectrice.©
GilesSparrow,Dunod,DR
Au-delàdeleursrôlesdesoutienetdecapsuleprotectrice,lesexosquelettespeuventremplird’autresfonctions,
commedanslecasdesphasmoptèresou«phasmes».Leurscarapacesexternesontévoluépourjouerunrôlede
camouflage : certainessontétirées pour ressembler àune brindille,d’autresaplatiespourprendre l’aspectd’une
feuille. Animauxherbivores, les phasmes dépendent de cecamouflage pour leur survie. Certaines espèces ont
égalementdesépinesauboutdespattespourdécouragerlesprédateurs.
Page3/12-Lesyeuxàfacettesdelamouche
Insectesetautresarthropodespossèdentdesyeuxcomposés,dits«àfacettes»,dontlastructureest
très différente de celle d’un œil de vertébré. C'est notamment le cas de la mouche qui bénéficied'un
largechampdevision.
Les yeux à facettes de la mouche sont composés d’une multitude de capteurs de lumière séparés, appelés
ommatidies,disposéssurunesurfaceconvexe.Cettestructureprésenteplusieursavantages,notammentunlarge
champ devisionetlafacultédedétecter lesmouvementsàmesure queles ommatidiessontactivéesàtourde
rôleparunobjetendéplacement.
Lesyeuxd’insectessontsensiblesàunelargegammedelongueursd’onde,ycomprisl’ultraviolet(cequiestrare
chezlesvertébrés).L’inconvénientmajeurdel’œilàfacettesestsamauvaiseperceptiondesdétails.

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Lesyeuxdelamouchecomportentplusieursmilliersdefacettes.Certainscoléoptèresenpossèdentplusde
30.000.©GilesSparrow,Dunod,DR
Ce gros plan d’unœil composé, chez lamouche, montre une multitude de facettes. Chacune consiste en une
lentillequifocaliselalumièresuruncapteurindividuel,l’ommatidie.Là,ellepénètreuncônecristallinquiladirige
vers un bouquet de cellules pigmentées, sensibles à différentes longueurs d’onde – et donccouleurs – de la
lumière.Lesfibresnerveusesdechaqueommatidie,rassembléesenunnerfoptique,acheminentl’informationvers
lecerveaudel’insecte,oùl’imagerecueillieestinterprétée.
Page4/12-Araignée:lebaisermorteldelatarentule
Les arachnides constituent l’un des principaux groupes d’arthropodes : on y trouve les scorpions, les
tiquesetlesmites,aveclesaraignéespourvedettes.Lamicroscopieapermisd'enapprendredavantage
surcesanimauxetnotammentd'obtenirdemagnifiquesimagesdecrocsdetarentule.
Tous les arachnides ont huit pattes ainsi que deux paires de membres supplémentaires à l’avant du corps : les
chélicèresetlespédipalpes.Lestarentulesfigurentparmilesplusgrossesespècesd’arachnidesetsedistinguent
par leur corps velu (y compris des poils urticants pour décourager les prédateurs), leurs longues pattes, et un
veninquin’estpasmortelpourl’Hommemaisinfligeunedouleuraiguëetpersistante.
Comme toutes lesaraignées, les tarentules produisent de lasoie : les espèces arboricoles l’utilisent pour se
fabriquerunabritubulaire,alorsquecellesquiviventausoll’emploientpourrecouvriretstabiliserlesparoisdeleur
terrier.
Latarentuleestarméedecrocspoursaisirsesproies.Pendantlongtemps,onacruquelamorsuredela
tarentuleplongeaitsavictimedansunétatléthargique.Elleprovoqueenfaitunedouleurpersistante.©Giles
Sparrow,Dunod,DR
Cettephotod'araignée réalisée aumic roscopeélectronique àbalayage montre les redoutables crocsà l’extrémité
deschélicèresdelatarentule–sesorganesdepréhensionpoursaisirsesproies.Lescrocsserventàinjecterdu
venindanslaproieafindelaparalyser.
Àl’instardesautresaraignées,lestarentulesontuntubedigestifétroitetnepeuventpasavalerdelanourriture
solide. Elles la préparent donc en la broyant et en l’imbibant d’enzymes digestifs que sécrètent des ouvertures
situéesdansleschélicères.Ellesaspirentalorslanourritureliquéfiéepardesorificesbuccauxenformedetrompe.
Page5/12-Letêtard:ledéveloppementd’unegrenouille
Lesamphibienssontdesanimauxquipartagentleurvieentrel’eauetlaterreferme.Ilsontdespeaux

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humides qui demandent à être constamment réhydratées (sauf pour quelques espèces adaptées à la
sécheresse), des membres adaptés à une vie tant aquatique que terrestre, et des poumons qui
permettentd’extrairel’oxygènedel’air.
Tous lesamphibiens, néanmoins, doivent pondre leurs œufs dans l’eau. Leur représentant le plus connu est la
grenouille, dont les œufs flottent à la surface des mares et des étangs. Au sein de ces œufs gélatineux se
développentdestêtards:àl’éclosion,ilsmènentd’abordunevieaquatique,avant desetransformerenadultes
amphibies.
Lestêtards,icidefuturesgrenouillesadultes,perdrontleurqueueaucoursdelacroissance.©Giles
Sparrow,Dunod,DR
Ce gros plan d’un jeune têtard(ci-dessus)nousmontre un animalbien différent de lagrenouille adulte : sa tête
estrondeetencorepeudéveloppée(avecdeuxcavitésoùseformentlesyeux),desmoignonsdemembressous
lecorpsetunequeueeffilée(voirenhautàdroite).Lesbranchiessontapparentesàcestadeetserontbientôt
doublées d’une poche qui les protégera une fois à l’air libre. Les poumons se développeront en parallèle pour
permettrelarespirationparlabouche
Page6/12-Lafourrureduphoque:uneisolationparfaite
Laplupartdesmammifèrespossèdentunefourrure:unematièreisolantequirèglelatempératuredu
corps enemprisonnant del’airchaudaucontact delapeauetenempêchantle ventfroidd’atteindre
celle-ci.C'estlecasduphoquequiestdotéd'unefourrureparticulièrementdense.Unecaractéristique
bienvisiblesuruneimagemicroscopique.
Danslesclimatschauds,certainsmammifèresontunefourrureminimaliste,etcertainsmammifèresmarinscomme
labaleineetlelamantins’endispensentcomplètement,remplaçantlafourrureparuneépaissecouchedegraisse
sous-cutanée.Lesphoques, de leur côté, cumulent les avantages : ils possèdent l’une des fourrures les plus
densesetlesplusefficacesdumondeanimal,jumeléeàunecouchedegraisse.
Poilsaplatisdelafourrured'unphoque.Cesanimauxpeuventmesurerjusqu'àsixmètresselonlesespèces.

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©GilesSparrow,Dunod,DR
Cette vue en coupe d’unepeau dephoque, au microscope électronique à balayage (ci-dessus), révèle la forme
aplatiedespoilsdelafourrure.Àl’instardelacorneetdesongleschezd’autresmammifères,ilssontcomposésde
kératine – uneprotéine – et chaque poil est étanche. Disposés en couches superposées, les poils emprisonnent
suffisammentd’airpourempêcherlecontactdel’eaudirectementsurlapeau,lorsquelephoqueestenplongée,et
leprotégerduventlorsqu’ilestàl’airlibre.
Page7/12-Lephytoplanctonetsafrustuleensilice
Lephytoplanctonestvisibleàl’œilnu,parfoismêmedepuisl’espace,souslaformedetacheslaiteuses,
bleu turquoise, à la surface de l’océan. Il s’agit toutefois de micro-organismes dont l’une des
particularitésestqu’ilstirentleurénergiedelaphotosynthèse.Desanimauxàdécouvriraumicroscope.
Les mic ro-organismes du plancton sont donc des autotrophes qui mènent une vie semblable à celle des plantes,
par opposition aux micro-organismes animaux qui constituent le zooplancton. Lephytoplancton regroupe de
nombreuses espèces séparées, comme les cyanobactéries (anciennement appelées algues bleues), lesalgues
vertesunicellulaires,etuncertainnombredeprotistes:lesdinoflagellésetlesdiatomées.
Plusde100.000espècesdediatoméesontétérépertoriées,allantde2µmà1mm.Leursfossilesdonnentde
précieusesindicationsclimatiquesauxchercheurs.©GilesSparrow,Dunod,DR
Vues au microscope, les diatomées sont des phytoplanctons particulièrement esthétiques et diversifiés. On les
distingue des autresmicro-organismes photosynthétiques grâce à leurs membranes cellulaires bâties en silice,
appelées frustules, qui revêtent des formes et des structures variées.La coquille ou « test » d’une diatomée
comportedeuxmoitiésdistinctesetasymétriques,d’oùlenomdiatoméequisignifie«endeuxparties».
Lesindividuspeuventseregrouperencoloniesquidessinentdesstructuresencorepluscomplexes,enchaîne,en
étoileouenéventail.Certainesespècessontmarines,d’autresviventeneaudouce,etcommeellessontsensibles
àdiversfacteurscommelatempératureetlasalinité,lesdiatoméesetleursfossilessontd’excellentsindicateurs
desconditionsayantrégnédansleurenvironnementprésentoupassé.
Page8/12-Lesmoussesetleursurfaceappeléeprotonéma
Lesmousses,toutcommeleshépatiquesetlescornifles,sontdesbryophytes:desplantesterrestres
primitivesquinedisposentpasd’unsystèmevasculairepourfairecirculerl’eauetlesalimentsàtravers
leurcorpsetqui,pourcetteraison,sontlimitéesentaille.Lasurfacedesmousses,appeléeprotonéma,
s'étendetsefixesurtoutcequisetrouvesursonpassage.