Image en microscopie électronique de spicules de verre de l'éponge Geodia cydonium. Crédit :Groupe Zlotnikov, CUBE B, TU Dresde
Une équipe de chercheurs avec des membres français, L'Allemagne et Israël ont découvert que les protéines qui composent les filaments axiaux sont responsables des moyens par lesquels les éponges de mer développent des squelettes de verre. Dans leur article publié sur le site en libre accès Avancées scientifiques , le groupe décrit leur étude des créatures marines, ce qu'ils ont trouvé et pourquoi ils pensent que leur travail pourrait conduire à des avancées dans la création de matériaux à utiliser dans de nouveaux dispositifs opto-électroniques.
éponges de mer, les chercheurs notent, sont parmi les plus anciennes créatures de la Terre - les archives fossiles montrent qu'elles remontent à un demi-milliard d'années. Pendant ce temps, les chercheurs notent également, ils ont évolué pour développer des structures de verre hérissées qui constituent leurs appendices uniques (curieusement, ils n'ont pas de tissus ou d'organes). Ils notent en outre que peu de recherches ont été faites pour mieux comprendre comment de telles structures émergent à mesure que la créature mûrit, ce qui est malheureux, car il est clair qu'ils le font sans avoir besoin de fours brûlants. Pour apprendre comment les créatures marines sont capables de créer des structures de verre, les chercheurs ont examiné trois types d'éponges et plus particulièrement leurs spicules distincts (structures en forme d'aiguille).
L'équipe a utilisé la diffraction des rayons X et un microscope électronique pour examiner de plus près les spicules et les filaments axiaux autour desquels ils se forment. En faisant ainsi, le groupe a découvert que les filaments étaient fabriqués à partir de protéines empilées dans une structure cristalline hexagonale. Les chercheurs ont noté que les structures étaient presque les mêmes pour les trois éponges qu'ils ont examinées, bien que chacun ait une forme de spicule unique :en forme d'aiguille pour Thethyra aurantium, branches à trois voies pour Stryphnus ponderosus et orbes pointus pour Geodia cydonium. Les différences dans les formes résultantes, l'équipe a trouvé, étaient dues à la façon dont les protéines étaient espacées et disposées. Le verre existe sous forme de dépôts de silice sur les spicules – la protéine sert de modèle.
Les chercheurs suggèrent qu'une étude plus approfondie des créatures pourrait conduire au développement d'un mécanisme similaire pour la fabrication de minuscules composants en verre destinés à être utilisés dans des dispositifs opto-électroniques, plasmonique et peut-être des cellules solaires.
La morphologie des spicules de démosponge et de leurs filaments axiaux internes révélée par la microscopie électronique à balayage. (A) Megascleres du démosponge T. aurantium. Barre d'échelle, 100 millimètres. Encart :Coupe transversale du spicule obtenue par faisceau d'ions focalisé (FIB). Barre d'échelle, 1 millimètre. (B) Megasclere du démosponge S. ponderosus. Barre d'échelle, 100 millimètres. En médaillon :Coupes transversales de l'arbre principal du spicule obtenues par FIB. Barre d'échelle, 1 millimètre. Remarque :Certaines pointes de spicules ont été brisées lors de la préparation des échantillons et semblent plates. (C à E) Microsclères du démosponge G. cydonium à différents niveaux de maturation, d'un spicule pleinement mature à un immature, respectivement. Crédit :Schoeppler et al., Sci. Av. 2017;3 :eaao2047
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