Mécanismes d'éjection d'un canon fongique (E. muscae s. str.) et du canon à eau douce (tube élastomère). (a) Image SEM de conidiophores du champignon E. muscae s. str. L'extrémité de chaque cellule se différencie en une conidie délimitée par un septum (indiqué en c). Barre d'échelle, 20 µm. Encart :mouche avec des bandes blanches/jaunâtres distinctives de conidiophores fongiques. (b) Vidéographie à haute vitesse (15 000 fps) de l'éjection d'une conidie (trace bleue continue) de son conidiophore (trace grise en pointillés) au niveau de la ligne de rupture (trace rouge) juste en dessous du septum. Le protoplasme (trace blanche en pointillés) est observé sous la forme d'une petite goutte satellite et d'une seconde goutte liquide restant attachée au conidiophore. Barre d'échelle, 20 µm. (c) Mécanisme d'éjection pour (en haut à gauche, barre d'échelle, 10 µm) le canon fongique et (en haut à droite, barre d'échelle, 1 mm) le canon à eau douce. En bas :la spore ou le projectile (bleu) est libéré du canon (gris) avec la vitesse v0 lorsque la pression croissante p dépasse la force de rappel; le canon fongique a une force de ligne élastique Fel tandis que le canon à eau douce a une force de frottement de contact Fms. Crédit: Journal de l'interface de la Royal Society (2019). DOI :10.1098/rsif.2019.0448
Une équipe de chercheurs de l'Université technique du Danemark, l'Université de Copenhague et l'Université et la recherche de Wageningen ont construit un minuscule « canon mou » biomimétique pour mieux comprendre comment les spores fongiques sont dispersées. Dans leur article publié en Journal de la Royal Society Interface , le groupe décrit la construction de leur petit canon et ce qu'ils ont appris en le tirant.
Entomophthora muscae est un type de champignon qui survit en infectant et en prenant en charge les mouches domestiques femelles. Une fois qu'une spore se pose sur sa peau, le champignon s'installe et s'installe chez lui. En plus de prendre en charge le système circulatoire, le champignon fait également son chemin vers le cerveau et commence à contrôler le comportement de la mouche. Le champignon survit en mangeant la mouche de l'intérieur, et peu avant la mort de la mouche, il est fait pour atterrir sur un point culminant voisin.
Après ça, le champignon crée des tiges à l'extérieur de la mouche qui sont essentiellement des tubes creux remplis de liquide et d'une spore. La pression à l'intérieur des tiges monte jusqu'à un certain point, puis, au bon moment, le liquide contenant la spore est libéré, poussant la cargaison dans les airs. Les chercheurs rapportent que les canons tirent quand un mâle vole, attiré par le cadavre féminin, s'en approche ou le touche. Lors du tir, les spores se frayent un chemin jusqu'à la surface de la peau du mâle, qui le transmet à une femelle en bonne santé à son insu pendant l'accouplement. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont cherché à en savoir plus sur le mécanisme du canon. À cette fin, ils en ont construit eux-mêmes leur propre petite version et ont ensuite testé sa réponse.
L'équipe a construit son canon à partir d'un polymère caoutchouteux avec un bouchon à une extrémité. En le remplissant de l'autre extrémité, ils ont pu augmenter la pression dans le tube. L'équipe a testé son canon biomimétique en le tirant avec des charges utiles de différentes tailles à différentes pressions. Ils rapportent que leur petit canon était capable de tirer des charges utiles jusqu'à 10 mètres par seconde. Ils ont également constaté que la vitesse d'éjection ralentissait à mesure que le canon grossissait, et que la taille optimale des spores était d'environ 10 micromètres - proche de la taille des spores naturelles - et suffisamment petite pour voyager avec une légère brise.
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