Tous les slimes ne sont pas créés égaux. Une espèce d'escargots terrestres modifie la recette chimique de sa bave pour créer cinq variétés différentes de mucus, en utilisant chacune pour un travail particulier.
Selon la quantité de calcium ajoutée au mélange, ces boues diverses peuvent varier d'un lubrifiant glissant à une colle semblable à une crotte de nez, rapportent des chercheurs le 6 août dans Science. La physique agile du mucus pourrait inspirer la conception de nouveaux matériaux capables de modifier leurs propriétés mécaniques.
Il existe une myriade d’utilisations du mucus dans le règne animal. La myxine étouffe les prédateurs avec un nuage de crasse en expansion. Les napoléons Tubelip utilisent leurs lèvres morveuses pour grignoter en toute sécurité les coraux piqueurs. Le mucus peut être utilisé pour fabriquer un bouclier protecteur, une surface de préhension collante ou un moyen de glisser.
En observant des escargots terrestres, la biochimiste Franziska Jehle a remarqué qu'ils se collaient aux surfaces grâce à leur mucus. « Je voulais savoir ce qui distingue ce mucus de celui utilisé pour la locomotion », explique Jehle, de l'Institut Max Planck des colloïdes et des interfaces de Potsdam, en Allemagne.
Les escargots semblaient capables de fabriquer des boues individuelles aux propriétés contradictoires – le fait de rester en place ou de réduire la friction en était un exemple frappant. Certains slimes étaient des films. Certains étaient des mousses. Il n’était pas clair comment cette bave pouvait être si polyvalente ni quels composants chimiques étaient responsables de ses différentes propriétés.
En laboratoire, les chercheurs ont catégorisé les différents types de mucus qu’ils ont collectés sur les escargots des bois (Cépée némorale). Ils ont gratté le mucus lubrifiant des bols en verre après que des escargots y aient glissé. Ils ont retiré le mucus collant des ouvertures des coquilles d'escargots qui s'étaient collés à l'intérieur de leur terrarium. Ils ont même traîné une spatule le long des coquilles des escargots pour les amener à produire du mucus dans un état menacé. Ensuite, l’équipe a analysé la composition chimique et la structure sous-jacente de chaque mucus.
Les escargots produisent cinq types distincts de mucus. Ils sécrètent une bave adhésive irisée, un lubrifiant pour glisser sur leur pied musclé et une fine pellicule appelée épiphragme qui ferme l'ouverture de leur coquille pendant les périodes d'hibernation. Ils se défendent également avec une mousse pétillante ou un mucus épais et jaune.
Une analyse chimique suggère que les mêmes types de protéines structurelles étaient largement présents dans les différents types de mucus et étaient dominés par une forme de collagène. Mais la quantité de protéines variait et était la plus élevée dans les deux slimes défensifs.
Les chercheurs ont également mesuré les concentrations de différents éléments chimiques dans le mucus et ont constaté que la concentration en calcium différait considérablement selon chaque variété de mucus. L'épiphragme rigide présentait les niveaux de calcium les plus élevés, avec 420 milligrammes par gramme, soit près de 17 fois plus élevé que le mucus lubrifiant.
Lorsque les chercheurs ont examiné les glandes productrices de mucus dans le pied de l’escargot avec un microscope puissant, ils ont constaté des réserves denses de carbonate de calcium. Jehle et son équipe pensent que les escargots peuvent modifier la formule de base de leurs produits gluants non seulement en modifiant les apports en protéines, mais également en modifiant les niveaux de calcium excrété par les glandes muqueuses.
Le calcium peut influencer les propriétés mécaniques du mucus en liant les molécules entre elles. Les escargots semblent également capables de contrôler quelle forme chimique de calcium est incorporée dans la bave. Les types de mucus épiphragmatique et adhésif, par exemple, sont renforcés par la calcite.
« Le calcium est souvent associé à des tissus durs et minéralisés tels que les coquilles et les os », explique Victor Ajisafe, chercheur en biomatériaux à l'Université du Texas à El Paso. « Mais ici, il semble avoir une fonction matérielle beaucoup plus large. »
Le slime pourrait contribuer à inspirer le développement de matériaux pouvant être facilement modifiés pour différents usages, explique Ajisafe.
« Le mucus du lubrifiant devient plus fluide lorsqu'il est soumis à un stress et plus solide lorsqu'il est détendu, ce qui est une propriété souhaitable pour les matériaux qui doivent couler pendant l'application mais rester en place par la suite », explique Ajisafe. De tels matériaux pourraient être utiles dans les revêtements protecteurs ou dans la réparation des plaies ou des tissus.
Avant d’appliquer ces propriétés aux usages humains, il est important de savoir comment les escargots fabriquent et assemblent ces baves. Jehle dit qu'elle et ses collègues étudient actuellement les glandes et les tissus des escargots pour mieux comprendre comment les escargots créent leurs mélanges de crottes de nez.
