Les dents de ce « pain de viande » vivant renferment un minéral rare

Des chercheurs ont découvert de la santabarbaraite dans les dents d’un mollusque étrange, affectueusement connu sous le nom de « pain de viande errant ». Il s’agit d’une première chez un organisme vivant. Cette étude pourrait aider les ingénieurs à concevoir de nouveaux types de matériaux.

Cryptochiton stelleri est le plus grand des polyplacophores, ou chitons, une classe de mollusques brouteurs. Aussi connue sous le nom de « pain de viande errant » en raison de son corps brun-rougeâtre de forme ovale et bombée, la créature n’est pas très glamour, tirant son corps le long des rivages du Pacifique nord. Vous la retrouverez de la Californie au Japon, en passant par l’Alaska, les îles Aléoutiennes et la péninsule Kamtchatski.

Néanmoins, ne vous y trompez pas, le corps sans prétention de cet énorme chiton cache un éventail de dents certes minuscules, mais redoutables. Ces crocs, que la créature utilise pour racler les algues des roches, sont enduits de magnétite et figurent parmi les matériaux les plus durs connus.

L’on vient par ailleurs d’apprendre que la dentition du chiton contient également un minéral rare à base de fer qui n’avait jusqu’à présent jamais été identifié chez un organisme vivant. Les détails de l’étude sont publiés dans la revue PNAS.

Dans la gueule du pain de viande

Un chiton se nourrit en balayant sa langue flexible en forme de ruban, connue sous le nom de radula, sur le substrat rocheux couvert d’algues. Ses dents sont disposées en rangées et chacune d’entre elles est ancrée à la radula par un long tube creux, appelé stylet. C’est la composition de ce dernier qui nous intéresse aujourd’hui.

Dans le cadre de récents travaux, Linus Stegbauer et son équipe de l’Université de Stuttgart ont analysé les dents de Cryptochiton stelleri avec des techniques de spectroscopie. Ces dernières permettent aux chercheurs d’appréhender les propriétés chimiques et physiques d’un matériau en observant comment il interagit avec la lumière et d’autres types de rayonnement électromagnétique.

De la santabarbaraite

Les chercheurs ont alors découvert que les stylets de cette espèce contenaient de minuscules particules d’un minéral à base de fer en suspension dans une matrice plus douce composée de chitine. Des analyses plus approfondies ont ensuite permis de comprendre que ces particules étaient en réalité de la santabarbaraite, un minéral qui n’avait jusqu’à présent jamais été observé chez les créatures vivantes.

La santabarbaraite est un minéral aussi très dur, mais qui contient moins de fer et plus d’eau que la magnétite, ce qui la rend moins dense. D’après les auteurs, ce minéral pourrait permettre au chiton de construire des dents solides et légères tout en réduisant sa dépendance au fer.

Les chercheurs ont également souligné que les particules de santabarbaraite n’étaient pas uniformément réparties dans tout le stylet. Elles sont en effet davantage concentrées vers le haut (proche de la dent) et plus clairsemées en bas (proche de la radula). Le stylet est donc plus rigide et plus dur en haut, et plus souple en bas.

Cette nouvelle découverte pourrait aider les ingénieurs à concevoir de nouveaux types de matériaux. Dans le cadre de ces travaux, les chercheurs ont même fourni une preuve de principe en créant une encre inspirée du chiton pour les imprimantes 3D.

Pour ce faire, ils ont mélangé des ions de fer et de phosphate à un biopolymère dérivé des dents du chiton. L’expérience a fonctionné : l’encre imprimait des matériaux ultra-durs, rigides et durables, tant que les scientifiques les mélangeaient immédiatement avant l’impression.