Quel point commun entre coquille Saint-Jacques et télescope ?

Dans les 200 yeux de la coquille Saint-Jacques (Pecten maximus), on ne trouve pas de cristallin, mais des miroirs. Une bizarrerie qui en fait peut-être le système visuel le plus sophistiqué dans la nature et évoque la conception optique des grands télescopes actuels !

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Coquilles Saint-Jacques fraîchement débarquée. © PHOTO12 / Gilles TARGAT

Regardez-moi dans les yeux. Oui, mais lesquels ? Car la coquille Saint-Jacques (ou Pecten maximus de son petit nom scientifique) en possède jusqu'à 200, situées en bordure de sa coquille. D'un diamètre de quelques millimètres à peine, il s'agit en fait de multiples miroirs concaves qui réfléchissent la lumière vers la rétine de l'animal, plutôt que de deux lentilles biologiques comme chez l'homme.

En cela, ils ressemblent beaucoup à nos télescopes ! C'est à leur fonctionnement optique étonnant que s'est intéressée une étude publiée dans la revue Science.

Oeil de st jacque pecten maximus

© Dan-Eric Nilsson, université de Lund

Des miroirs dans les yeux

La plupart des animaux ont, comme les humains, un cristallin, qui est une lentille naturelle faisant converger la lumière vers la rétine, située à l'arrière de l'œil, et dont les tissus sont photosensibles. Mais ce n'est pas une norme dans le règne animal ! Certaines espèces, comme les homards ou les coquillages, déploient un autre système optique, où les yeux multiples représentent en fait autant de miroirs.

Dans le cas de la coquille Saint-Jacques, ces yeux millimétriques sont recouverts d'une mosaïque formée de plusieurs couches de cristaux cubiques de guanine. C'est aussi ce même composé sous forme cristalline qui est par exemple ajouté aux peintures métallisées (ou aux vernis à ongles) afin de leur conférer leur aspect brillant.

Ces miroirs sont dotés d'une morphologie complexe en trois dimensions, ce qui permet de réduire les aberrations optiques et de produire des images nettes. Les 200 yeux minuscules réfléchissent ainsi la lumière disponible dans l'habitat du mollusque (avec un pic dans le bleu à 500 nm) en la redirigeant vers sa rétine. Mais là encore, on trouve une curiosité biologique : une rétine dotée de 2 couches distinctes, l'une focalisant la vision centrale, et la seconde la vision périphérique !

Empilement cristallin oeil pecten maximus

Empilement cristallin dans un œil de Pecten maximus / © B. Palmer et al.

Télescopes bio-inspirés

"Ce système de miroirs ressemble de façon frappante aux miroirs segmentés des télescopes à réflexion", et notamment celle des grands télescopes optiques segmentés comme le VLT, relèvent les auteurs de la publication. Ce n'est toutefois pas la première fois que les yeux d'un fruit de mer inspirent l'optique astrophysique : le homard, par exemple, a contribué au développement de télescopes spatiaux à rayons X.

Les chercheurs pensent que la coquille Saint-Jacques aussi pourra inspirer les concepteurs de systèmes optiques ou de capteurs, en permettant la création d'instruments dotés d'un champ optique bien plus large.

Les auteurs soulignent surtout le degré très élevé d'organisation structurelle à une échelle nanométrique des yeux de ce mollusque pour à la fois réfléchir la lumière et la faire converger. La grande complexité de l'organe visuel de la coquille Saint-Jacques en fait peut-être l'un des plus sophistiqués dans la nature. Songez-y entre deux bouchées, la prochaine fois que la délicieuse coquille se trouvera au menu...

Sarah SERMONDADAZ avec AFP - © Sciences et Avenir - https://www.sciencesetavenir.fr/animaux/ce-que-les-yeux-de-la-coquille-saint-jacques-ont-en-commun-avec-le-telescope_118790#xtor=EPR-1-[SEAActu17h]-20171202

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