Journal de la technologie microbienne et biochimique

Abstrait

Comment les microbes ont aidé à résoudre un problème biomécanique complexe associé au vol des oiseaux

Jardin de Lingham-Soliar

Les plumes d'oiseaux sont constituées du biopolymère élastomère naturel le plus résistant, la β-kératine. La liaison presque inextricable entre la fibre et la texture de la matrice de la β-kératine a rendu pratiquement impossible la détermination d'une hiérarchie de fibres dans les principales structures de soutien de la plume, le rachis et les barbillons, autres que des filaments d'un diamètre nanométrique. Pour contourner les limites des méthodes conventionnelles de détermination de la structure, des microbes ont été utilisés pour la première fois pour aider à résoudre un problème de structure biologique. Des parasites naturels des plumes, des champignons, ont été autorisés à se développer dans les plumes dans des conditions de laboratoire, l'hypothèse étant qu'ils dégraderaient préférentiellement la matrice et libéreraient les composants des fibres. Le résultat a été que les microbes ont révélé pour la première fois la véritable hiérarchie des microfibres de plumes, qui comprenait les fibres les plus épaisses connues dans la β-kératine d'une magnitude de trois. Ces fibres ont été appelées barbules syncytiales car elles présentaient un système de nœuds intermittents comme dans les plumes de duvet libres. Les parois latérales du rachis et des barbillons ont été étudiées de la même manière et ont révélé un système de fibres croisées observé pour la première fois dans les plumes. Ces deux découvertes ont une signification biomécanique profonde, notamment un travail de fracture important dans la plume.