La plupart d’entre nous ont appris la métamorphose des papillons dès leur plus jeune âge : une chenille frétillante mue pour former une chrysalide résistante et émerger sous la forme d’un magnifique papillon. Mais comment les chrysalides restent-elles ancrées pendant que le papillon se développe à l’intérieur ?
Recherche publié dans ACS Sciences et ingénierie des biomatériaux montre que, malgré le fait que leurs soies soient fragiles et fines, les chenilles peuvent habilement les tisser pour en faire des structures de soutien de chrysalide ressemblant à des attaches auto-agrippantes et à des attaches de sécurité à plusieurs brins.
La soie est une fibre naturelle à base de protéines, communément associée aux vers à soie, mais elle est également produite par d’autres insectes, notamment les papillons. Au stade de chenille, les papillons utilisent la soie pour tisser des liens afin de se protéger des chutes, pour attacher des touffes de feuilles dans lesquelles se cacher et pour tisser de petits tapis de soie auxquels s’accrocher pendant leur métamorphose.
Pour former une chrysalide, les chenilles utilisent une structure spéciale en forme de bras appelée crémaster qui peut saisir ce tapis de soie et fixer sa chrysalide à une branche. Certaines espèces de papillons vont encore plus loin et enroulent une ceinture de sécurité spéciale autour de leur thorax pour plus de sécurité.
Mais quelle est la résistance de cette soie et de quelles structures sont constituées ces ceintures de sécurité et ces tapis en soie ? Qingyou Xia, Zhaoming Dong et leurs collègues ont élevé des chenilles et ont découvert la réponse.
Les chercheurs ont élevé deux espèces de papillons, Danaus chrysippus (papillon tigré) et Papilio polytes (papillon polyte), ainsi que deux espèces de vers à soie, qu’ils ont laissés former respectivement des chrysalides ou des cocons. L’équipe a recueilli les fils de soie qui attachaient les chrysalides aux branches ou formaient les cocons et a mesuré les diamètres et les résistances à la traction. Ils ont découvert que la soie des papillons était plus fine et plus fragile que celle des vers à soie.
Lorsque les protéines structurelles primaires des soies ont été analysées, les chercheurs ont constaté que la soie du papillon possède moins de structures en feuillets bêta que celle du ver à soie, ce qui contribue probablement à sa faiblesse relative.
Malgré cela, l’équipe a découvert que les deux espèces de papillons adoptent des stratégies uniques pour tirer le meilleur parti de leur soie. L’appendice crémaster se fixe au tapis de soie comme une attache auto-agrippante et la forme d’ancre des crochets du crémaster assure une liaison solide.
Pour fabriquer leur ceinture de sécurité en soie, les chenilles tissent ensemble environ 20 brins différents pour former une sorte de corde, ce qui multiplie par huit sa résistance. Les chercheurs affirment que leurs résultats aident à expliquer les stratégies uniques que les chenilles utilisent pour rester en sécurité jusqu’à ce qu’elles émergent sous leur forme finale de papillon.
Plus d’informations :
Mengyao Lu et al, Comment les papillons utilisent-ils la soie pour attacher leurs chrysalides aux arbres ?, ACS Sciences et ingénierie des biomatériaux (2024). DOI: 10.1021/acsbimaterials.4c00237