Des adaptations uniques permettent aux animaux sauvages de survivre à des températures extrêmes qui tueraient rapidement un humain non protégé. Par exemple, certains animaux peuvent résister aux grands froids, grâce aux propriétés isolantes des poils creux qui composent leur pelage.
On sait peu de choses sur ces poils, mais les chercheurs ont découvert que leur structure interne change avec les saisons. Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd’hui (17 mars) au réunion de printemps de l’American Chemical Society (ACS).
« Chez certains animaux, le pelage est différent en été et en hiver », explique Taylor Millett, qui mène la recherche. Un lièvre d’Amérique devient blanc en hiver et brun en été, par exemple. « Mais chez les animaux que nous étudions, nous avons constaté que ce n’est pas seulement la coloration externe des poils qui change. Les détails microscopiques internes changent également pour permettre à ces animaux de continuer à survivre dans leur environnement. »
Millett, étudiant de premier cycle dans le programme de génie mécanique de l’Utah Tech University, est encadré par Wendy Schatzberg, professeure agrégée de chimie, et Samuel Tobler, professeur de physique. Cristina De La Vieja Medina est une autre étudiante de premier cycle qui travaille sur le projet.
Schatzberg et Tobler enseignent aux étudiants de premier cycle à utiliser un microscope électronique à balayage (MEB), qui bombarde un échantillon avec des électrons pour produire une image révélant clairement les détails microscopiques.
« Une fois que les étudiants apprennent à utiliser le SEM pour étudier les petites particules, nous leur donnons la liberté d’étudier d’autres échantillons qui les intéressent », explique Schatzberg. « Taylor a décidé de choisir les poils d’animaux. Je n’ai jamais été particulièrement intéressé par les poils d’animaux jusqu’à ce qu’elle nous le signale, mais c’est fascinant. »
Millett, qui se décrit comme une amoureuse du plein air, avait entendu dire que les poils de l’antilope d’Amérique étaient creux, mais personne n’en savait beaucoup plus à ce sujet. « J’ai donc décidé de l’ouvrir et d’utiliser le SEM pour voir ce qui se passait », se souvient-elle. Pour le contexte, les dimensions des poils d’une antilope d’Amérique varient de 5 à 15 centimètres (moins de 6 pouces) de longueur, selon son emplacement sur l’animal. Le diamètre moyen des poils d’antilope est de 440 micromètres.
Crédit : Société américaine de chimie
Elle a ensuite demandé à ses mentors si elle pouvait faire des études complémentaires. Elle a choisi le gros gibier, car les recherches antérieures menées dans d’autres institutions s’étaient concentrées sur les animaux domestiques tels que les moutons ou les lamas. « Personne ne s’était tourné vers les animaux sauvages parce qu’il est plus difficile de se faire coiffer », explique Millett.
En plus de l’antilope d’Amérique, elle a sélectionné le cerf mulet et le wapiti des montagnes Rocheuses, des proies que l’on peut trouver à proximité du campus. Elle a obtenu des échantillons de poils d’animaux en hiver et en été auprès d’un taxidermiste local et de la Division des ressources fauniques de l’Utah, qui récupère les animaux heurtés par des voitures.
Millett et De La Vieja Medina ont ouvert les cheveux, les ont plaqués or pour améliorer la résolution de l’image SEM, puis ont examiné et mesuré les structures intérieures spongieuses. Ces structures, constituées d’un ensemble aléatoire de minuscules cavités creuses, ou poches d’air, ressemblent à des nids d’abeilles en désordre.
Les étudiants ont découvert que dans les cheveux d’été comme d’hiver, les poches d’air près du périmètre des cheveux étaient beaucoup plus petites que celles situées au cœur. De plus, les poils d’hiver présentaient des poches d’air plus grandes que les poils d’été chez les trois espèces. Chez le cerf mulet, par exemple, les poches d’air hivernales avaient un diamètre moyen de 26 micromètres, tandis que les poches d’air estivales avaient un diamètre moyen de 13 micromètres.
Le noyau des cheveux d’été était donc beaucoup plus dense que celui des cheveux d’hiver. « C’est très intriguant, car ces poches créent une barrière isolante qui garde les animaux au chaud en hiver », explique Millett.
Pour déterminer si ces résultats s’appliquent à d’autres animaux, y compris des espèces prédatrices telles que les ours, les pumas et les lynx roux, Millett contacte les zoos du monde entier pour obtenir des échantillons de poils. Les chercheurs souhaitent également évaluer l’impact de la situation géographique et du climat sur les résultats, note Schatzberg.
« Est-ce seulement notre région qui est comme ça ? Et quelle différence de température cela prend-il entre les saisons ? Parfois ici, nous avons une très grande différence de température entre l’été et l’hiver », dit-elle. « Il y a donc toutes ces variables à examiner. »
Millett réfléchit à la manière d’appliquer les résultats. Une application potentielle est l’isolation synthétique des maisons et du matériel de camping.
Plus d’information:
Les poils creux et comment leur structure aide le gros gibier à thermoréguler. digitalcommons.usu.edu/spacegrant/2023/all2023/35/