Les écailles du boa des sables du Kenya minimisent les dommages abrasifs en présentant un gradient de dureté et d'élasticité.

Introduction

La vie est littéralement dure pour le boa des sables du Kenya (Eryx colubrinus, appelé quelques fois Gongylophis colubrinus), qui vit dans les endroits arides et sablonneux d’Afrique du Nord et de l’Est. Non seulement il glisse sur des surfaces semblables à du papier de verre pour se rendre d'un endroit à un autre, mais il se recouvre également de gros grains de sable qui lui assurent un camouflage lorsqu'il attend un repas pour marcher, sauter ou ramper. En conséquence, la peau externe squameuse qui recouvre son corps est exposée à d’énormes quantités d’abrasion. Comment le boa des sables évite-t-il d'être littéralement usé par le substrat rugueux dans lequel il se recouvre, tout en restant suffisamment flexible pour se déplacer en douceur et rester en contact étroit les uns avec les autres et avec les surfaces inégales ? La réponse réside dans la nature de la peau elle-même, qui utilise une combinaison de matériaux pour conférer différentes qualités souhaitables à différentes parties de la balance.

Sand boa
Image: David Bygott / Flickr / CC BY NC ND - Creative Commons Attribution + Non commercial + NoDerivatives

Les écailles situées sur la surface inférieure d'un boa des sables du Kenya frottent constamment contre le sable et d'autres surfaces rugueuses, créant un besoin de résistance à l'abrasion.

La stratégie

La peau du ventre d'un serpent comporte une couche externe d'écailles qui touche le sable et d'autres écailles. Il possède également une couche de tartre interne, qui sous-tend la couche de tartre externe et n'entre pas directement en contact avec le monde extérieur.

La couche externe de calamine se compose de six couches principales. Les couches du côté qui entre en contact avec le monde extérieur (la couche bêta) contiennent de la bêta-kératine, une molécule qui constitue également le bec et les griffes des oiseaux, et qui est relativement dure et rigide. Les couches du côté qui fait face à l'écaille interne (la couche alpha) contiennent de l'alpha-kératine, que l'on trouve dans des structures telles que les ongles et les cheveux humains, et qui est plus douce et plus flexible.

La dureté et la flexibilité varient sur la section transversale, la surface extérieure étant plus dure et moins flexible et la surface intérieure étant plus douce et plus flexible. Pour la peau du serpent, cela signifie la capacité d'être très résistante aux rayures, mais aussi d'avoir la flexibilité nécessaire pour ajuster subtilement la forme de la peau à une surface rugueuse et ainsi répartir le stress et réduire le risque de fissuration. Le résultat est une structure suffisamment résistante pour résister au sable, mais suffisamment flexible pour permettre le mouvement et éviter les fissures.

Le résultat est une structure suffisamment résistante pour résister au sable, mais suffisamment flexible pour permettre le mouvement et éviter les fissures.

Le potentiel

La stratégie consistant à combiner dureté et flexibilité dans une configuration en couches qui fournit de la résistance là où c'est nécessaire, mais aussi de la flexibilité, pourrait être utile pour concevoir des dispositifs médicaux, des pneus, des tissus, etc. durables mais flexibles. Les substances et les configurations qui minimisent la destruction due au frottement peuvent éclairer la conception des pièces mobiles des véhicules et autres machines, des textiles et des tranchants tels que ceux des couteaux et des mixeurs. De plus, la stratégie du « meilleur des deux mondes » du boa des sables kenyan offre une vision plus large. Leçon : lors de la conception visant à optimiser entre deux besoins concurrents, il est sage de se rappeler que la meilleure solution n'est peut-être pas un optimal unique, mais différents optima personnalisés en fonction de l'emplacement et de la fonction au sein du système plus vaste.

Dernière mise à jour le 28 décembre 2023