Les barbules à structure hélicoïdale dans les plumes abdominales du ganga mâle absorbent l'eau de manière réversible.

Le ganga des sables est un groupe de 16 espèces d'oiseaux terrestres originaires des régions d'Afrique et d'Asie où l'eau est rare et où les températures sont élevées. En tant que mangeurs exclusifs de graines, les gangas obtiennent très peu d'eau par leur alimentation et doivent donc boire régulièrement de l'eau liquide. Ainsi, de nombreux traits physiques et comportementaux des oiseaux sont structurés autour de leurs besoins en eau dans un habitat exigeant.

Les poussins de Ganga dépendent de l'approvisionnement en eau de leurs parents pendant 6 à 8 semaines, jusqu'à ce qu'ils développent les capacités de vol nécessaires pour se rendre eux-mêmes aux points d'eau. Contrairement à la plupart des oiseaux, qui utilisent la régurgitation pour nourrir et abreuver leurs petits, 15 des 16 espèces de gangas ont une stratégie unique pour fournir de l'eau à ces poussins assoiffés. Lors d'un voyage vers une source d'eau, un ganga mâle effectue un mouvement de balancement dans l'eau pour bien mouiller ses plumes abdominales spécialisées. De retour à son nid, il se tient debout et permet à ses poussins d'aspirer l'eau de ses plumes humides. Des gangas ont été observés transportant de l'eau de cette manière sur plus de 24 km (15 miles) du point d'eau au nid. Pour éviter l'évaporation de l'eau sur de si longues distances, le ganga des sables vole généralement pendant les moments les plus frais et les plus humides de la journée (c'est-à-dire tôt le matin ou la nuit).

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Le cinquième externe des plumes abdominales du ganga mâle ressemble aux plumes imperméables d'autres oiseaux : des structures ressemblant à des poils lâchement palmés (appelées « barbules ») s'étendent à partir des branches (appelées « barbes ») qui dépassent de la colonne vertébrale principale des plumes. Cependant, les quatre cinquièmes intérieurs des plumes du ganga ont plutôt des barbules aplaties spécialisées en forme de ruban qui s'enroulent environ 3.5 fois le long de chaque barbillon, formant un chevauchement. motif. Une fois sèche, cette structure apparaît comme une toile élastique, solide et plate. Lorsqu'elles sont mouillées, les barbules se déroulent rapidement, permettant à de minuscules filaments sur les pointes des barbules de se lever. Ce changement structurel augmente considérablement la surface de la plume, qui aspire alors l'eau en . Le ganga des sables mâle peut transporter environ 22 ml d'eau dans ses plumes, soit environ 8 grammes d'eau par gramme de poids de plume sèche (c'est au moins deux fois plus absorbant qu'une éponge de cuisine synthétique typique !).

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Notez l'organisation hiérarchique des aubes, des barbes et des barbules dans une plume, ce qui aide à comprendre la structure unique des plumes de ganga.

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À l'échelle moléculaire, les plumes de ganga des sables sont constituées principalement de β-kératine. L'arrangement des molécules de β-kératine devient moins ordonné (c'est-à-dire moins cristallin) lorsqu'il est mouillé, ce qui peut être essentiel pour comprendre le pouvoir absorbant des plumes. Lorsqu'un ganga des sables mouille les plumes de son ventre, les molécules d'eau se lient aux parties chargées (polaires) des protéines des barbules, qui se dilatent ensuite pour accueillir l'eau. Ce processus est ce qui fait que la β-kératine perd une partie de sa structure cristalline : les molécules deviennent plus séparées et disposées de manière aléatoire. Notamment, ce mécanisme est entièrement réversible. Une fois sèches, les barbules de la plume retrouvent leur état enroulé et la β-kératine recristallise.

Il convient de noter que la plupart des travaux sur la stratégie de transport de l'eau du ganga ont été réalisés entre les années 1960 et 1980. Bien que ces articles scientifiques plus anciens soient encore largement cités et que le comportement soit encore couramment observé chez le ganga, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour répondre aux questions sans réponse concernant ce mécanisme d'absorption d'eau.

Dernière mise à jour le 7 juillet 2020