Marie Leroy
Le world était chaud et humide. La mer regorgeait de vie. Les premiers calmars, poissons ressemblant à des anguilles et vers de mer chassaient des animaux in addition petits. Mais à la floor, rien ne bougeait. Les animaux n’avaient pas encore rampé jusqu’à terre.
Voilà à quoi ressemblait la Terre il y a approximativement 450 millions d’années, à la fin de la période Ordovicium.
L’eau chaude a créé des circumstances de vie idéales pour la faune. Mais cela allait bientôt changer. Peu de temps après, les masses terrestres commençaient à geler et une calotte glaciaire commençait à se propager.
L’eau, auparavant chaude et accueillante pour la faune, est devenue froide et inhospitalière. Les espèces succombèrent les unes après les autres. En peu de temps, la moitié de la vie a été anéantie, ce qui constitue la deuxième pire extinction massive de l’histoire de la planète.
Cependant, l’un des animaux qui ont survécu était le collembole. Un petit animal ressemblant à un insecte qui avait développé une stratégie particulière pour lutter contre le froid. Les cellules de l’animal avaient commencé à produire des protéines capables de protéger la cellule du gel.
Le collembole aurait pu être le leading animal à développer des protéines antigel. Les scientifiques pensaient auparavant que les animaux ne commençaient à faire cela que bien additionally tard. C’est ce que montrent des recherches de l’Université d’Aarhus et de l’Université Queen’s au Canada.
“Nous savions que les protéines antigel s’étaient développées indépendamment les unes des autres à plusieurs reprises au cours de l’histoire de l’évolution. Les poissons en ont. Les insectes en ont. Certaines araignées en ont. Mais jusqu’à ce que nous ayons vu ces résultats, nous ne savions pas qu’elles s’étaient développées si tôt. dans le monde animal”, explique Martin Holmstrup.
Il est professeur au Département d’écosciences de l’Université d’Aarhus et l’un des chercheurs à l’origine de la nouvelle étude.
LES COLBOLLES PEUVENT ÊTRE TROUVÉS PARTOUT, Y COMPRIS VOTRE JARDIN
Le collembole est un petit animal et les moreover grandes espèces de collemboles ne mesurent que six millimètres de long. Il a 6 pattes et deux antennes devant. À première vue, cela ressemble à un insecte, mais ce n’est pas le cas. En fait, il possède sa propre branche sur l’arbre évolutif.
Jusqu’à présent, les chercheurs ont trouvé furthermore de 9 000 espèces différentes de collemboles, et on les trouve presque partout, y compris dans votre jardin. Les collemboles vivent généralement dans les couches supérieures du sol ou dans le feuillage tombé, où ils se nourrissent de champignons microscopiques, de bactéries et d’autres micro-organismes.
L’animal tire son nom de sa queue fourchue qu’il tient sous son corps comme la barre d’une catapulte. La queue est également connue sous le nom de furcula et l’animal peut la relâcher rapidement et sauter jusqu’à 10 centimètres dans les airs s’il est attaqué par un ennemi, par exemple une araignée.
Les collemboles sont bons pour la santé du sol automobile ils aident à faire recirculer les nutriments vers les plantes.
Petits animaux dans des boîtes de Pétri
Martin Holmstrup s’occupe de près de 20 espèces différentes de collemboles en laboratoire. Les petits animaux n’ont pas besoin de beaucoup d’espace. Une colonie entière peut vivre dans un seul bol en verre, dit-il.
“Nous les gardons dans des boîtes de Pétri avec une base de plâtre que nous pouvons garder humide. Comme nourriture, nous leur donnons un peu de levure sèche. C’est en gros tout ce dont ils ont besoin”, explique-t-il.
Les collemboles du laboratoire de Martin sont ceux utilisés dans l’expérience. Il a envoyé des échantillons d’animaux à trois collègues au Canada, qui ont mené un sure nombre d’expériences moléculaires pour découvrir quand les animaux ont développé pour la première fois la protéine antigel.
Parce que les chercheurs connaissent la séquence d’ADN qui permet aux cellules de construire la protéine antigel, ils peuvent rechercher la même séquence parmi les espèces, les familles et les rangs. Ils peuvent également calculer la day à laquelle s’est produite la mutation qui a conduit à la genèse du gène : la période ordovicienne.
“Les calculs montrent que les collemboles ont développé la protéine antigel bien avant les autres animaux. Cela ne s’est produit pour les poissons et les insectes qu’un million d’années furthermore tard. Bien que les plantes et les micro-organismes, tels que les bactéries et les algues unicellulaires, aient pu développer un mécanisme similaire encore additionally tôt”, dit-il.
Comment TROUVER DES collemboles
Martin Holmstrup et ses collègues du Département d’écoscience ont eux-mêmes récolté les collemboles pour le laboratoire. Ils ont été rassemblés au Danemark, en Islande et au Groenland.
Ils ne sont pas si difficiles à trouver, vous pouvez même les trouver dans votre propre jardin.
- Prenez une poignée de terre ou de feuillage de votre jardin et placez-la dans une passoire
- Placez une lampe réglable sur le tamis et placez un plateau sous le tamis
- La chaleur de la lampe incitera les collemboles à rechercher des environnements additionally froids. Cela les fera tomber à travers le tamis et dans le plateau, où vous les trouverez en prepare de ramper
Encapsule et ralentit les cristaux de glace
Bien que l’on puisse trouver des collemboles presque partout sur le globe, ils sont as well as nombreux dans l’Arctique que partout ailleurs. Seul un petit nombre d’autres animaux terrestres peuvent survivre au froid du Groenland et du Canada, ce qui signifie que les collemboles peuvent se nourrir de bactéries et de champignons sans être dérangés.
“Les protéines antigels tremendous puissantes des collemboles leur permettent de survivre dans les régions froides où ils n’ont qu’à partager leur nourriture avec quelques autres vers et insectes. Et ils n’ont pas beaucoup d’ennemis naturels”, explique Martin Holmstrup.
En hiver, lorsque les températures baissent dans l’Arctique, les collemboles commencent à produire des protéines antigel. On les appelle également « protéines liant la glace » automobile elles peuvent s’accrocher à la area de minuscules cristaux de glace et les empêcher de grossir. Les animaux terrestres entrent en speak to étroit avec les cristaux de glace lorsque le sol gèle. Les protéines antigel jouent donc un rôle important en empêchant la glace de se propager chez l’animal et de le tuer.
“Tout comme nous – et la plupart des autres animaux – les collemboles ne peuvent pas survivre si leur “sang” se transforme en glace. Les protéines antigel aident à prévenir cela”, dit-il.
Sec comme un raisin
Cependant, cette protéine spéciale n’est pas la seule capacité qui permet aux collemboles de survivre dans le froid rigoureux de l’Arctique. Ils ont un autre tour dans leur sac.
“Comme chaque être vivant possède des molécules d’eau dans ses cellules, nous sommes vulnérables aux températures glaciales. Si l’eau gèle, les cellules sont détruites. Pour éviter cela, le collembole se laisse sécher et entre dans une forme d’hibernation pendant l’hiver. “, explique Martin Holmstrup.
Lorsque les collemboles hibernent, leur métabolisme devient si lent que les scientifiques ne peuvent pas réellement le mesurer. Cependant, lorsque le printemps get there, ils réabsorbent l’eau dans le corps et redémarrent leur métabolisme.
“Vous pouvez les comparer à un raisin qui sèche en un raisin sec selon un processus qui rappelle la lyophilisation. Les collemboles rétrécissent et deviennent de petites créatures ridées en hiver. Et puis, lorsque le printemps arrive, ils absorbent l’eau et reprennent leur taille normale. ” il dit.
Découvert dans un poisson qui aurait dû mourir de froid
Pendant de nombreuses années, la façon dont certaines espèces animales pouvaient survivre dans les régions les in addition froides de la planète restait un mystère. Ce n’est qu’au milieu du siècle dernier que les scientifiques ont découvert les protéines antigel qui permettaient aux animaux de résister au froid.
Pendant des décennies, les scientifiques se sont demandé comment les poissons arctiques pouvaient nager dans une eau de mer à moins 1,8 degrés Celsius. Le stage de congélation de l’eau de mer est furthermore bas en raison de sa teneur en sel. Le sang des poissons, en revanche, a un place de congélation de moins 1 degré Celsius, ce qui signifie qu’ils ne devraient pas pouvoir éviter de geler dans l’eau.
“La façon dont les poissons parvenaient à survivre dans l’eau de mer glacée est restée longtemps un mystère. Cependant, à la fin des années 1960, le chercheur américain Arthur DeVries a réussi à isoler les protéines présentes dans les poissons de l’Arctique, qui, selon lui, étaient capables d’empêcher la formation de glace. dans les cellules et le sang du poisson, même si le poisson a été en surfusion tout au long de sa vie”, explique Martin Holmstrup
Depuis lors, les chercheurs ont découvert des protéines antigel chez un sure nombre d’autres animaux, plantes et micro-organismes. Et ces protéines antigels sont désormais utilisées par l’industrie.
Aujourd’hui, les protéines antigel jouent un rôle important dans l’industrie agroalimentaire
De nos jours, une grande partie de la nourriture est achetée et vendue sous forme de surgelés. Cependant, le problème est que les aliments surgelés changent si des cristaux de glace commencent à se former. Ils diminuent souvent le goût et la texture des aliments.
Cependant, cela peut être évité grâce aux protéines antigel spéciales, explique Martin Holmstrup :
“Les gènes qui codent pour les protéines antigel du poisson ont été copiés dans des cultures de cellules de levure industrielles. Cela permet à la levure de produire des protéines très utiles, qui peuvent ensuite être ajoutées à différents aliments”, explique-t-il.
L’un des aliments où les protéines sont particulièrement efficaces est la crème glacée.
“Je sais qu’Unilever a utilisé les protéines contenues dans la crème glacée parce qu’elles contribuent à créer une texture vraiment agréable. La crème glacée peut également être décongelée et recongelée sans se transformer en un bloc dur de cristaux de glace. À as well as extensive terme, cet effet pourrait être utilisé. dans le cadre de la cryoconservation des organes transplantés.
“D’autres industries, comme celles de l’aérospatiale et des éoliennes, ont également expérimenté les protéines. Elles espèrent que les protéines pourront protéger les ailes du gel et du dégivrage.”
