• Paléontologie: un modèle de morphogenèse explique les bases biophysiques de formation des coquilles de gastropodes et de certaines ammonites!____¤202112

     

    Une étude, dont les résultats intitulés “The physical basis of mollusk shell chiral coiling” ont été publiés dans la revue PNAS; a permis de développer un modèle de morphogenèse expliquant les bases biophysiques de formation de coquilles de gastropodes et de certaines ammonites.

     

    Relevons tout d'abord que les coquilles de gastropodes et de certaines ammonites “sont enroulées en hélicospirale, forme biologique dont la logique mathématique interpelle des scientifiques depuis près de deux siècles”. Ainsi, les gastropodes secrètent "depuis 540 millions d’années une coquille hélicospirale, décrite mathématiquement comme une hélice tracée sur un cône de révolution et dont la projection en deux dimensions sur la base du cône est une spirale logarithmique”.

     

    De plus, “certaines ammonites, un groupe de céphalopodes aujourd’hui éteint à coquille planispiralée comme leur actuel cousin le nautile, ont dans de rares cas sécrété des coquilles hélicospirales similaires à celle des gastropodes, ou des formes plus surprenantes, telle la fameuse Nipponites mirabilis qui grandissait en une succession de « méandres » autour d’une spirale logarithmique initiale”.

     

    Du fait que la coquille des mollusques est “sécrétée de façon accrétionnaire à l’ouverture, il semblait logique de penser que des mécanismes complexes de régulation localisés au niveau du bord en croissance pouvaient expliquer le développement des différentes formes”. Cependant, cette étude souligne “qu’aucun mécanisme localisé à ce niveau ne peut expliquer la rotation du bord en croissance géométriquement nécessaire à la genèse de formes hélicospirales ou méandriformes”.

     

    Le modèle mathématique ici présenté “résout ce paradoxe et montre que si la croissance de la coquille n’a effectivement lieu qu’à l’ouverture, ce sont les déformations mécaniques du corps du mollusque compris à l’intérieur de la coquille qui gouvernent le tracé tridimensionnel suivi par le bord en croissance”. Il explique “le développement des différentes formes de coquilles, leur variation et leur évolution”.



    Concrètement, “chez les gastropodes, une croissance asymétrique génère des contraintes mécaniques induisant une torsion axiale du corps et une rotation du bord en expansion, générant ainsi une coquille hélicospirale”. Alors que “la torsion axiale semble résulter d’une asymétrie anatomique caractéristique des gastropodes, une symétrie bilatérale est typique des céphalopodes”, puisque, dans ce cas, “un découplage entre croissance du corps et de la coquille induisait la torsion axiale du corps symétrique générant la coquille asymétrique des ammonites”.

     

    Au bout du compte, “la beauté mathématique qui sous-tend le développement et l’évolution de ces coquilles” est “l’empreinte de mécanismes physiques”.

     

     


    Tags Tags : , , , , , , , , , , ,
  • Commentaires

    Aucun commentaire pour le moment

    Suivre le flux RSS des commentaires


    Ajouter un commentaire

    Nom / Pseudo :

    E-mail (facultatif) :

    Site Web (facultatif) :

    Commentaire :