Comment les poissons filtrent l'eau - Sciences et Avenir
Par Pierre Kaldy le 17.05.2016 à 14h30, mis à jour le 17.05.2016 à 14h30
Décrypté chez le requin-pèlerin, le mécanisme pourrait être adapté pour mettre au point des filtres qui ne se bouchent jamais.
Cet article est extrait du magazine Sciences et Avenir, n°831 (daté mai).
Les poissons ont un secret qui a très longtemps échappé aux chercheurs : comment font-ils pour que leurs branchies, ces organes respiratoires, ne se bouchent jamais alors que les industriels ne sont jamais parvenus à faire de même pour les filtres utilisés pour le lait, les jus de fruits et autres liquides alimentaires ? Une énigme d'autant plus grande que de nombreuses espèces telles le requin-pèlerin, la raie manta ou le poisson-spatule passent leur vie la bouche ouverte à filtrer l'eau de mer pour en extraire le minuscule plancton qui leur sert de nourriture. Une chercheuse américaine du William and Mary College, en Virginie, Laurie Sanderson, vient enfin de trouver avec ses étudiantes la clé de l'efficacité de cette filtration "zéro défaut" : elle réside dans un processus hydrodynamique très éloigné d'un simple filtre à café.
La chercheuse avait déjà observé avec un minuscule endoscope introduit dans les branchies d'un poisson que, contrairement à ce qu'elle pensait, les particules suspendues dans l'eau ne se déplaçaient pas à travers les arcs branchiaux mais parallèlement à eux. Son équipe a alors fabriqué avec une imprimante 3D un cône ajouré qui reproduit l'agencement des fentes branchiales du requin-pèlerin ou du poisson-spatule — qui se trouvent être similaires bien que les deux espèces aient une taille et une origine très différentes. Ce modèle leur a permis de montrer que des petits œufs de crustacés s'accumulent d'abord derrière les arcs branchiaux mais que les fentes sont ensuite dégagées par un simple effet de mécanique des fluides.
Les très fines particules sont aussi absorbées
Mais comment l'animal parvient-il à absorber le plancton pour se nourrir ? En plaçant une enveloppe imperméable autour de l'avant du cône, l'équivalent de l'opercule des poissons, les scientifiques ont réussi à reproduire un courant d'eau qui entraîne les particules vers le bas, où elles peuvent être avalées chez l'animal. Avec ce système d'une redoutable efficacité, même de très fines particules se trouvent piégées et absorbées. " Ce type de filtration réduit aussi l'accumulation de particules et débris qui peut se produire sur les fines structures branchiales des poissons, ce qui est très important pour maintenir un bon échange gazeux nécessaire à la respiration ", précise Laurie Sanderson. La professeure de biologie et son université n'ont pas attendu pour déposer une demande de brevet, ces résultats pouvant inspirer un nouveau type de filtres industriels exigeant beaucoup moins d'entretien.
Mer Requin Plancton