Weizmann (Israël) : les 200 yeux de la coquille Saint-Jacques agissent comme des télescopes
[:fr]Une étude de l’Institut Weizmann des Sciences en Israël révèle que la coquille Saint-Jacques possède l’un des systèmes visuels les plus complexes au monde. Ce mollusque prisé des gastronomes possède un système visuel sophistiqué pouvant comprendre jusqu’à deux cents yeux d’un millimètre de diamètre fonctionnant comme des télescopes.
Tout comme des systèmes optiques complexes chez d’autres animaux -les homards ont déjà aidé à la conception de télescopes plus puissants- les résultats de cette étude pourraient ouvrir la voie à la création de nouveaux instruments optiques inspirés de la biologie ou déboucher sur des applications en imagerie ou encore pour de nouveaux capteurs, estiment ces chercheurs.
Une mosaïque de cubes cristallins microscopiques
La plupart des yeux des animaux, comme chez les humains, ont un cristallin, une lentille qui fait converger la lumière vers la rétine formée de tissu sensible aux rayons lumineux se trouvant au fond de l’oeil. Mais certains organismes marins comme la coquille Saint-Jacques et des poissons vivant dans les grandes profondeurs ont un système de miroirs pour créer des images par réflexion de la lumière et programmés pour capter les ondes lumineuses qui pénètrent dans leur habitat.
Les yeux des coquilles Saint-Jacques sont ainsi dotés d’un miroir concave pour réfléchir la lumière. C’est ce qu’ont déterminé ces chercheurs dont Benjamin Palmer, un scientifique du département de biologie structurelle à l’Institut Weizmann, principal auteur de l’étude.
Ces miroirs sont formés d’une mosaïque de cubes cristallins microscopiques dont la morphologie complexe en trois dimensions permet aussi de réduire les aberrations optiques et de produire des images nettes.
Un champ visuel à 250°
Les miroirs forment des images sur une rétine à deux couches de tissu de manière à produire séparément des images dans le champ visuel central et périphérique donnant à la coquille Saint-Jacques un champ visuel d’environ 250 degrés comparativement à 180 degrés pour les yeux humains. « Ce système de miroirs composés de cubes dans les yeux multiples de ce mollusque ressemble de façon frappante aux miroirs segmentés des télescopes à réflexion », pointent ces chercheurs. Cette ressemblance pourrait notamment inspirer la création d’instruments compacts dotés d’un champ optique large, selon eux.
Ils soulignent la grande complexité de l’organe visuel de la coquille Saint-Jacques, peut-être l’un des plus sophistiqués dans la nature. Les auteurs soulignent surtout le degré très élevé d’organisation structurelle à une échelle nanométrique des miroirs au fond des yeux de ce mollusque pour à la fois réfléchir la lumière et la faire converger.
Auteur : L’Express
Publication dans Science 1er déc. 2017[:en]Ocean creatures are known for their weird eyes, but scallops have one of the weirdest visual systems of all. These marine bivalves (above) have up to 200 eyes, and each of them uses a mirror instead of a lens to focus light. Biologists have known since the 1960s that these concave mirrors are made from crystals of guanine, a highly reflective material that can be seen in everything from fish scales to chameleon skin. Although these crystals usually form into bulky prisms, the crystals in the scallop’s eye are perfect squares that—like a telescope mirror—create a smooth surface that minimizes optical distortions. Now, scientists have shown just how these mirrors work. Using computer simulations, they found that when light comes in straight, it hits the upper of the scallop’s two retinas. But when light comes in at an angle, it hits the lower retina, enhancing the scallop’s peripheral vision in dim light, they report today in Science. They also hypothesize just how these creatures make sense of images from 200 different eyes at once: a process in the scallop’s “brain” that combines them all into a single, cohesive image.
https://www.youtube.com/watch?time_continue=92&v=bbNfV2zoodU[:]
