Les «coraux bioniques» imprimés en 3D imitent les pouvoirs de photosynthèse d’un récif

La mort massive des récifs coralliens est une catastrophe de dimensions mondiales, mais l’ampleur de leur succès en tant qu’organismes a des leçons pour la science. Exemple concret: ces «coraux bioniques» imprimés en 3D par des chercheurs de Cambridge qui sont plus que des échafaudages pour des micro-organismes fragiles – ils sont construits à partir d’eux.

Si les coraux imprimés en 3D vous semblent familiers, c’est parce qu’il y a quelques années, d’autres chercheurs ont suggéré d’utiliser des structures imprimées pour ressembler aux formes complexes des récifs comme bases solides sur lesquelles de nouveaux coraux et d’autres animaux pourraient se développer. C’est une bonne idée, mais il y a plus dans un récif qu’une base solide.

Les coraux sont en fait une symbiose très évoluée entre les organismes coralliens eux-mêmes et les algues qui y vivent. Les algues utilisent la photosynthèse pour alimenter la création de sucre pour leur hôte, et le corail offre un environnement de vie sûr – et, fait intéressant, elles sont également très efficaces pour collecter et rediriger la lumière. Ce partenariat est fructueux depuis des millions d’années, bien que la hausse des températures et de l’acidité des océans ait rompu l’équilibre délicat nécessaire au succès.

L’équipe de Cambridge a réalisé que pour réussir à imiter le micro-écosystème corallien, elle devait reproduire cette qualité spéciale de capture du soleil et de diffusion à l’intérieur pour être utilisée par les algues résidentes. Pour ce faire, ils ont étudié de près la structure des coraux et ont travaillé pour la refaire au niveau microscopique. Mais au lieu d’utiliser un substrat durable ordinaire, ils ont créé une sorte de gel vivant.

«Nous avons développé un tissu et un squelette de corail artificiel avec une combinaison de gels polymères et d’hydrogels dopés avec des nanomatériaux de cellulose pour imiter les propriétés optiques des coraux vivants», a expliqué le chimiste de Cambridge Daniel Wangpraseurt, auteur principal de l’article dans lequel la technique est décrite. Les algues ont également été infusées dans le mélange, de sorte que les chercheurs imprimaient essentiellement de la matière vivante.

Ce type de technique est déjà testé et utilisé à des fins médicales – l’impression d’une partie d’un organe ou d’un tissu pour l’implantation, par exemple. Dans ce cas, il doit être imprimé non pas avec une forme spécifique à grande échelle, mais avec une géométrie interne extrêmement complexe qui maximise la portée de la lumière frappant la surface. Cela doit être fait très rapidement ou les algues mourront de l’exposition.

La structure bio-imprimée résultante est une maison idéale pour les algues, produisant des taux de croissance plusieurs fois supérieurs à la vitesse d’un milieu ordinaire. Cela ne signifie pas que la prochaine étape consiste à cultiver des coraux très rapidement – en fait, il n’y a aucune raison de penser que cela conduira réellement à la restauration des coraux. D’un autre côté, ce type de simulation pourrait conduire à une meilleure compréhension de l’écosystème dans lequel le partenariat corail-algues se développe et comment il peut être nourri.

Entre-temps, la promesse de multiplier les vitesses de croissance des algues a aujourd’hui un attrait commercial, et une startup appelée Mantaz a été fondée pour poursuivre des utilisations à plus court terme de la technologie.

Traduit de l’anglais de https://techcrunch.com/2020/04/10/3d-printed-bionic-corals-mimic-a-reefs-powers-of-photosynthesis/

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