Comment les coquilles des bivalves s’emboîtent-elles à la perfection ? Grâce aux maths

La nature est décidément étonnante ! Les bivalves en apportent la preuve avec leur coquille dont les valves inférieures et supérieures s’emboîtent à la perfection. Des scientifiques de l’Institut de mathématiques de l’université d’Oxford ont mis en évidence un modèle mathématique permettant d’apporter des explications claires au sujet de cette caractéristique fascinante.

Coquilles des bivalves, une perfection de la nature

Les bivalves sont des invertébrés possédant deux valves articulées qui offrent une parfaite protection pour le corps se trouvant à l’intérieur. Ce groupe est composé d’espèces marines ou dulçaquicoles comme les moules, les palourdes, les bénitiers ou les huîtres. Leurs coquilles ont la particularité de s’emboîter parfaitement lorsqu’elles se referment sur elles-mêmes.

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Pour comprendre au mieux le fonctionnement de ces coquilles, il convient d’expliquer le fonctionnement des parties importantes des bivalves. D’abord, la membrane charnue du mollusque est appelée le manteau. Elle joue un rôle important dans la formation de la coquille ainsi que sa calcification. Elle entre également en jeu dans la sécrétion du ligament et dans la régulation de l’eau au niveau des branchies. Ensuite, le corps des bivalves est relié à la coquille grâce à des muscles adducteurs. Ils sont à l’origine de la mobilité des deux valves et assurent également la fermeture de celles-ci grâce à des mouvements de contraction.

Explication mathématique de l’imbrication parfaite des valves

Quiconque ayant déjà observé de près une huître ou une moule a sûrement remarqué que la partie supérieure de la coquille s’imbrique parfaitement dans la partie supérieure quand elles se ferment. Cette caractéristique remarquable des coquilles des bivalves a été remarquée depuis longtemps par les scientifiques. Des chercheurs ont pu mettre en évidence que les variations de l’environnement ou les blessures n’engendrent pas de changement notable dans la parfaite herméticité des deux valves. De plus, il a été déjà prouvé scientifiquement que les lobes restent parfaitement alignés même si les deux moitiés sont issues de deux parties différentes du manteau.

Par ailleurs, une équipe de chercheurs de l’université d’Oxford, menée par Derek Molton, a récemment effectué une étude dans le but d’apporter une explication claire sur cette fermeture des bivalves grâce aux mathématiques. Les résultats ont été publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.

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Les chercheurs se sont basés sur un modèle mathématique de croissance des bivalves. En partant de leurs observations, ils ont pu mettre en évidence que les bords des coquilles continuent toujours à se développer tout au long de leur cycle de vie. Ensuite, ils ont constaté qu’une différence significative se trouve entre l’anatomie et le mode de formation de coquilles chez les bivalves et les brachiopodes. Dans tous les cas, les coquilles sont sécrétées de manière incrémentielle.

Puis, ils ont pris en compte des facteurs tels que la géométrie des deux lobes ainsi que la mécanique qui entre en jeu dans leur formation. Ils ont également étudié les contraintes qui peuvent être impliquées dans l’obtention du type de fermeture des valves. À noter en effet que les deux valves exercent une force l’une sur l’autre.

Aussi, l’obtention du bord dentelé visible chez certains bivalves est causée par une croissance plus rapide du manteau par rapport à celle du bord de la coquille. Il en résulte que le bord de la coquille vient à se tordre. Enfin, le mécanisme d’imbrication est parfaitement maintenu à cause de la contrainte qui se présente de manière biaxiale.

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