Les plumes de paon sont réputées pour leurs reflets métalliques distinctifs, mais peu de gens se rendent compte que ces teintes sont produites par de petites structures qui dispersent la lumière plutôt que par la pigmentation. Le phénomène est responsable des bleus et des verts éclatants du plumage du paon, ainsi que de la coloration irisée des ailes de papillon et d’autres animaux.
Dans le passé, les scientifiques avaient du mal à reproduire ces couleurs structurelles ou naturelles, mais une étude menée par l'Université de Cambridge et la société de biotechnologie néerlandaise Hoekmine BV suggère que le processus est en train de devenir beaucoup plus simple.
Christina Ayele Djossa, d’ Atlas Obscura, rapporte que les chercheurs ont découvert un code génétique pouvant être reproduit pour les couleurs naturelles, ce qui signifie que les nuances uniques peuvent maintenant être cultivées en 24 heures. Auparavant, la réplication des couleurs nécessitait un faisceau d'électrons et plusieurs semaines.
"Il est essentiel de cartographier les gènes responsables de la coloration structurelle pour mieux comprendre la manière dont les nanostructures sont manipulées dans la nature", a déclaré le co-auteur de l'étude, Villads Egede Johansen, dans un communiqué de presse. "Il s'agit de la première étude systématique des gènes sous-jacents aux couleurs structurelles, uniquement chez les bactéries mais dans tout système vivant."
Selon le communiqué, le projet de l'équipe, axé sur la manipulation génétique de flavobacterium, pourrait conduire à la production en masse de peintures biodégradables et non toxiques dans toutes les couleurs de la nature.
En se basant sur leurs nanostructures internes, les colonies de flavobacterium reflètent naturellement une couleur verte métallique. Comme l'explique Michael Irving de New Atlas, les scientifiques ont voulu déterminer quels gènes étaient responsables de la production de cette couleur structurelle. L'équipe a créé des colonies avec des mutations spécifiques - telles que la taille et la locomotion variées - et les a comparées à un groupe de bactéries de contrôle. Ils ont réalisé que les spécimens mutés reflétaient différentes couleurs en fonction de leur structure interne.
Johansen, expert en photonique bio-inspirée, explique à Djossa que les bactéries en forme de bâtonnets mesurent environ un demi-micromètre de diamètre.
«La colonie est bien rangée, comme un tas de tubes ou de cylindres», dit-il. Ainsi, en modifiant les tailles et les dimensions de la flavobactérie, l’équipe pourrait induire des couleurs de tout le spectre. Les chercheurs ont également pu atténuer ou éliminer complètement ces couleurs. Djossa rapporte que les couleurs n'apparaissant pas dans le spectre, telles que le blanc et le marron, étaient plus difficiles à manipuler, mais qu'elles pouvaient être réfléchies en modifiant l'angle de la bactérie.
À l'avenir, les scientifiques espèrent explorer la possibilité de récolter des flavobactéries pour la production à grande échelle de peintures non toxiques «cultivées» plutôt que fabriquées.
"Nous voyons un potentiel dans l'utilisation de telles colonies bactériennes en tant que pigments photoniques qui peuvent être facilement optimisés pour une coloration changeante sous des stimuli externes et qui peuvent s'interfacer avec d'autres tissus vivants, s'adaptant ainsi à des environnements variables", déclare Silvia Vignolini, co-auteur de l'étude, dans Une déclaration: «L’avenir est ouvert pour les peintures biodégradables sur nos voitures et nos murs, simplement en développant exactement la couleur et l’aspect que nous voulons."
