L’adaptation des espèces aux climats extrêmes

Le désert de Namibie (sur la côte sud-ouest de l’Afrique) est l’une des zones les plus arides de la planète : une région très sèche avec peu de précipitations, des hautes températures, des vents forts mais aussi un brouillard matinal qui provient de l’océan Atlantique.
Comment parvenir à vivre dans des conditions aussi difficiles ? En tirant profit de la seule ressource en eau, disponible dans cette région aride : le brouillard qui peut s’étendre sur 100 km à l’intérieur des terres, et ce entre 60 et 200 jours par an.

Comme nous l’avons expliqué dans un précédent article, le brouillard est un nuage au ras du sol.
Oui mais comment collecter efficacement ces minuscules gouttes d’eau en suspension dans l’air ? Le Scarabée du Désert « Stenocara » (famille des coléoptères) a plus d’un tour dans son sac pour se désaltérer et son salut vient à sa capacité à collecter les gouttes du brouillard. Voyons comment il y parvient.

L’adaptation du scarabée « Stenocara »
Son secret vient à la fois de ses caractéristiques physiques et de son comportement en cas de brouillard.
D’un point de vue physique, ses élytres (ailes) sont constituées d’une série de micro-rainures (distantes de 0.5 à 1.5 mm) et de micro-bosses (diamètre compris entre 100 et 500 µm). Ce relief particulier permet de piéger au mieux les micro-gouttelettes d’eau à condition de bien se placer.

D’un point de vue comportemental, l’animal grimpe au sommet d’une dune de sable (le brouillard y est plus dense), et se met en position adéquate : l’arrière train en l’air et en « plein vent ». Les paramètres qui déclenchent ce comportement sont la température et la présence de brouillard.

Lorsque les gouttes de brouillard (1 à 40 µm de diamètre), sous l’effet du vent, percutent le sommet d’une bosse sur le dos du scarabée : elles s’accrochent car sa surface est hydrophile (cela signifie qu’il y a une bonne affinité : donc l’association eau-surface est favorable).

Au fur et à mesure que les gouttes adhèrent, elles coalescent (elles fusionnent) et forment ainsi une plus grosse goutte qui finit par être très lourde. Le poids l’emporte sur les forces de d’attraction qui la retenaient à la bosse : bref, elle se détache et tombe dans le sillon voisin de surface hydrofuge (couverte de cire) qui la repousse (à cause de la mauvaise affinité de la cire avec l’eau). Alors la goutte glisse et dévale le dos incliné de la bête, guidée par la rainure cireuse. Elle se trouve bien vite rejointe par d’autres gouttes ayant connu le même destin. Ainsi collecté, le liquide finit son voyage dans la bouche de l’animal. Ingénieux, non ?
En résumé, la nature non uniforme de la carapace (on parle d’anisotropie), la posture inclinée du scarabée en haute altitude permettent le double exploit de faciliter la capture de micro-gouttelettes d’eau (qui auraient dû finir emportées par les vents) puis de favoriser leur écoulement vers un même point.

Après cette aventure désaltérante, l’insecte a gagné 10% de son poids. Cela lui suffit pour la journée.

Voici une petite vidéo (en anglais, mais les images parlent d’elles-mêmes) sur ce sujet.

Applications pour l’homme
Les surfaces artificielles qui imitent la carapace du scarabée du désert constituent une véritable quête pour les chercheurs en vue de développer des points d’eau dans les endroits difficiles (régions arides pour équiper les toits d’habitats de tuiles collectrices de brouillard, ou au sommet des gratte-ciel en vue d’éviter l’étape de pompage). On parle de biomimétisme.

Un projet de récupération du brouillard sur toit, imitant la carapace du Scarabée – Lien ICI

Autres articles sur les surfaces qui attirent ou repoussent l’eau
– Réserves d’eau en plein désert
– Chez Sirtin
– Sur le blog Science étonnante
– Sur le blog Pourquoi le ciel est bleu

Texte : Pascale BAUGE – Le Monde et Nous
Illustrations : Stéphanie DUBUT (Stef Comics)