Une dynamique de croissance partagée à travers le vivant

Certaines coquilles de gastropodes sont ornées de structures épineuses présentant une complexité d’apparence fractale (au sens mathématique, dont les détails se répètent à toutes les échelles). Ces ornements, longtemps restés énigmatiques, trouvent aujourd’hui une explication grâce à un modèle physique couplant instabilité mécanique et croissance séquentielle. Les scientifiques montrent que les épines fractales des coquilles de gastropodes se forment lorsqu’une instabilité mécanique de la membrane sécrétrice dilate épisodiquement un motif autosimilaire de microplis généré mécaniquement en continu. Durant la croissance, cette transformation laisse des stries spirales sur la coquille. 

Une dynamique de croissance partagée à travers le vivant

Ce mécanisme n’est pas propre aux coquilles. Il reflète une dynamique générique de croissance observée chez de nombreux organismes. 

L’étude identifie des structures similaires dans les trois grands règnes du vivant (règne animal, végétal et fongique) présentant toutes une croissance séquentielle suivant la même dynamique générique. Parmi elles : 

• la paroi des algues unicellulaires,

• les nervures de feuilles,

• les lamelles de champignons,

• les flotteurs des « Galères portugaises »,

• les squelettes de coraux,

• les denticules de pinces de homards,

• les tiges de crinoïdes,

• les denticules de requins-scie…. 

Toutes ces structures, bien que très éloignées, partagent un schéma de développement fondé sur la subdivision récursive d’un domaine en croissance, associée à une condition d’irréversibilité donnant une « mémoire » au système.

Cette étude à l’interface entre physique, biologie et géologie, révèle une loi de développement transversale et propose un nouveau cadre théorique d’analyse de la morphogénèse de ces structures biologiques complexes.