Des poissons et des puces

Récemment, un groupe de recherche sur les matériaux novateurs de la Dalhousie University s’est plongé dans le monde de la technologie océanique et a collaboré avec  VEMCO, une entreprise locale qui crée des solutions de repérage uniques pour l’ Ocean Tracking Network et des chercheurs du monde entier.

Grâce à cette collaboration, les scientifiques pourront collecter des données plus précises sur le comportement, le déplacement, la physiologie et la survie des animaux dans les milieux marins et les milieux d’eau douce.

Mary Anne White, professeure de recherche en chimie Harry Shirreff (émérite) au Département de chimie de la Dalhousie University et son équipe du laboratoire des propriétés thermiques des matériaux s’intéressent habituellement aux matériaux qui peuvent servir à la création ou à l’amélioration des dispositifs de stockage de l’énergie.

Mais dans le cadre d’une conversation fortuite qu’elle a eue avec un employé de VEMCO, Mme White a appris qu’il serait utile que les scientifiques qui étudient les modèles de déplacement et de migration des poissons disposent d’une nouvelle balise de télémétrie acoustique – un dispositif de repérage inséré sous la peau du poisson. Cette balise doit pouvoir envoyer un signal lorsqu’un gros poisson a mangé un poisson qui en est muni. Les chercheurs pourraient ainsi mieux interpréter leurs données, sachant que celles qui proviennent de cette balise sont associées à une autre espèce.

« Mon interlocuteur m’a dit que les scientifiques avaient un problème que les chercheurs du domaine des matériaux pouvaient les aider à résoudre, souligne Mme White en se rappelant la conversation qu’elle avait eue pendant le diner. Je me suis donc demandé comment mon équipe pouvait contribuer à l’élaboration de ce matériau. »

« Il fallait créer pour cette balise un revêtement que l’acide gastrique d’un autre poisson pourrait dissoudre, qui serait stable et non toxique lorsque la balise se trouverait sous la peau du poisson, mais qui serait instable et toujours non toxique lorsqu’elle se trouverait dans l’acide gastrique du prédateur, explique Mme White. Quel projet fascinant que d’intégrer des puces dans les poissons! »

Grâce à une subvention d’engagement partenarial du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), l’équipe de Mme White a découvert qu’un dérivé d’un matériau appelé chitine avait les propriétés chimiques recherchées pour le revêtement. La chitine est produite naturellement et contribue à la formation des solides squelettes extérieurs des homards, des coléoptères et des araignées.

La mise en place de la balise était un facteur important de la réussite du projet. En effet, comme elle est insérée sous la peau, elle peut continuellement envoyer des données sur l’emplacement, l’activité et la physiologie. La chitine modifiée par l’équipe de Mme White devait aussi avoir des propriétés mécaniques particulières. Après de nombreux essais chimiques, l’équipe a réussi à fabriquer un revêtement suffisamment souple pour qu’il ne se déchire pas et ne gonfle pas pendant que le poisson se déplace.

Lorsque le revêtement de la balise se retrouve dans l’acide gastrique du prédateur, il se détériore et libère un petit aimant qui émet le signal de prédation, ce qui modifie les données envoyées par la balise et indique qu’elle se trouve à l’intérieur d’un prédateur.

Mme White, Kim Miller, stagiaire postdoctorale pendant ce projet, et Ryan Fielden, ancien étudiant à la maitrise, détiennent un brevet avec VEMCO pour ce dispositif réussi. La balise V5 Predation Tag, offerte dans le site Web de l’entreprise, réagit au nouveau milieu chimique de prédation et envoie un signal aux chercheurs en quelques heures seulement.

Cet article a été adapté avec la permission de la  Dalhousie University.

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