Une dent comme du béton armé

La dent du narval pousse sans interruption ; elle a donc le même âge que l’animal, qui peut vivre sans problème jusqu’à 70 ans. On ne sait en revanche pas exactement comment le narval utilise cet appendice. De nombreux indices laissent toutefois à penser que sa dent joue un rôle important dans le choix d’une partenaire. Des narvals ont aussi été observés alors qu’ils jouaient à «croiser l’épée» avec des congénères. Ainsi, la reproduction et l’interaction sociale semblent être les raisons les plus probables de sa présence.

Même si l’utilisation de la dent reste floue, on en sait désormais beaucoup sur la structure interne de cet appendice unique en son genre. «Tout comme les os ou les autres dents du règne animal, la défense du narval est un matériau composite complexe dont la structure s’étend des minuscules nanocomposants jusqu’à la forme visible de la dent dans son ensemble», affirme Marianne Liebi, chercheuse au PSI et co-autrice de l’étude.

La nature n’est pas le seul domaine où les matériaux composites jouent un rôle important. Un exemple classique tiré de notre vie quotidienne est le béton armé: la part de béton – un mélange de ciment et de sable – résiste à une forte pression, tandis qu’un treillis métallique assure la résistance à la traction et la stabilité. «La défense du narval doit aussi être dure et flexible à la fois», explique la chercheuse. «Sans cela, elle ne résisterait pas aux forts courants lorsque l’animal nage.»

Le matériau dominant à l’intérieur de la défense du narval est bien connu: il s’agit de dentine, la même que celle qui forme le cœur de nos propres dents. À l’extérieur, elle est entourée d’une fine couche appelée cément dentaire, un tissu qui, chez les autres mammifères, ne se trouve généralement qu’au niveau de la racine dentaire. Ces deux tissus contiennent de fines fibres de collagène, renforcées par de minuscules cristaux minéraux. Ces fibres agissent comme une armature interne, tandis que les cristaux minéraux donnent sa dureté au matériau – un peu comme dans le béton armé.

Le défi de l’étude résidait justement dans cette architecture complexe. «Les fibres de collagène et les cristaux minéraux se trouvent sur l’échelle nanométrique, tandis que la spirale de la dent n’est visible qu’à l’échelle centimétrique et métrique», explique Marianne Liebi. Pour faire le lien entre les deux et rendre l’hélice visible, de l’échelle nanométrique jusqu’à la forme macroscopique de la dent, l’équipe scientifique a eu recours à une technique de radiographie spécifique: la tomographie par tenseur.