Animaux : comment les chameaux peuvent contribuer à prolonger la durée de conservation des médicaments (et bien plus encore)

Les chameaux. Avec leurs longues pattes fines, leur cou qui s'abaisse et se relève pour rejoindre leur petite tête et, bien sûr, leur célèbre dos bossu, il est difficile de les confondre avec d'autres créatures.

Mais saviez-vous qu'il existe trois espèces différentes ?

Le plus commun est le chameau d'Arabie, également connu sous le nom de dromadaire. Ils représentent environ 90 % de la population mondiale de chameaux et ont été domestiqués il y a plus de 3 000 ans.

La deuxième espèce de chameau est la Bactriane, qui a été domestiquée encore plus tôt, entre 4 et 6 000 ans. Ils sont originaires d'Asie centrale et ont deux bosses au lieu d'une.

Enfin, il y a les chameaux sauvages, qui portent le nom scientifique Camelus Ferus et sont très semblables au chameau de Bactriane. Cette espèce sauvage vit dans le désert de Gobi et, à ce titre, son aire de répartition s'étend à la Mongolie et au nord-ouest de la Chine.

Contrairement à leurs cousins, ils n'ont jamais été domestiqués.

Étonnamment, certains survivent sans problème en buvant de l'eau dont la concentration en sel est supérieure à celle de l'eau de mer.

Non seulement ce sont des animaux étonnants, mais avec moins de 1 000 chameaux sauvages recensés, ils sont l'un des grands mammifères les plus menacés de la planète.

Les Bactriens et les chameaux sauvages ont deux bosses au lieu d'une.

La question est...

Qu'y a-t-il à l'intérieur des bosses ?

On dit souvent que ces bosses sont remplies d'eau et que c'est ce qui permet au chameau de survivre pendant de si longues périodes dans le désert.

Aussi génial que cela puisse paraître, il s'agit d'un mythe totalement faux.

Elles ne sont pas remplies d'eau mais de graisse.
La durée pendant laquelle un chameau peut survivre grâce à ses réserves de graisse dépend de son degré d'activité et du climat.

La taille de la bosse peut changer en fonction de la quantité de nourriture consommée. Lorsque la nourriture se fait rare, le corps consomme la graisse de la bosse, ce qui la fait tomber et s'affaisser.

Le stockage de la graisse dans le dos plutôt qu'en couches sur le corps permet d'éviter la surchauffe, avec l'avantage supplémentaire que ces bosses offrent une certaine protection et de l'ombre contre la lumière directe du soleil.

Créatures extraordinaires

Les chameaux peuvent survivre dans certains des environnements les plus hostiles et les plus extrêmes de la planète.

Dans le désert, les températures peuvent aller d'une chaleur torride de 49°C à une température glaciale de -40°C ou plus.

Pour les aider à supporter ces changements de température extrêmes, le pelage des chameaux de Bactriane devient plus épais en hiver.

Un chameau peut passer une semaine entière, parfois plus, sans eau, et survivre encore plus longtemps sans boire s'il ne travaille pas dur.

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Ils subissent une perte d'environ 4 % de leur poids, ce qui, pour un bactrien adulte, se traduit par environ 19 kilogrammes.

Mais ils peuvent aussi absorber l'eau comme une éponge. Un animal assoiffé peut boire 130 litres en seulement 13 minutes, ou 10 litres toutes les 60 secondes, ou encore un litre entier toutes les six secondes.

Une autre adaptation qu'ils possèdent est leur capacité à minimiser la transpiration.

On pourrait penser qu'avoir un manteau de fourrure est la dernière chose dont un animal a besoin dans la chaleur. Toutefois, si un chameau perdait son épaisse fourrure, il consommerait environ 50 % d'eau en plus.

La fourrure est très isolante et, en plus d'être utile pendant les nuits froides du désert, le jour, lorsque les températures extérieures sont beaucoup plus élevées que la température interne du corps du chameau, cette couverture empêche la chaleur de pénétrer.

La chute des graisses

À bien des égards, le secret du chameau réside dans sa capacité à rester " au frais " et à transpirer à peine.

La nuit, la température corporelle d'un chameau oscille autour de 34°C.

Cela donne au chameau une sorte de tampon pour qu'il puisse supporter plus de chaleur le jour suivant.

Ce n'est que lorsque la température de son corps atteint environ 41°C qu'un chameau a besoin de transpirer.

Son pelage faisant office de barrière contre la chaleur extérieure, il peut ne transpirer que pendant quelques heures environ en fin de journée, ce qui lui permet d'économiser beaucoup d'eau.

En effet, dans un désert chaud et sec, un chameau qui peut peser au moins cinq fois plus qu'un être humain ne consomme qu'un quart de litre d'eau par heure.

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Et voici un fait amusant : beaucoup de ces adaptations au climat extrême proviennent de leurs ancêtres... Les ancêtres de l'Arctique.

En effet, les chameaux modernes ont évolué dans l'Arctique.

Frais comme un chameau

Les étonnantes stratégies évolutives des chameaux pour conserver la fraîcheur ont suscité un grand intérêt de la part des scientifiques qui cherchent des moyens de conserver les aliments et les médicaments au froid pendant de longues périodes sans réfrigérateur ni aucune forme d'énergie externe.

Y parvenir présenterait bien sûr d'énormes avantages pour la conservation de ces produits et l'allongement de leur durée de vie.

Pas seulement ça.

Selon l'Agence internationale de l'énergie, la demande mondiale d'énergie de refroidissement, qui se mesure par des éléments tels que la demande de réfrigérateurs, de congélateurs et de climatiseurs, devrait tripler d'ici 2050.

L'impact associé aux changements climatiques serait énorme.

Il est urgent de développer de nouveaux moyens d'empêcher les choses de chauffer sans utiliser d'électricité.

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Ces méthodes sont connues sous le nom de refroidissement passif. Vous avez vous-même fait l'expérience d'un excellent exemple de refroidissement passif : lorsque vous avez chaud et que vous commencez à transpirer, l'évaporation de votre sueur refroidit votre corps.

L'une des solutions les plus prometteuses est basée sur l'évaporation des hydrogels.

Qu'est-ce qu'un hydrogel ?

Il s'agit d'un matériau polymère, c'est-à-dire composé de longues chaînes de molécules qui se répètent et dont les propriétés sont différentes selon les molécules.

Les propriétés des hydrogels sont qu'en plus d'absorber et de retenir beaucoup d'eau, ils peuvent la libérer par évaporation, sans avoir besoin d'une alimentation externe.

C'est pourquoi les scientifiques à la recherche de méthodes de refroidissement passif s'y intéressent depuis longtemps.

Mais le défi a toujours été de savoir comment faire durer cet effet plus longtemps.

Les chameaux avaient la solution.

Juste comme eux

Une équipe dirigée par Jeffrey Grossman, du Massachusetts Institute of Technology, aux États-Unis, a trouvé l'inspiration dans les chameaux.

En combinant une couche d'hydrogel avec une fine couche d'un autre gel appelé aérogel, ou fumée de glace, composé de 90,50 à 99,98 % d'air, qui est un matériau isolant, ils ont imité le système de refroidissement biologique présent chez les chameaux.

Voyons cela plus en détail.

Il y a deux couches : la couche d'hydrogel en dessous est comme la glande sudoripare du chameau. Il permet à l'eau de s'évaporer et procure un effet de refroidissement.

La couche d'aérogel située au-dessus joue le même rôle que la fourrure d'un chameau : elle fournit une isolation cruciale et empêche la chaleur du milieu environnant de passer, tout en permettant à la vapeur d'eau de l'hydrogel de s'échapper, car elle est très poreuse.

Un centimètre de protection

En réalisant l'évaporation et l'isolation en même temps, la période de refroidissement est considérablement prolongée.

Cette combinaison de deux couches de gel, ou bicouche, comme on l'appelle, ne fait qu'un centimètre d'épaisseur.

L'équipe a testé sa bicouche en laboratoire à l'aide d'une chambre spéciale à température et humidité contrôlées et a constaté qu'elle était capable de refroidir un objet à 7° de moins que l'environnement ambiant.

Par rapport à une simple couche d'hydrogel, la durée pendant laquelle la bicouche pouvait maintenir un objet au frais a augmenté de 400 %.

Comme le souligne M. Grossman, cela se traduit par plus de 250 heures ou 10 jours de refroidissement.

L'équipe a fait remarquer que sa conception pourrait également contribuer à refroidir les bâtiments et, ce faisant, à réduire leur consommation énergétique globale.

La prochaine étape pour l'équipe consiste à rendre le matériau plus évolutif. En d'autres termes, ils doivent trouver un moyen de le produire plus facilement dans des tailles et des quantités plus importantes.

Si l'on considère la fréquence à laquelle nous devons transporter des aliments et des médicaments, parfois dans des endroits où il n'y a pas ou peu d'accès à des réfrigérateurs ou à l'électricité, on comprend à quel point un système de refroidissement passif comme celui-ci peut être précieux.

Ce serait fantastique pour l'environnement et pourrait devenir une technologie permettant de sauver des vies.

Tout cela grâce à cette curieuse créature qui vit dans le désert.

Cet article est adapté de l'épisode "Le chameau et les médecines douces" de la série de la BBC World Service "30 animaux qui nous ont rendus plus intelligents".