La seule défense droite du règne animal cache deux spirales de sens contraire

Une équipe de l’université d’Aarhus a fait voyager deux défenses de narval jusqu’à trois synchrotrons européens, dont celui de Grenoble. Leur résultat, publié le 18 août 2026 dans Nature Communications, décrit une dent bâtie sur deux hélices de sens contraire, du motif moléculaire jusqu’à la pointe.

La défense du narval est une dent, pas une corne. C’est la canine gauche du mâle, qui traverse l’os maxillaire et perce la lèvre supérieure, et elle peut dépasser deux mètres. Elle porte une spirale visible à l’œil nu, et elle pousse pourtant rectiligne.

« Les défenses de narval sont le seul exemple de défenses droites dans la nature », écrivent les dix-neuf auteurs, qui ajoutent que la chiralité gauche de cette hélice est unique « à leur connaissance ». C’est leur formulation, assortie de sa propre réserve.

La spirale extérieure, elle, est décrite depuis longtemps. Ce qui manquait, c’est son origine : les auteurs écrivent que l’absence de méthode capable de reconstituer une structure aussi emboîtée « jusqu’à l’échelle nanométrique et en 3D » rendait la question impossible à trancher.

Le cément tourne à gauche, la dentine à droite

Les deux couches de la dent sont faites des mêmes briques, des fibrilles de collagène minéralisé. Le cément, en surface, les range en hélice gauche. La dentine, dessous, les range en hélice droite, et cet arrangement traverse les couches de croissance annuelles.

Le motif du collagène se répète tous les 67 nanomètres. Entre ce motif et une défense de deux mètres, le rapport d’échelle atteint près de 30 millions selon nos calculs, deux mètres divisés par 67 nanomètres : la même torsion se rejoue à chaque étage de l’empilement.

Les briques minérales, elles, ne mesurent que quelques dizaines de nanomètres, et leur taille varie d’une couche à l’autre.

Dans la dentine, les cristaux s’allongent en face des bandes de croissance annuelles : 21 % de longueur et 38 % de largeur en plus, chiffre la publication. L’âge de la dent se lit donc aussi dans la taille de ses cristaux.

Pourquoi elle pousse droite reste une hypothèse

Les auteurs proposent une explication mécanique et la présentent comme telle. Une configuration en double hélice est « généralement plus stable en flexion et en torsion » qu’une hélice simple ou qu’un alignement longitudinal, écrivent-ils.

L’anisotropie qui en découle permettrait à la dent de pousser droite, « contrairement par exemple à la défense courbe de l’éléphant ». L’étude décrit une architecture, elle ne met pas la croissance sur un banc d’essai : le lien reste une interprétation des auteurs. Le vivant en réserve d’autres du même ordre, comme ces poils de chenille accordés entre 150 et 2 000 hertz.

Ce que la défense sert à faire est une autre question, toujours ouverte. Les auteurs penchent pour un caractère sexuel : la longueur de la défense varie beaucoup plus que les autres mesures corporelles, et l’objet a été observé récemment dans des comportements de jeu.

Deux dents groenlandaises, trois synchrotrons

Deux défenses de narval sur les huit réunies par l’étude ont été passées aux rayons X jusqu’à l’échelle du nanomètre, par dix-neuf chercheurs dont trois de l’ESRF à Grenoble, pour un résultat publié le 18 août 2026.

Les deux dents scannées proviennent de chasseurs de subsistance inuits du Groenland, achetées au prix du marché sous permis CITES. Les six autres, conservées à l’Institut groenlandais des ressources naturelles, n’ont servi qu’aux mesures de forme.

Les défenses ont été découpées en tronçons d’environ 15 centimètres depuis la pointe, puis en lames de 30 à 50 micromètres. Trois installations se sont partagé le travail : DanMAX à MAX IV en Suède, cSAXS à la source de lumière suisse, et les lignes ID13 et ID15A de l’ESRF à Grenoble, où la tomographie tensorielle a reconstruit l’orientation des fibrilles en volume.

Côté suisse, le PSI résume l’assemblage en deux spirales entrelacées et compare leur tenue à celle des torons d’une corde. Une défense doit être à la fois dure et souple, souligne la physicienne Marianne Liebi, pour encaisser les forces hydrodynamiques de la nage.

Le narval (Monodon monoceros) vit dans les eaux arctiques saisonnièrement englacées du Canada, du Groenland, de Norvège et de Russie. Sa population mondiale est estimée entre 85 000 et 100 000 individus, et l’UICN classe l’espèce en préoccupation mineure depuis son évaluation de 2017. Il rejoint la courte liste des géants arctiques mesurés de près, avec le requin du Groenland.

L’équipe pousse déjà la suite : un narval pouvant vivre jusqu’à quatre-vingts ans, sa dent forme selon Henrik Birkedal « une sorte d’archive » des conditions environnementales traversées par l’animal.

Article créé en collaboration avec l’IA.