Pourquoi l’odeur du pipi de chat dure-t-elle si longtemps et le wasabi pique-t-il ?

Les humains et les papillons, les chats et le wasabi, et plus de 99,6 % de la matière vivante, partagent un langage commun que nous parlons 24 heures sur 24 sans pause ni contrôle : le langage chimique.

Végétaux, les champignons et autres êtres dépourvus de sens de la vue et de l’ouïe ne peuvent communiquer que chimiquement. Mais cette façon de transmettre des messages, sans câblage et silencieuse, est aussi humaine et touche une grande partie de nos vies.

L’odeur que les plants de tomates laissent sur nos mains, le piquant du wasabi, l’importance de se laver les aisselles ou pourquoi l’odeur du pipi de chat dure si longtemps… Ce sont toutes des “phrases” d’un langage que nous partageons.

La version animale du langage chimique

La version animale de cette langue s’appelle odeur. L’émission de substances chimiques par les plantes et les micro-organismes, dont beaucoup sont volatils, est un processus naturel soumis aux règles de l’évolution.

Les substances émises qui offrent des avantages compétitifs (fongicides, bactéricides, herbicides, répulsifs, communicateurs) ont été incorporées comme éléments avantageux pour les différentes espèces. Le processus évolutif s’est accéléré avec l’apparition des animaux, qui d’une part se nourrissent de plantes et d’autre part, mettent la mobilité à leur portée.

Cela a amené les plantes à développer à la fois des systèmes de défense complexes et des stratégies ingénieuses pour utiliser les animaux comme pollinisateurs efficaces ou comme porteurs sélectifs de leurs graines.

La naissance des fleurs

Dans ce processus de collaboration entre plantes et animaux, des structures visuelles complexes (fleurs, fruits), des structures défensives (épines et trichomes), des couleurs, des textures, des molécules aromatiques et les saveurs sucré (et leur contrepoids, acide et amer).

Les plantes et les champignons sont devenus des chimistes sophistiqués capables de synthétiser toutes sortes de structures. Un peu plus de 10 000 ont été documentés différentes molécules aromatiques. De l’humble et ultralégère molécule de sulfure de diméthyle qui parfume la mer et la truffe et est capable de traverser des mètres de terre gelée, même des structures complexes avec plus de 15 atomes de carbone, comme le patchulène pénétrant et persistant, base de parfums sophistiqués.

L’odeur du buis et du vin

Les plantes et les champignons ont également été capables de “domestiquer” des groupes chimiques hautement réactifs, tels que le groupe mercapto (ou thiol, structure -SH). Cette réactivité le rend plus facile à détecter, mais le rend difficile à stocker.

A titre d’exemple, le très puissant 4-mercapto-4-méthylpentanone, qui donne une odeur au buis (et aux vins de Sauvignon Blanc), est détectable à seulement 0,4 ng/L dans une solution aqueuse, donc un millième de mL suffit pour aromatiser une piscine olympique.

Pour résoudre le problème de stabilité, le buis accumule la molécule liée à l’acide aminé cystéine par l’intermédiaire de son atome de soufre. Au moyen d’une enzyme, il rompt ladite union, provoquant la libération lente de l’arôme.

D’autres usines ont développé des systèmes de stockage et de distribution que, s’ils étaient développés par un humain, nous les qualifierions de brillants. C’est le cas du tomate, qui possède quelques villosités (trichomes) couronnées par des sphères presque parfaites pleines d’arômes. Pour stabiliser les arômes soufrés (sulfure de diméthyle entre autres), ils contiennent à l’intérieur un cristal d’oxalate de cadmium, un métal capable de s’associer au soufre. Un contact suffit pour que ces structures se brisent, libérant l’arôme persistant et agressif, qui peut causer de graves dommages aux petits herbivores et qui est la raison pour laquelle son odeur persiste sur nos mains.

Le piquant de la moutarde et du wasabi

Une autre alternative défensive est celle de certaines plantes comme la moutarde ou le radis, qui accumulent des molécules appelées glucosilonatequi peuvent être qualifiées de “bombes chimiques”.

Au moment où la plante est mordue, une enzyme est libérée qui décompose le glucosilonate. Celui-ci se décompose immédiatement en libérant un gaz corrosif de la famille des isothiocyanates, responsable du piquant de la moutarde ou du wasabi. Les facteurs lacrymogènes émis par les plantes de la famille de l’oignon lorsqu’elles sont mordues sont un autre exemple de molécules corrosives émises avec une fonction défensive.

Il existe des formes de collaboration entre plantes et animaux plus sophistiquées que celles liées au transport de pollen ou de graines ou à la production de substances désagréables ou agressives. Un exemple curieux est la relation complexe entre le maïs, un type de guêpe, et les chenilles de papillons nocturnes. Fondamentalement, le plant de maïs émet une série de substances volatiles lorsqu’il est attaqué par des chenilles. Ces volatiles alertent la guêpe qui vient pondre ses œufs dans la chenille qui devient le garde-manger de sa progéniture.

Désormais, les chenilles ont appris à se défendre : non seulement elles sont capables de détecter les guêpes par leur odeur, mais elles adoptent des changements dans leur propre odeur en un peu plus d’une demi-heure, ce qui les rend moins attirantes pour les guêpes.

L’intensité de l’odeur de pipi de chat

Les animaux utilisent également des molécules pour communiquer. Le chat a un autre mercaptan puissant comme espèce odorante : le 3-mercapto-3-méthyl-butanol. Et, comme le buis, il le produit sous la forme d’un précurseur lié à une cystéine. Ce précurseur est excrété par l’urine, et c’est le rôle des bactéries présentes dans l’environnement de casser la molécule et de libérer l’arôme. Cette stratégie garantit à l’animal que son parfum dure plusieurs semaines, jusqu’à épuisement du précurseur.

Les humains ont également un autre mercaptan comme espèce odorante : le 3-mercapto-3-méthyl-hexanol. Nous le sécrétons dans notre sueur sous forme de précurseur inodore. Ce sont les bactéries qui se logent dans nos aisselles qui le cassent, libérant l’arôme.

Soit dit en passant, ces puissantes molécules qui agissent comme une odeur d’espèce ne sont rien de plus qu’une partie de l’odeur personnelle de chaque individu, qui est composée d’une certaine combinaison d’acides gras dans des proportions spécifiques, ce qui donne à chaque personne une odeur caractéristique, son propre nom écrit dans le langage de la chimie.