Des êtres… vivants ?

Thomas Pesquet, ingénieur français et spationaute de l’ESA (Agence spatiale européenne), orbite actuellement autour de la Terre à une altitude d’environ 400 km sur l’ISS (Station spatiale internationale). Le 23 avril, Pesquet et ses 7 coéquipiers ont décollé à bord de la capsule Crew Dragon pour une mission baptisée Alpha. L’astronaute français était accompagné de Robert Shane Kimbrough, Megam McArthur Akihiko Hoshide et 4 « blobs ». Pesquet, qui avait déjà conduit des expériences à bord de l’ISS sur des tardigrades, y retourne pour expérimenter cette fois sur des « blobs » en micropesanteur.

Le « slime » intelligent

Le « blob », ou physarum polycephalum, est un être vivant particulier. Il s’agit d’un protiste : ce n’est ni un animal, ni un champignon, ni un chromiste, ni une plante. Le fait que cette espèce soit un protiste n’est pas la raison de sa particularité. Le physarum polycephalum, même s’il n’a pas de cerveau, semble en effet avoir une intelligence primitive.

« slime mold » by Wendell Smith is licensed under CC BY 2.0

Des spécialistes à l’Université d’Hokkaido ont conduit une expérience à la fois fascinante et terrifiante. Les chercheurs ont placé des graines d’avoine sur un plat autour d’un « blob ». La moisissure visqueuse a commencé à apparaître comme une goutte au milieu et s’est ensuite étendue et a colonisé l’ensemble du plat en essayant de trouver toutes les graines. Les scientifiques ont ensuite attendu que l’espèce s’étale sur la totalité de la surface pour consommer toutes les ressources alimentaires. En quelques heures, le physarum a créé un motif remarquable.

Expérience sur le physarum polycephalum

Ces chercheurs n’ont pas placé les graines aléatoirement. Le « blob » au milieu est censé représenter Tokyo et les graines sont les grandes villes autour de Tokyo. On remarque ainsi que le blob a créé un réseau entre les différentes graines similaire au système de rail local de la mégalopole de Tokyo. Pour connecter chacune des graines, le physarum a produit un motif où certains des liens ont disparu et certains d’entre eux se sont renforcés.

Cette espèce sans cerveau et sans système nerveux est parvenue à trouver le moyen le plus efficace de connecter plusieurs emplacements. Les ingénieurs les plus qualifiés trouvent ce moyen en quelques années tandis que les physarums le font en quelques heures. Nous pourrions donc en théorie utiliser les « blobs » pour qu’ils détectent le moyen le plus efficace de relier des villes, pays, stations de métro…. à notre place.
Ce protiste peut résoudre toutes sortes de problèmes complexes sans aucun matériel et sans une intervention extérieure. Cette moisissure visqueuse peut aussi résoudre les labyrinthes. Pour cela, il explore d’abord chaque chemin et, quand il a trouvé la nourriture à chaque extrémité, il rétracte tous les chemins qui ne le relient pas à la nourriture. Résoudre un labyrinthe implique de se souvenir des chemins par lesquels vous êtes passés. Le physarum fait cela en laissant des traces chimiques pour marquer les impasses, afin qu’il puisse « se souvenir » des passages qu’il a déjà explorés. Lorsque les « blobs » sont mis en présence d’un labyrinthe contenant plusieurs solutions, ils trouvent le plus court chemin. Quelle que soit la forme, ils relieront presque toujours les sources de nourriture distribuées par le plus court chemin.

Une des hypothèses pour expliquer l’intelligence du physarum est que le « cerveau » de la moisissure visqueuse serait en fait constitué par la membrane de cette dernière. La membrane est une partie du physarum qui est à la fois en contact avec son environnement, pouvant ainsi obtenir des informations extérieures, et en contact avec la physiologie interne de l’organisme, donc pouvant interagir avec l’intérieur. C’est-à-dire que, même sans cerveau, le physarum peut réagir avec son environnement et diffuser les informations dans toute la cellule. Cet être vivant unicellulaire redéfinit (ou enrichit)  ainsi le concept de l’intelligence.

Le tardigrade, à peine visible mais robuste

« A running Tartigrade » by peter.v.b is licensed under CC BY 2.0

Les tardigrades sont des micro-animaux à huit pattes qui vivent dans l’eau, la mousse et les algues. Découverts pour la première fois en en 1773 par le biologue allemand Goezo et baptisés Tardigrada (= marcheurs lents) par Spallanzani en 1776, les tardigrades continuent de surprendre la communauté scientifique et les médias.

Ces « oursons d’eau » existent depuis 500 millions d’années et ont survécu aux 5 grandes extinctions de masse. En 2007, des spationautes ont réalisé des expériences sur les tardigrades en micropesanteur pour comprendre comment ces animaux de 0,5 mm sont presque indestructibles. Des tardigrades déshydratés ont été mis en orbite et exposés au vide et au rayonnement de l’espace pendant 10 jours. De retour sur Terre, plus des deux tiers d’entre eux ont été ravivés avec succès. Beaucoup sont morts relativement peu de temps après le retour. Ces créatures étrangement mignonnes peuvent donc résister à des conditions mortelles pour l’humain comme le vide de l’espace, les températures extrêmes ou encore les radiations. 

Les humains peuvent vivre 100 heures sans eau. Les tardigrades, eux, peuvent survivre des décennies sans eau. Pour survivre dans ces conditions extrêmes, ils libèrent toute l’eau de leur corps et se transforment en boule. Ce processus s’appelle la cryptobiose. Leurs organes sont protégés par un gel sucré appelé tréhalose. Ils passent alors à un état biologique dit « Tun ». Par exemple, ils peuvent résister à 1000 fois plus de radiation que l’être humain grâce à cet état. Cependant, les tardigrades ne sont pas immortels. La durée de vie des « oursons d’eau »  (sans entrer dans l’état « Tun ») n’est pas plus de 2-3 ans.  

Water Bears under the microscope 

Par accident, l’agence spatiale israélienne aurait colonisé la Lune avec des tardigrades. Son module lunaire Beresheet s’est écrasé à la surface de la Lune en avril 2019, alors qu’il devait devenir le premier engin privé à se poser sur notre satellite naturel. Des tardigrades à bord de ce module lunaire auraient pu survivre l’accident et habiter la Lune pour un moment. Il faut noter que les tardigrades n’habitent probablement plus la Lune actuellement.

Cet accident a conduit à des spéculations erronées sur le fait que les tardigrades seraient des êtres extraterrestres. Les preuves scientifiques placent en réalité leur origine fermement sur Terre où ils ont évolué au fil du temps. En fait, cette évolution terrestre a donné lieu à plus de 1100 espèces connues de tardigrades et il y en a probablement encore beaucoup d’autres à découvrir.
Voici un post de blog par une équipe de rechercheurs chez Stanford expliquant comment trouver et observer les tardigrades.

« Tardigrade (Water Bear) » by yourlocal-t-rex is marked with CC PDM 1.0

Les scientifiques tentent maintenant de savoir si les tardigrades utilisent l’état « Tun » pour survivre à d’autres stress. Si nous pouvons comprendre comment eux et d’autres créatures stabilisent leurs molécules biologiques sensibles, peut-être pourrions-nous appliquer ces connaissances pour nous aider à stabiliser les vaccins, ou pour développer des cultures qui peuvent faire face au changement climatique. En étudiant comment survivent les tardigrades à une exposition prolongée au vide de l’espace, les scientifiques peuvent également essayer de répondre à la question : la vie pourrait-elle survivre sur des planètes beaucoup moins hospitalières que la nôtre ?

Conclusion

Les tardigrades et les « blobs » ne sont pas seulement intéressants pour les biologistes qui les étudient. Des artistes comme Heather Barnett s’inspirent par exemple du physarum pour leurs projets artistiques. 

Heather Barnett (The Physarum Experiments – short compilation of studies)

Des films comme Ant-Man and the Wasp nous projettent également dans le monde (quasi) microscopique des tardigrades.

Ant-Man and the Wasp, Marvel Studios

Ces deux êtres vivants nous éblouissent probablement peut-être aussi pour leur contributions potentielles à la progression de la science et de l’humain.

Defne D. Aydın, 3B

Pour aller plus loin :

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