Le « Blob », Physarum polycephalum, capable d’apprendre…

Physarum polycephalum… Sans neurones le « blob » est capable d’apprendre …

Pour la première fois, des chercheurs de l’université de Toulouse  viennent de démontrer que cet organisme,Physarum polycephalum, dépourvu de système nerveux est capable d’apprentissage. Cette forme d’apprentissage s’appelle  l’habituation.

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Le blob ?

C’est le surnom donné par les scientifiques à Physarum polycephalum ( en référence aux films américains de 1958 et 1988 mettant en scène une masse informe ingérant tous les habitants d’une ville )

Physarum polycephalum est un organisme formé d’une seule cellule, il vit dans les sous-bois.

Cette cellule unique, contenant des milliers de noyaux, peut recouvrir des surfaces de l’ordre du mètre carré et se déplacer dans son environnement à des vitesses pouvant atteindre cinq centimètres par heure.

Cette cellule géante  fait preuve d’étonnantes aptitudes, telles résoudre un labyrinthe, éviter des pièges ou optimiser sa nutrition. Voir ici

En 2013, Audrey Dussoutour, du CNRS de Toulouse, avait expliqué son travail lors de la conférence TedXToulouse

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Une expérience de neuf jours pour en savoir davantage sur « le blob »

© Audrey Dussutour (CNRS) Le protiste Physarum polycephalum (diamètre : environ 10 centimètres), composé d'une unique cellule, cultivé en laboratoire sur un gel d'agar.

© Audrey Dussutour (CNRS)
Le protiste Physarum polycephalum (diamètre : environ 10 centimètres), composé d’une unique cellule, cultivé en laboratoire sur un gel d’agar.

 Le protocole

Les scientifiques ont  confronté différents groupes de ce protiste à des substances amères mais inoffensives, qu’ils devaient traverser afin d’atteindre une source de nourriture

  •  Un groupe était confronté à un « pont » imprégné de quinine
  • un autre à un pont de caféine
  • un groupe témoin devait simplement passer sur un pont non imprégné.

 

© Audrey Dussutour (CNRS) Cette illustration montre comment l'organisme unicellulaire Physarum polycephalum apprend par habituation à ignorer la présence de quinine (substance amère) lors de son trajet vers la nourriture. Les chercheurs ont mesuré la largeur du pseudopode (excroissance de la cellule) utilisé pour rejoindre la nourriture. Un pseudopode étroit est synonyme d'un comportement de répulsion, un pseudopode large représente quant à lui un comportement normal.

© Audrey Dussutour (CNRS)
Cette illustration montre comment l’organisme unicellulaire Physarum polycephalum apprend par habituation à ignorer la présence de quinine (substance amère) lors de son trajet vers la nourriture.
Les chercheurs ont mesuré la largeur du pseudopode (excroissance de la cellule) utilisé pour rejoindre la nourriture. Un pseudopode étroit est synonyme d’un comportement de répulsion, un pseudopode large représente quant à lui un comportement normal.

© Audrey Dussutour (CNRS) Cette illustration montre comment l'organisme unicellulaire Physarum polycephalum apprend par habituation à ignorer la présence de quinine (substance amère) lors de son trajet vers la nourriture. Les chercheurs ont mesuré la largeur du pseudopode (excroissance de la cellule) utilisé pour rejoindre la nourriture. Un pseudopode étroit est synonyme d'un comportement de répulsion, un pseudopode large représente quant à lui un comportement normal.

© Audrey Dussutour (CNRS)
Cette illustration montre comment l’organisme unicellulaire Physarum polycephalum apprend par habituation à ignorer la présence de quinine (substance amère) lors de son trajet vers la nourriture.
Les chercheurs ont mesuré la largeur du pseudopode (excroissance de la cellule) utilisé pour rejoindre la nourriture. Un pseudopode étroit est synonyme d’un comportement de répulsion, un pseudopode large représente quant à lui un comportement normal.

 Les résultats

Au tout début réticents à franchir les substances amères, les protistes ont appris au fur et à mesure des jours qu’elles étaient inoffensives et les ont traversées de plus en plus rapidement, se comportant au bout de six jours de la même façon que le groupe témoin.

Conclusion

La cellule a donc appris à ne plus craindre une substance inoffensive après y avoir été confrontée à plusieurs reprises, les scientifiques nomment ce phénomène l’habituation

« Au bout de deux jours sans contact avec la substance amère, le protiste retrouve son comportement initial de méfiance.Par ailleurs, un protiste habitué à la caféine manifeste un comportement de défiance vis-à-vis de la quinine, et inversement. L’habituation est donc bien spécifique à une substance donnée.Cette forme d’apprentissage existe chez tous les animaux, mais n’avait encore jamais été trouvée chez un organisme dépourvu de système nerveux. Cette découverte chez un protiste, lointain cousin des plantes, champignons et animaux, apparu sur Terre environ 500 millions d’années avant l’homme, permet de mieux comprendre les origines de l’apprentissage, qui précède de loin celles des systèmes nerveux. Elle ouvre également la possibilité de rechercher des types d’apprentissage chez d’autres organismes très simples comme les virus ou les bactéries. « CNRS

Source partielle de l’article  CNRS

Habituation in non-neural organisms: Evidence from slime moulds, Romain P. Boisseau, David Vogel & Audrey Dussutour. Proceedings of the Royal Society B, 27 avril 2016. DOI : 10.1098/rspb.2016.0446 Consulter le site web