Blob, le myxomycète Physarum Polycephalum: Un organisme immortel et qui pense sans avoir de cerveau ?

Slime Mold - Physarum Polycephalum

Connaissez-vous le blob ? Il intrigue les scientifiques et les sites de vulgarisation en parle beaucoup… C’est l’un des êtres vivants les plus incroyables et énigmatiques de notre planète ! Le Physarum Polycephalum est arrivée sur Terre il y a plus de un milliard d’années et, à ce jour on n’a toujours du mal a le classer sur l’arbre du vivant.

la plupart des médias français et youtubeurs “scientifiques” le présente de façon simpliste:

” Le blob est une entité qui n’a pas de bouche, pas de bras, pas de jambes, pas de cerveau… mais il est capable de détecter la nourriture, de bouger et d’apprendre de chacune des décisions qu’il prend. Les scientifiques ne savent pas exactement de quoi il s’agit, car ce n’est ni une plante, ni un animal, ni un champignon, bien qu’il ait des comportements des trois et, comme si cela ne suffisait pas, si vous le coupez en deux, il regagne sa forme originale en un peu moins de 120 secondes. Et dans son monde, il n’y a ni mâles ni femelles, mais 720 sexes différents.”

Rencontre interespèce

Dans cette article nous verrons en détail ce qu’est un blob et pourquoi il intéresse tant les scientifiques.

Qu’est-ce qu’un blob ?

Le Blob est le nom médiatique du Physarum Polycephalum qui est un myxomycète. Son nom lui est donnée par le mycologue Lewis David von Schweinits en 1822. C’est un mélange de grec et de latin qui veut dire littéralement “petite vessie à plusieurs têtes”, en référence à son plasmode.

Le plus connu des blobs est le physarum polycephalum mais il en existe d’autres. Certains vivant dans le désert, d’autres sous la neige ou encore dans l’eau. Les blobs sont présent sur toute la planète : déserts, tropiques, forêts tempérées ou boréales, toundras arctiques. Il aime les milieux frais et humides à l’abri du soleil (les ultra-violets peuvent le tuer) tels que les tapis de feuilles mortes des forêts ou le bois mort.

arbre phylogenetique myxomyces blob physarum polycephalum
Arbre phylogénétique simplifiée des organismes vivants. À l’origine proposé par Carl Woese, il montre l’histoire évolutive des trois domaines du vivant: bactéries, archaea et eucaryotes. Le Physarum Polycephalum est une espèce de myxomycète faisant partie de la famille des Physaraceae et du règne des Amoebozoaires.

Le blob est en fait une unique cellule géante dotées de plusieurs noyaux qui se multiplie à perte de vue… Dans les laboratoires, il peut atteindre jusqu’à 10 mètre carrés d’envergure et dans la nature on en trouve des trois fois plus grands. L’absence de prédateurs en laboratoire le rend quasi-immortel.

Les myxomycètes sont des Eucaryotes unicellulaires caractérisés par la formation d’un plasmode. Les scientifiques les ont longtemps considérés comme des champignons (règne des Fungi) car ils produisent des spores et possèdent une membrane de cellulose autour de celles-ci. Pourquoi les myxomycètes ne sont pas des Fungi ? car ils ne possèdent pas de mycélium et ils ont un plasmode capable de se déplacer vers un substrat nutritif, ils ont également un mode de nutrition par ingestion (phagocytose).

Modèle de croissance du Physarum Polycephalum (blob) à partir d’un flocon d’avoine (au centre) vers les racines velues de la plante médicinale.Valeriana officinalis.

Le Physarum Polycephalum est dépourvu de membres, mais il bouge lentement… Le blob se déplace par reptation, un peu à la manière d’une limace. Par contraction et relaxation de couches membraneuses, il fait migrer son cytoplasme et parvient à progresser à la vitesse de 1 à 4 cm par heure.

Le blob sur la timeline du vivant

La Terre s’est formée il y a environ 4,54 GA (milliards d’années), l’apparition de la vie remonterait à 4,30 GA. Les procaryotes, des micro-organismes unicellulaires ne comportant pas de noyau, sont la première forme de vie apparue sur Terre (vers 3,8 GA) définie comme étant autosuffisante et pourvue de tous les processus biologiques vitaux.

Timeline evolution du vivant
Ligne du temps simplifiée de l’évolution du vivant mettant en avant le myxomycète (blob).

Vers -3,5 GA, la photosynthèse apparaît avec les premiers stromatolithes. Les eucaryotes apparaissent environs 2,2 milliards d’années avant nous, Ils seront la base des quatre grands règnes du monde du vivant: les animaux, les champignons, les plantes et les protozoaires.

L’explosion cambrienne c’est produit entre -541 et -530 millions d’années avec l’apparition “soudaine” (sur une échelle géologique) de la plupart des grands embranchements d’animaux pluricellulaires. Cette période initie une grande diversification des classes et des espèces (animales, végétales et bactériennes).

Le blob (les myxomycètes) apparaît 500 millions d’années plus tard, 1 milliard d’années avant les premiers primates et 750 millions d’années avant les dinosaures.

Cycle de vie du blob

La principale phase végétative de Physarum Polycephalum est le plasmode, celui-ci est constitué de réseaux de veines protoplasmiques et de nombreux noyaux. C’est durant cette étape qu’il cherche de la nourriture.Si les conditions de son environnement entraînent la déshydratation du plasmode, par exemple, lorsque le blob se nourrit ou se déplace, il se forme alors un sclérote assurant ainsi la protection du Physarum blob durant de longues périodes. Une fois les conditions environnementales favorables revenues, le plasmode réapparaît pour poursuivre sa quête de nourriture.

Cycle de vie du Blog
Cycle de vie du myxomycète physarum polycephalum. Tim Tim (VD fr), modifié par science-sceptique.fr (Creative Commons CC BY-SA 4.0)

Si les réserves alimentaires du blob sont épuisées, le plasmode entre dans sa phase de reproduction et des sporophytes se forment dans celui-ci. La méiose se produit au sein de ces structures et les spores se forment. Les sporocystes se forment à l’air libre pour permettre aux spores de se disperser. Dès que les conditions environnementales sont favorables à la croissance, les spores germent libérant des cellules flagellées ou amiboïde. Celles-ci fusionnent ensuite pour former un nouveau plasmode.

Les cellules du Physarum Polycephalum fusionnent que si elles sont de types sexuels différents. Le type sexuel du blob est déterminé par trois sites génétiques (matA, matB, matC avec respectivement 16, 15 et 3 allèles connus), ce qui fait 720 (sexes) combinaisons différentes.

Étude en laboratoire du blob

L’espèce de myxomycète la plus étudiée en laboratoire, et la plus médiatique, est le Physarum Polycephalum. Le blob est utilisé en Biologie pour faire de la recherche fondamentale sur la cellule et en éthologie pour la recherche sur les comportements des être-vivants primitifs.

En laboratoire, Le Physarum Polycephalum se nourrit de flocons d’avoine et de flans. Dépourvu de cerveau et d’estomac, il parvient à maintenir un apport optimal de nutriments essentiels à sa survie et à sa croissance. En se déplaçant, il laisse sur son passage un peu du mucus qu’il sécrète, lequel a sur lui un effet répulsif et l’empêche de passer, et donc chasser sa nourriture, deux fois au même endroit.

Résolution de labyrinthes et optimisation des réseaux

Il a été démontré que Physarum Polycephalum présente des caractéristiques similaires à celles observées chez les créatures unicellulaires et les insectes. Par exemple, une équipe de chercheurs japonais et hongrois a montré que le blob pouvait résoudre le problème du “chemin le plus court”. Lorsqu’il est cultivé dans un labyrinthe avec des flocons d’avoine à deux endroits, le blob se rétracte de partout dans le labyrinthe, à l’exception de l’itinéraire le plus court reliant les deux sources de nourriture.

Expériences du labyrinthe et des réseaux optimisés avec le blob (Physarum Polycephalum).

Une autre étude démontre que le Physarum Polycephalum peut résoudre des problèmes complexes mettant en jeu plus de sources de nourriture. Pour ce faire, les chercheurs déposent l’organisme sur une surface où sont dispersés des points de nourriture représentant les différentes villes de la région de Tokyo. Le boblc rée un réseau optimisé entre les sources de nourriture, en reliant de la manière la plus efficace les différentes stations.

Anticipation et habituation chez le Physarum Polycephalum

En générant de façon répétée des stimuli de chaud et de froid au blob et ce avec 60 minutes d’intervalle, le professeur Toshiyaki Nagakaki a découvert que le blob peut anticiper ces stimuli en y réagissant même quand ceux-ci étaient absents. Il a également démontré que ces résultats pouvaient être obtenus en appliquant les stimuli avec un intervalle de 30 ou 90 minutes.

Afin d’étudier l’habituation chez le Physarum Polycephalum, Audrey Dussutour et David Vogel ont utilisé le sel qui est inoffensif mais que le blob déteste. Dans cette expérience, le blob est forcé à traverser un pont contenant du sel, pour atteindre de la nourriture. Une fois que le blob a rejoint sa nourriture, l’équipe recommence l’expérience. La première fois que le blob traverse le pont, il y va clairement à reculons et met plus de 10 heures à franchir le pont. Lors des traversées suivantes, le blob met de moins en moins de temps, jusqu’à effectuer le trajet en moins de 2 heures. Une fois le blob habitué au sel, Les chercheurs vérifient que cette habituation est spécifique au sel. Ils contraignent donc le blob à traverser un pont contenant de la caféine, une autre substance que cet organisme ne supporte pas, il met une éternité à franchir le pont. Le Physarum Polycephalum n’était donc pas habitué à toutes substances désagréables. Après un temps de repos, l’équipe teste le blob avec du sel à nouveau. Il se comporte alors comme lors de la première traversée. L’habituation n’est donc pas éternelle.

habituation chez le blob - Physarum Polycephalum
Expérience de l’habituation de Physarum Polycephalum. Réalisé à partir de la photo de l’expérience dans l’article d’Audrey Dussutour dans la revue scientifique Proceedings of the Royal Society b. Image: Tim Tim (VD fr), modifié par science-sceptique.fr (Creative Commons CC BY-SA)

Conférence sur le blob

Audrey Dussutour, spécialiste des fourmis et des organismes unicellulaires, a également étudié le blob et ses différentes techniques d’exploration pour se nourrir et leur façon de “réfléchir”. La scientifique a surtout étudié les variétés américaine, Australienne et Japonaise des Physarum Polycephalum.

Le blob est un organisme encore inconnu qui nous apprend beaucoup de choses, il faut encourager la recherche sur des modèles peu étudiés, car c’est eux qui nous mèneront à de grandes découvertes !

Audrey Dussutour

Pour approfondir le sujet sur le blob, je vous invite à regarder la conférence de vulgarisation d’Audrey Dussutour où elle présente ses travaux.

Audrey Dussutour présente de façon captivante cette espèce non identifiée, ni plante, ni animal, qui promet des avancées scientifiques majeures. Les Mardis de l’Espace des sciences avec Audrey Dussutour.

Crédit photo de couverture : Physarum Polycephalum by Wendell Smith (Creative Commons – CC-BY)

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