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Un microorganisme sans cerveau peut changer d'avis

biologie 08 décembre 2019

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En tant que créatures composées de millions de cellules, il nous est facile de mépriser les microorganismes unicellulaires, mais de nouvelles recherches menées à Harvard suggèrent que certains d’entre eux sont peut-être capables de prendre des décisions plus complexes que ce nous pensions. Des expériences ont montré qu’un microorganisme unicellulaire consulte une hiérarchie d’options et est capable de « changer d’avis ».

Un microorganisme sans cerveau peut prendre des décisions

Cette créature s’appelle le Stentor roeselii, un protozoaire unicellulaire d’eau douce qui a la forme d’une trompette. À une extrémité de son corps relativement grand se trouve une large ouverture en forme de bouche, avec de minuscules poils appelés cils qui l’entourent. Ces poils tourbillonnent d’un mouvement précis pour créer un tourbillon qui aspire des particules de nourriture dans sa bouche. À l’autre extrémité il y a un crampon, où il s’ancre à une surface solide.
Lors d’expériences sur cet organisme, l’équipe de Harvard a découvert qu’il pouvait choisir parmi une hiérarchie de comportements en réponse à des stimuli, et changer d’avis si une action ne l’aidait pas. Le stimulus était des microbilles de plastique.
Les chercheurs ont observé que S. roeselii réagissait à l’irritant de différentes manières. Au début, les créatures se penchaient vers ces objets. Si cela ne l’aidait pas, il commencerait à agiter ses cils dans la direction opposée, repoussant ces particules de sa bouche. Le S. roeselii peut aussi choisir de se rétracter dans son support et, en dernier recours, il se détache et s’éloigne à la nage.
La façon dont ces actions se sont intensifiées en réponse à une situation désagréable suggérait des comportements et des prises de décisions plus complexes que ceux normalement attribués aux microorganismes unicellulaires.
L’équipe n’a pas été la première à mener une telle expérience – elle s’est spécifiquement attelé à reproduire les résultats d’une étude antérieure datant de plus d’un siècle. Le zoologiste Herbert Spencer Jennings a décrit la même expérience avec des résultats similaires, en 1906 d’autres scientifiques n’ont pas été en mesure de reproduire ces résultats, et ils ont donc été largement discrédités.

Une étude qui révèle de nouvelles informations

Les chercheurs de cette nouvelle étude ont toutefois trouvé quelques résultats légèrement différents de ceux de Jennings. Jennings avait rapporté que ces comportements devaient toujours se produire dans le même ordre. Mais cette nouvelle étude a révélé que toutes ces créatures n’ont pas réagi de la même façon, ou dans le même ordre. Certains pouvaient se plier puis se contracter, tandis que d’autres pouvaient plier puis contracter leurs cils.
Mais lorsque l’équipe a effectué une analyse statistique des résultats, elle a trouvé un schéma intrigant. Bien que les comportements puissent varier, il y avait une hiérarchie sous-jacente. En réponse, la plupart du temps, les cils de S. roeselii se pliaient et ondulaient d’abord, et si l’irritation continuait, alors ils se contractaient, puis se détachaient et s’enfuyaient. Ils suivaient presque toujours cette règle et ne se détachaient jamais avant de contracter.
Ils font d’abord les choses simples, mais si vous continuez à les stimuler, ils « décident » d’essayer autre chose », dit Jeremy Gunawardena, auteur principal de cette étude. Mais il semble y avoir un mécanisme qui lui permet de « changer d’avis » lorsqu’il a l’impression que l’irritation a duré trop longtemps. Cette hiérarchie donne une idée vivante d’une forme de calcul décisionnel relativement complexe.

Cette créature semble posséder une certaine forme de « cognition »

Les chercheurs pensent que des microorganismes unicellulaires comme S. roeselii peuvent posséder une certaine forme de « cognition » cellulaire qui leur permet de traiter des informations complexes et de prendre des décisions.
La recherche a été publiée dans la revue Current Biology. La vidéo ci-dessous nous montre les explications de l’équipe.

Source : Harvard
Crédit photo : Capture d’écran (vidéo)