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D'étranges expériences montrent que les vers plats peuvent conserver les comportements formés même après avoir été décapités. Photo par gailhampshire, utilisateur de Flickr
On sait depuis longtemps que de nombreuses espèces de vers ont la capacité remarquable de repousser le corps et même certains organes après les avoir coupées. Mais de nouvelles recherches effectuées par deux scientifiques de l'Université Tufts ont révélé que les planariens - de petites créatures, souvent appelées vers plats, qui peuvent vivre dans l'eau ou sur la terre - sont capables de régénérer quelque chose d'encore plus étonnant.
Les chercheurs, Tal Shomrat et Michael Levin, ont entraîné les vers plats à traverser une surface rugueuse pour accéder aux aliments, puis leur ont retiré la tête. Deux semaines plus tard, après la remontée des têtes, les vers ont retrouvé leur tendance à naviguer sur un terrain accidenté, comme l'ont récemment rapporté les chercheurs dans le Journal of Experimental Biology .
Au bout de deux semaines, la tête des vers a repoussé avec l'entraînement qu'ils avaient reçu avant la décapitation. Image via Journal of Experimental Biology / Shormat et Levin
L’intérêt pour les souvenirs des vers plats remonte aux années 1950, quand une série d’extrêmes expériences menées par le biologiste du Michigan, James McConnell, indiquait que les vers pouvaient acquérir la capacité de naviguer dans un labyrinthe en se nourrissant des restes broyés d’autres vers plats formés pour courir à travers le même labyrinthe. McConnell a émis l'hypothèse qu'un type de matériel génétique appelé «ARN de la mémoire» serait responsable de ce phénomène et pourrait être transféré entre les organismes.
Des recherches ultérieures sur l'ARN mémoire planarien ont exploité le fait que les vers pouvaient facilement régénérer les têtes après la décapitation. Dans certaines études, les têtes des vers ont été coupées puis régénérées alors qu'elles nageaient dans des solutions d'ARN; dans d'autres, comme le souligne le blog de Field of Science, des vers déjà formés à la navigation dans un labyrinthe ont été testés après avoir été décapités et leur tête remontée.
Malheureusement, les conclusions de McConnell ont été largement discréditées - des critiques ont évoqué des méthodes de recherche bâclées et certains ont même affirmé que les planariens n'avaient aucune capacité de mémoire à long terme - et la recherche dans ce domaine était en sommeil. Récemment, cependant, Shomrat et Levin ont mis au point des systèmes automatisés de formation et de test des vers, qui permettraient des mesures standardisées et rigoureuses de la manière dont les organismes ont acquis et conservé des souvenirs au fil du temps. Et bien que l’ARN de mémoire soit encore considéré comme un mythe, leurs recherches récentes ont confirmé que la mémoire de ces vers fonctionne de manière étonnamment étrange.
Le système automatisé des chercheurs a éliminé les biais inhérents aux observateurs humains en suivant les mouvements des vers à travers la plaque à l'aide de caméras et en codant leur localisation à l'aide d'un ordinateur. Image via Journal of Experimental Biology / Shormat et Levin
Le système informatisé des chercheurs traitait les vers, de l'espèce Dugesia japonica, en deux groupes de 72 chacun. Un groupe a été conditionné à vivre dans une boîte de Pétri à fond rugueux, et l'autre dans une boîte de Pétri à fond lisse pendant dix jours. Les deux plats étaient remplis d'une grande quantité de nourriture pour les vers (petits morceaux de foie de bœuf). Chaque groupe était donc conditionné à apprendre que sa surface particulière signifiait que «la nourriture est à proximité».
Ensuite, chaque groupe a été placé séparément dans une boîte de Pétri à fond rugueux avec des aliments situés uniquement dans un quadrant, accompagnés d'une DEL bleu vif. Les vers plats évitent généralement la lumière, alors passer du temps dans ce quadrant signifiait que leurs attentes en matière de nourriture à proximité l'emportaient sur leur aversion pour la lumière.
En raison de leur conditionnement, les vers qui vivaient dans des récipients bruts étaient beaucoup plus rapides à affluer dans le quadrant allumé. Les chercheurs ont fait savoir aux caméras vidéo du système automatisé combien de temps il fallait pour que les vers passent trois minutes d'affilée à la lumière, et ceux qui étaient élevés dans des conditions rugueuses mettaient en moyenne six minutes à dépasser ce nombre, contre environ sept minutes et demie. minutes pour l'autre groupe. Cette différence montrait que le premier groupe avait été conditionné à associer des surfaces rugueuses à de la nourriture et qu’il explorait plus facilement ces surfaces.
Par la suite, tous les vers ont été complètement décapités (chaque partie du cerveau a été retirée) et laissés seuls pour repousser leur tête au cours des deux semaines suivantes. Quand ils ont été remis dans la salle à la surface rugueuse, le groupe qui vivait auparavant dans des assiettes creuses - c'est-à-dire que leurs têtes précédentes vivaient dans des assiettes rugueuses - était toujours disposé à s'aventurer dans le quadrant allumé du plat rugueux. et y passer une longue période de temps plus d’une minute plus vite que l’autre groupe.
Aussi incroyable que cela puisse paraître, certains souvenirs persistants du conditionnement à la surface rugueuse semblent avoir perduré dans les corps de ces vers, même après que leur tête eut été tranchée. L'explication biologique de ceci n'est pas claire, comme le note le blog The Verge . Des recherches antérieures ont confirmé que le comportement des vers est contrôlé par leur cerveau, mais il est possible que certaines de leurs mémoires aient pu être stockées dans leur corps, ou que la formation donnée à leur tête initiale ait modifié d'une manière ou d'une autre d'autres parties de leur système nerveux, modifié la façon dont leur nouveau cerveau a grandi.
Il y a aussi une autre sorte d'explication. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que l'épigénétique - des modifications de la structure de l'ADN d'un organisme modifiant l'expression des gènes - pourrait jouer un rôle, codant peut-être la mémoire ("sols rugueux = nourriture") de façon permanente dans l'ADN des vers.
Dans ce cas, cette expérience étrange fournirait encore un autre résultat surprenant. Il n’existe peut-être pas un «ARN mémoire» en soi, mais en spéculant sur le rôle du matériel génétique dans la conservation de la mémoire de ces vers, McConnell a peut-être été sur la bonne voie.
