Des scientifiques ont découvert un moyen de lire dans l’esprit des méduses, et c’est phénoménal
Bien que les méduses n’aient pas de cerveau, les scientifiques ont trouvé un moyen de lire dans leurs pensées – d’une certaine manière.
Clytia hemisphaerica fluorescent. (Brandon Weissbourd)
Grâce à un astucieux bricolage génétique, nous pouvons désormais observer comment les neurones d’une minuscule espèce de méduse transparente collaborent pour effectuer des mouvements autonomes complexes, comme attraper et manger des proies.
Clytia hemisphaerica est le modèle parfait à étudier pour ce type de comportement. Cette espèce spécifique de méduse étant minuscule (environ un centimètre de diamètre), l’ensemble de son système nerveux peut facilement être observé au microscope.
Son génome est également assez simple et son corps transparent ne contient qu’environ 10 000 neurones, ce qui facilite le suivi des messages neuronaux.
Lorsque les chercheurs ont modifié génétiquement les méduses C. hemisphaerica pour que leurs neurones s’illuminent lorsqu’ils sont activés, ils ont constaté un “degré inattendu d’organisation neuronale structurée”.
Le système nerveux des méduses s’est développé il y a plus de 500 millions d’années et a très peu changé depuis. Comparés aux cerveaux des animaux actuels, les neurones de ces “fossiles vivants” sont organisés de manière beaucoup plus simple.
Il n’existe pas de système centralisé coordonnant tous les mouvements de la créature, alors comment fait-elle pour accomplir quoi que ce soit ?
La nouvelle étude suggère que les neurones de C. hemisphaerica sont disposés en un réseau en forme de parapluie, qui reflète fidèlement son corps. Ces neurones sont ensuite divisés en tranches, presque comme une tarte.
Chaque tentacule sur le bord de la cloche de la méduse est connecté à l’une de ces tranches. Ainsi, lorsque les bras de la méduse détectent et capturent une proie, comme une crevette saumâtre, les neurones de cette tranche sont activés selon une séquence spécifique.
Clytia hemisphaerica, vue du dessus avec les tentacules disposés uniformément autour de ses bords extérieurs. (Weissbourd/DeGiorgis)
Tout d’abord, les neurones du bord de la tranche de tarte envoient des messages aux neurones du milieu, où se trouve la bouche de la méduse.
Le bord de la tranche de tarte se tourne alors vers l’intérieur, vers la bouche, entraînant le tentacule avec lui. Pendant ce temps, la bouche, à son tour, “pointe” vers la nourriture qui arrive. La vidéo ci-dessous montre ce comportement en action.
Une méduse plie le côté droit de son corps pour amener une crevette saumonée à sa bouche. (Weissbourd)
Dans la minute qui suit la présentation d’une crevette saumure, les auteurs ont constaté que 96 % des méduses ont tenté ce “transfert de nourriture” et que 88 % ont réussi. Pratiquement toutes les crevettes saumonées ont finalement été mangées par les créatures utilisant ce comportement alimentaire.
Pour déterminer quels neurones déclenchent spécifiquement cet effet domino, les chercheurs ont supprimé un type de neurones appelés neurones RFa+ sur le bord de la tranche de tarte. Lorsqu’ils ont fait cela, le pliage asymétrique vers l’intérieur de la cloche de la méduse ne s’est pas produit, et le transfert des crevettes des tentacules à la bouche ne s’est pas produit.
“Ainsi”, écrivent les auteurs, “les neurones RFa+ sont nécessaires pour le pliage des marges induit par la nourriture et par les produits chimiques. En revanche, la natation et le froissement n’ont pas été perturbés, ce qui suggère que d’autres types de cellules neuronales contrôlent ces comportements”.
Pour voir comment les neurones qui contrôlent la bouche communiquent avec les neurones qui contrôlent la cloche de la méduse et vice versa, les chercheurs ont commencé à enlever chirurgicalement certaines parties du corps.
Lorsque la bouche des méduses a été retirée de l’équation, les créatures ont continué à essayer de faire passer la nourriture de leurs tentacules à leur bouche inexistante.
Même lorsque les tentacules d’une méduse étaient retirés, des extraits chimiques de crevettes introduits dans un réservoir pouvaient encore déclencher la rotation de la bouche vers la source de nourriture.
Les résultats suggèrent que certains comportements des méduses sont coordonnés par différents groupes de neurones fonctionnellement organisés, situés autour de la circonférence de l’ombrelle.
Le réseau neuronal qui relie la cloche de la méduse à sa bouche, par exemple, pourrait également être connecté au système digestif.
Lorsque les méduses étudiées étaient privées de nourriture, les auteurs ont constaté qu’elles capturaient leurs proies plus rapidement que lorsqu’elles n’avaient pas aussi faim.
Cela indique une sorte de rétroaction neuronale, qui fait savoir à la méduse qu’elle a besoin de remplir son système digestif, ce qui met en alerte d’autres réseaux spécifiques d’alimentation.
“Si cette vision hiérarchique est correcte, les comportements coordonnés chez les organismes dépourvus d’un cerveau central peuvent avoir émergé par la duplication et la modification de modules autonomes plus petits pour former des super-modules en interaction fonctionnelle”, suggèrent les auteurs.
“La manière dont ces interactions sont réalisées reste à déterminer.”
L’étude a été publiée dans la revue Cell.
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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche
