Physarum polycephalum, cet organisme primitif sans cerveau mais capable d'apprendre

ETUDE Pour les scientiques, cet amibe dénué de neurones devenu bon élève prouve que «l’apprentissage ne nécessite pas forcément de système nerveux»...

20 Minutes avec agences

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Il n'a pas le moindre neurone, mais il est capable d'apprendre :  Physarum polycephalum, un champignon constitué d'une unique cellule, a montré qu'il savait tirer des leçons de ses expériences.

Il n'a pas le moindre neurone, mais il est capable d'apprendre : Physarum polycephalum, un champignon constitué d'une unique cellule, a montré qu'il savait tirer des leçons de ses expériences. — AFP

« C’est la première fois que l’on prouve qu’un organisme unicellulaire est capable d’apprentissage », s’est réjoui, cette semaine, Romain Boisseau, chercheur en biologie et coauteur d’une étude publiée dans Proceedings of the Royal Society B.

Romain Boisseau et une équipe du CNRS (Centre national de la recherche scientifique) de l’université Toulouse III Paul-Sabatier ont, en effet, découvert que le Physarum polycephalum, un organisme vivant étonnant constitué d’une unique cellule, savait tirer des leçons de ses expériences pour se nourrir sans risque.

Glouton, primitif, lent et jaune

Autrement dit, l’amibe qui n’a pas le moindre neurone, ni donc de cerveau, est pourtant doté d’intelligence. « Cela prouve que l’apprentissage ne nécessite pas forcément de système nerveux », précise Audrey Dussutour, chercheuse au CNRS.

Physarum polycephalum ne paie effectivement pas de mine. Vivant dans les sous-bois des régions tempérées, il ressemble à un champignon jaune gluant. Lointain cousin des plantes, des champignons et des animaux, il serait apparu sur Terre environ 500 millions d’années avant l’Homme.

Formé d’une seule cellule, il compte des milliers, voire des millions de noyaux et peut recouvrir des surfaces de plusieurs mètres carrés grâce à ses extensions, également appelées « pseudopodes ». Physarum polycephalum est aussi capable de se déplacer à la vitesse de 5 centimètres par heure (comme on peut le voir dans le timelapse ci-dessus) pour trouver de la nourriture, soit des bactéries, des champignons ou de l’avoine.

L'heure du choix

Et c’est là que démarre l’expérience. Pendant neuf jours, les scientifiques ont confronté différents groupes de Physarum à des substances amères mais inoffensives qu’ils devaient traverser afin d’atteindre une source de nourriture, les fameux flocons d’avoine.

Un groupe a ainsi été confronté à un « pont » imprégné de quinine, un autre à un pont de caféine tandis qu’un groupe témoin devait passer sur un pont sans substance particulière. Au tout début, les Physarum se sont montrés réticents à passer sur les ponts de quinine et de caféine. Méfiants, ils ont avancé une fine extension pour limiter le contact avec la substance perçue au départ comme nocive. Ils ont mis plusieurs heures à rejoindre leur nourriture.

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Un phénomène que les scientifiques appellent « l’habituation »

Au fil des jours, ces informes, surnommés « le blob » par les chercheurs [en référence au film The Blob dans lequel une masse venue d’ailleurs dévorait les humains] ont appris que ces substances étaient inoffensives à cette concentration et les ont traversées de plus en plus rapidement, se comportant au bout de six jours de la même façon que le groupe témoin. Un phénomène que les scientifiques appellent « l’habituation ».

« Il s’agit d’un processus d’apprentissage simple qui consiste à s’habituer à un stimulus quand on le rencontre fréquemment », vulgarise Audrey Dussutour. Exemple : si on vous souffle dans l’œil, vous allez fermer les yeux. Mais si on vous le fait plusieurs fois de suite, vous arrêterez de les fermer car vous aurez compris que c’est sans danger.

Démontrer que les bactéries sont intelligentes

Reste que toute « habituation » est suivie par un oubli si on retire le stimulus suffisamment longtemps. Ainsi, au bout de deux jours sans contact avec la substance amère, les Physarum retrouvaient leur comportement initial de méfiance.

Cette forme d’apprentissage, qui existe chez tous les animaux, n’avait encore jamais été repérée chez un organisme unicellulaire. Bilan : les scientifiques vont prolonger leurs recherches sur la capacité d’apprentissage d’organismes extrêmement simples et à démontrer de manière claire que « l’habituation » existe chez les bactéries.