Les secrets du seul animal qui peut vivre dans l’espace

Les secrets du seul animal qui peut vivre dans l’espace

Les tardigrades sont l’une des créatures les plus fascinantes de la Terre et de la Lune. En 2019, le vaisseau spatial israélien Beresheet s’est écrasé sur la lune, déversant des milliers de tardigrades déshydratés que les scientifiques ont chargés sur l’atterrisseur (ainsi que des échantillons d’ADN humain).

Les tardigrades étaient sous forme de “tun”, un état de dormance où ils se recroquevillent en boule, expulsent la majeure partie de l’eau de leur corps et réduisent leur métabolisme via la cryptobiose jusqu’à ce qu’ils entrent dans un environnement mieux adapté à la vie. Ils peuvent exister ainsi pendant des décennies. Ils sont également assez robustes et peuvent supporter même les environnements les plus difficiles, y compris les températures inférieures à zéro et, vous savez, les atterrissages en catastrophe lunaires.

Nous avons discuté avec des chercheurs de premier plan pour découvrir ce qui rend ces petits « ours d’eau » si étonnants. Voici nos six faits préférés sur les tardigrades, selon les dernières recherches.

1) Les tardigrades sont partout.

Les tardigrades sont une classe d’animaux microscopiques avec huit membres et un comportement étrange, semblable à celui d’un extraterrestre. William Miller, l’un des principaux chercheurs sur le tardigrade à l’Université Baker, dit qu’ils sont remarquablement abondants. Des centaines d’espèces « se trouvent sur les sept continents, partout, de la plus haute montagne à la mer la plus basse », dit-il. “De nombreuses espèces de tardigrades vivent dans l’eau, mais sur terre, vous les trouvez presque partout où il y a de la mousse ou du lichen.”

En 2007, les scientifiques ont découvert que ces créatures microscopiques peuvent survivre à un séjour prolongé dans le vide froid et irradié de l’espace. Une équipe européenne de chercheurs a envoyé un groupe de tardigrades vivants en orbite autour de la terre à l’extérieur d’une fusée FOTON-M3 pendant 10 jours. Lorsque les oursons d’eau sont revenus sur Terre, les scientifiques ont découvert que 68% avaient survécu à l’épreuve.

Bien que les tardigrades soient uniques dans leur capacité à survivre dans l’espace, Miller insiste sur le fait qu’il n’y a aucune raison de croire qu’ils ont évolué pour cette raison ou – comme l’a laissé entendre un documentaire trompeur de VICE – qu’ils sont d’origine extraterrestre. Au contraire, la capacité de survie dans l’espace du tardigrade est le résultat d’une réponse étrange qu’ils ont développée pour surmonter un problème terrestre potentiellement mortel : une pénurie d’eau.

Les tardigrades terrestres peuvent être trouvés dans certains des endroits les plus secs de la Terre. “J’ai collecté des tardigrades vivants sous un rocher dans le désert du Sinaï, dans une partie du désert qui n’avait enregistré aucun record de pluie au cours des 25 dernières années”, a déclaré Miller. Pourtant, ce sont des créatures techniquement aquatiques et nécessitent une fine couche d’eau pour faire à peu près n’importe quoi, y compris manger, avoir des relations sexuelles ou se déplacer. Sans eau, ils sont à peu près aussi vivants qu’un dauphin échoué.

Mais les tardigrades terrestres ont développé une solution étrange pour survivre à la sécheresse : lorsque leur environnement s’assèche, ils le font aussi. Les tardigrades entreront dans un état appelé dessiccation, dans lequel ils se ratatinent, perdant tout sauf environ trois pour cent de l’eau de leur corps et ralentissant leur métabolisme jusqu’à un étonnant 0,01 pour cent de sa vitesse normale. Dans cet état, le tardigrade persiste, sans rien faire, jusqu’à ce qu’il soit à nouveau inondé d’eau. Lorsque cela se produit, la créature revient à la vie comme une éponge réhumidifiée et continue comme si de rien n’était.

Ce qui est encore plus étonnant, c’est que les tardigrades peuvent survivre dans cet état étrange pendant plus d’une décennie. Selon Miller, quelques chercheurs pensent que certaines espèces de tardigrades pourraient même survivre à la dessiccation jusqu’à un siècle. Pourtant, la durée de vie moyenne d’un tardigrade (hydraté en continu) est rarement supérieure à quelques mois.

“Cela semble assez étrange”, dit Miller, “que même si ces tardigrades ne vivent que quelques semaines ou quelques mois, cette vie peut s’étendre sur de nombreuses années.”

2) Les tardigrades ne peuvent probablement pas voir en couleur.

De nouvelles recherches de la revue Genome Biology and Evolution rapportent que les petites créatures résistantes n’ont pas les mêmes opsines (protéines photoréceptrices et photosensibles) que les animaux qui utilisent leurs yeux pour voir la couleur. L’une des espèces tardigrades (Ramazzottius variornatus) qui a été analysée dans cette étude n’avait pas du tout d’yeux mais avait des opsines actives. Une autre espèce (Hypsibius exemplaris) avait des yeux, mais leurs opsines ne répondaient pas aux stimuli lumineux, une caractéristique nécessaire à la vision des couleurs. Il est techniquement encore possible que les tardigrades puissent voir de la couleur, mais il est plus probable qu’ils voient les choses en noir et blanc. Leurs yeux sont très simples, après tout. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer comment fonctionne leur vision.

3) Les tardigrades peuvent survivre aux atmosphères les plus dures.

Dans son état desséché, le tardigrade est ridiculement, presque absurdement résistant. Des tests en laboratoire ont montré que les tardigrades peuvent supporter à la fois un vide absolu et des pressions intenses plus de cinq fois plus pénibles que celles des océans les plus profonds. Même des températures allant jusqu’à 300 degrés Fahrenheit et aussi basses que -458 degrés Fahrenheit (juste au-dessus du zéro absolu) n’énonceront pas le sort de la créature.

Mais la source exacte de sa résilience est un mystère, explique Emma Perry, chercheuse de premier plan sur le tardigrade à Unity College dans le Maine. “En général, nous en savons très peu sur le fonctionnement de cette espèce, surtout lorsque nous parlons du niveau moléculaire.”

Il y a des indices. Les scientifiques ont appris que lorsque le tardigrade entre dans son état desséché, “il remplace une partie de son contenu cellulaire par une molécule de sucre appelée tréhalose”, explique Perry.

Les chercheurs pensent que cette molécule de tréhalose remplace non seulement l’eau, mais peut également, dans certains cas, contraindre physiquement les molécules d’eau restantes de la créature, les empêchant de se dilater rapidement lorsqu’elles sont confrontées à des températures chaudes et froides. Ceci est important, car l’expansion des molécules d’eau (comme ce qui se passe lorsque vous avez des gelures) peut signifier la mort cellulaire instantanée pour la plupart des animaux.

4) Même le rayonnement spatial ne fait pas le poids face aux tardigrades.

L’espace est mortel, et pas seulement à cause du vide. En dehors de notre atmosphère protectrice, il y a des radiations mortelles causées par des supernovae lointaines, notre soleil et d’autres sources. Le rayonnement spatial se présente sous la forme de particules chargées nocives qui peuvent s’incruster dans le corps des animaux, déchirant les molécules et endommageant l’ADN plus rapidement qu’il ne peut être réparé.

Mais ici aussi, le tardigrade semble étrangement préparé à la vie dans l’espace. Selon Peter Guida, chef du laboratoire de rayonnement spatial de la NASA, l’un des plus grands problèmes de rayonnement pour les astronautes (et les tardigrades spatiaux) est un ensemble de molécules appelées espèces réactives de l’oxygène. Les rayonnements ionisants pénètrent dans le corps et pénètrent dans les molécules capricieuses qui contiennent de l’oxygène. En termes simples, ces molécules nouvellement irradiées se promènent ensuite dans le corps, causant toutes sortes de dommages.

Les tardigrades, dans leur état desséché, produisent une quantité anormale d’antioxydants (oui, ceux-ci existent réellement en dehors du monde des aliments sains), qui neutralisent efficacement ces espèces d’oxygène réactives et errantes. En partie à cause de ce talent, il a été découvert que les tardigrades résistent à des doses de rayonnement plus élevées avec beaucoup plus de succès que les chercheurs ne le croiraient autrement.

La raison pour laquelle les tardigrades auraient évolué pour survivre à des doses de rayonnement élevées est également un mystère. Cependant, Miller cite une théorie de premier plan : peut-être que les tardigrades ont évolué pour être balayés par le vent et survivre dans l’atmosphère terrestre, ce qui expliquerait non seulement leur résistance, mais aussi pourquoi on les trouve partout dans le monde.

5) Pourtant, les tardigrades ont une faiblesse apparemment simple.

Il pourrait y avoir une chose que les tardigrades ne sont pas si bien équipés pour gérer : des températures élevées sur une période de temps prolongée, selon une étude publiée dans Scientific Reports en janvier 2020. L’étude a révélé que ce talon d’Achille basé sur la température s’étend également au moment où les tardigrades sont dans leur état protecteur.

Les chercheurs ont étudié Ramazzottius varieornatus, une espèce de tardigrade, à l’état de tun et ont noté que près de 50 pour cent des tardigrades exposés à 181 degrés Fahrenheit au cours d’une heure ont péri. Les tardigrades actifs, c’est-à-dire ceux qui ne sont pas en état de tun, s’en tirent encore moins bien.

Ces expériences de température montrent qu’avec le temps, la plupart des tardigrades peuvent s’adapter aux fluctuations de température intenses :

“Les tardigrades peuvent survivre à des pressions comparables à celles créées lorsque des astéroïdes frappent la Terre, donc un petit crash comme celui-ci n’est rien pour eux”, a déclaré Lukasz Kaczmarek, un expert des tardigrades, au Guardian.

Alors qu’est-ce que cela signifie pour nous? Si les humains pouvaient reproduire la cryptobiose comme le font les tardigrades, nous vivrions bien plus longtemps que l’espérance de vie moyenne. Selon Kaczmarek, lorsqu’un tardigrade passe à l’état tun, il ne vieillit pas. Il devient dormant à l’âge d’un mois et peut se réveiller des années plus tard et avoir toujours biologiquement le même âge.

“Il se peut que nous puissions l’utiliser à l’avenir si nous prévoyons des missions sur différentes planètes, car nous devrons être jeunes lorsque nous y arriverons”, a déclaré Kaczmarek.

6) Certains tardigrades pondent des œufs dopés.

Les créatures toujours mystérieuses ressemblant à des extraterrestres ont présenté aux scientifiques un autre dilemme : quel est le problème avec une espèce tardigrade nouvellement découverte qui peut pondre des œufs à pointes ?

Dans un article de juin 2020 publié dans Scientific Reports, les scientifiques révèlent que Dactylobiotus ovimutans, la nouvelle espèce, présentait une “gamme de morphologies de coquilles d’œufs” malgré le fait que “la population a été cultivée dans des conditions de laboratoire contrôlées”.

Les chercheurs pensent qu’un “facteur épigénétique” pourrait être à l’origine de la gamme de formes et de caractéristiques observées sur les œufs de D. ovimutans. Mais le mystère demeure : pourquoi D. ovimutans s’est-il tourné vers l’épigénétique (l’activation/désactivation de gènes qui n’a aucun effet sur la séquence d’ADN d’un organisme) lorsqu’il s’agit de leur progéniture ?

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