Même un organisme unicellulaire se nourrit de manière "réfléchie"

Comment un organisme unicellulaire, l'une des formes de vie les plus simples sur Terre, parvient-il à satisfaire ses besoins nutritionnels ? C'est en étudiant les amibes sociales, un organisme élémentaire lointain parent des champignons et des plantes, qu'Audrey Dussutour chercheur CNRS au Centre de recherche sur la cognition animale (CNRS / Université de Toulouse 3) et ses collègues australiens ont, pour la première fois, mis en évidence les préférences nutritionnelles de tels systèmes. Bien que dépourvues d'organe centralisateur, les amibes sont capables de réguler leur nourriture. Confrontées à diverses situations nutritionnelles, elles s'adaptent de manière à toujours sélectionner un ratio optimal de nutriments. Ces résultats sont publiés dans la revue PNAS du 9 février 2010.

Chez la plupart des animaux, la nutrition implique des composants spécialisés dans la régulation des apports et des besoins nutritionnels (le cerveau par exemple pilote les besoins des cellules du corps pour une grande majorité des animaux). Cependant, certains organismes, comme les champignons, ne disposent ni de composant spécialisé, ni de centre coordinateur. Dans ces conditions, de quelle manière maintiennent-ils un apport optimal en nutriments essentiels à leur survie et à leur reproduction ?


Audrey Dussutour et ses collaborateurs de l'université de Sydney se sont intéressés à l'une des formes de vie les plus simples sur Terre: les organismes unicellulaires. Nombreux et variés, ces derniers composent une grande partie des êtres vivants. On y trouve les bactéries, des levures ou champignons, certaines algues et des animaux (ou protozoaires). Les chercheurs ont choisi d'étudier un certain type d'amibe qui est le protozoaire le plus connu: l'"amibe sociale" ou Physarum polycephalum. Cette cellule géante qui regroupe des milliers de noyaux vit naturellement dans les sous-bois.


Au cours d'une première expérience, les chercheurs ont proposé 35 sources de nourriture différentes aux amibes, chaque source se différenciant par un ratio et une concentration en nutriments particuliers. Leur résultat a été sans équivoque: les amibes se développent de façon optimale sur une nourriture composée de deux fois plus de protéines que de sucres. Elles ne survivent pas à un régime alimentaire trop sucré. De plus, elles s'étendent davantage sur des nourritures diluées de manière à accroître la surface de contact avec la nourriture et ainsi compenser la dilution en nutriments.


Les chercheurs ont ensuite soumis les amibes à divers choix alimentaires comportant chaque fois une source protéinée et une source sucrée, dont les proportions variaient (sans leur proposer toutefois leur régime "optimal"). Résultat, les amibes sont capables de recomposer le régime alimentaire idéal pour leur croissance à partir de ces deux sources. En effet, elles se déplacent jusqu'à recouvrir les sources de façon à absorber deux fois plus de protéine que de sucre. Leur apport en nutriments demeure ainsi constant et identique, et ce quel que soit le choix proposé. Au cours d'une dernière expérience, 11 nourritures différentes toujours caractérisées par des quantités variables en protéine et en sucre ont été présentées aux amibes. La grande majorité des amibes sont parvenues à sélectionner la nourriture contenant deux fois plus de protéines que de sucre.


Les amibes sociales sont donc capables de résoudre des défis nutritionnels complexes, chose plutôt surprenante pour un organisme très simple et démuni de système centralisateur. Reste pour les chercheurs à comprendre les mécanismes mis en jeu.