Un simple organisme unicellulaire est capable de prendre des décisions… et de changer d’avis

« Autrefois, la vie unicellulaire pouvait revendiquer sa domination sur la Terre », introduit un article de Harvard publié le 5 décembre 2019. Il y a des milliards d’années, les organismes unicellulaires étaient les seuls à prospérer. Puis, il y a environ 600 millions d’années, ils sont progressivement devenus multicellulaires. Aujourd’hui, en comparaison avec les formes de vie complexes qui ont émergé, les organismes unicellulaires nous paraissent bien primitifs. L’étude présentée par Harvard et publiée dans Current Biology bouscule quelque peu cette idée.

Le débat court depuis plus d’un siècle au sujet de Stentor roeseli. La question est de savoir si cet organisme unicellulaire de type eucaryote est capable d’idiosyncrasie, c’est-à-dire de faire ses propres choix individuels. En 1906, le biologiste Herbert Spencer Jennings affirme que c’est le cas. Après avoir stimulé Stentor roeseli en le plongeant dans un environnement irritant (du carmin, un colorant alimentaire), il a observé différentes phases dans son comportement :

• L’organisme plie d’abord son corps pour contourner la poudre,
• Si ce n’est pas suffisant, il expulse les particules de colorant de sa bouche,
• Si cette deuxième technique ne marche pas, il se contracte pour se protéger dans sa coquille,
• Et si rien de tout cela n’aboutit, il va alors renoncer et se détacher pour aller ailleurs.

Image au vidéo-microscope du Stentor roeselii.

Source : Harvard / James Weiss (Jam's Germs), Bill Porter

Ces observations sont loin d’être anodines. Un organisme unicellulaire comme Stentor roeseli n’a pas de système nerveux, il y a donc de quoi être surpris qu’il soit malgré tout capable de réagir de manière aussi sensible à son environnement. Ces phases de comportement relèvent, en plus, d’une hiérarchie dans la prise de décision, d’un ordre de préférence concernant les réactions choisies. L’expérience avait été contredite en 1967 : une équipe de chercheurs déclarait avoir tout reproduit dans les mêmes conditions, sans aboutir aux mêmes résultats.

Une vidéo atteste de la découverte

Les scientifiques à l’origine de la troisième expérimentation renversent à nouveau la situation. Leurs conclusions confirment ce qu’affirmait Jennings en 1906. « Nos résultats apportent une preuve forte que les observations originales de Jennings sur le comportement du Stentor étaient correctes, ce qui aide à résoudre cette confusion de longue date », affirment les chercheurs dans le communiqué.

Plutôt que du colorant, ils ont utilisé des petites billes de polystyrène pour provoquer de l’irritation chez le Stentor. Contrairement à l’expérience originelle, les chercheurs avaient aussi l’avantage de bénéficier de toutes les nouvelles technologies… dont la vidéo-microscopie. En étudiant les réactions de l’organisme au polystyrène, ils ont pu en faire une vidéo. Cette dernière permet de constater, avec un degré de certitude inégalé, que le Stentor réagit bel et bien à son environnement au travers d’une série d’étapes, dont l’ordre peut varier d’un individu à l’autre. Les résultats confirment donc la présence d’une hiérarchie dans la prise de décision chez cet organisme unicellulaire.

Les chercheurs expliquent que cette hiérarchie implique une capacité chez le Stentor à décider, mais aussi à « changer d’avis ». Une petite révolution dans notre perception de ce type d’organisme, comme le relève le biologiste Jeremy Gunawardena, co-auteur de l’étude et biologiste à Hardvard : « Nos découvertes montrent que les organismes unicellulaires peuvent être bien plus sophistiqués que ce qu’on pensait.»