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Des petits vers qui prennent des décisions complexes

Le Pr Sreekanth Chalasani et ses collègues de l’Institut Salk en Californie ont été surpris de découvrir des capacités de prise de décision flexible chez un ver doté de si peu de neurones.

Même des organismes simples comme les vers peuvent choisir entre deux stratégies, en décidant laquelle leur convient le mieux dans une situation donnée, affirme le Pr Chalasani dans un communiqué publié par l’Institut.

Les scientifiques tentent depuis des décennies de comprendre le processus de prise de décision chez les animaux en étudiant leur cerveau et les connexions entre les différents types de cellules, dont les neurones.

Dans leurs travaux publiés dans la revue Current Biology (Nouvelle fenêtre) (en anglais) et consacrés au ver Pristionchus pacificus (P. pacificus), les scientifiques de l’institut californien ont abordé la question différemment en analysant plutôt le comportement d'un animal, un ver prédateur.

Repère

  • Les neurones sont les cellules nerveuses spécialisées qui assurent la transmission des signaux bioélectriques appelés influx nerveux.
  • Le cerveau d’un mammifère contient entre 100 millions et 100 milliards de neurones, selon l’espèce.
  • Un humain en possède environ 86 milliards.

Dans la tête du P. pacificus

Le principal outil d’attaque ou de défense du ver prédateur P. pacificus est sa morsure. Il y a recours pour chasser des proies ou protéger ses sources de nourriture.

Si P. pacificus préfère manger des bactéries, il lui arrive aussi d’utiliser ses dents pour s’attaquer et manger une autre proie, le ver Caenorhabditis elegans (C. elegans).

Dans son expérience, l’équipe de l’Institut Salk a voulu déterminer l’intention du ver au moment de mordre. Elle a donc créé en laboratoire un environnement regroupant les deux espèces de vers, P. pacificus et C. elegans, et une source de nourriture bactérienne.

L’équipe a ainsi découvert que P. pacificus choisit toujours entre deux stratégies pour mordre C. elegans :

  • la stratégie prédatrice, dans laquelle le but de la morsure est de tuer pour manger.
  • la stratégie territoriale, dans laquelle le but de la morsure est de l’éloigner d’une source de nourriture.

L’expérience a également permis d’établir que P. pacificus choisit habituellement la stratégie prédatrice contre les larves de C. elegans, qui sont faciles à tuer, et la stratégie territoriale contre les C. elegans adultes, qui sont difficiles à tuer, mais qui demeurent une compétition pour la nourriture.

Les chercheurs pensent que P. pacificus est ainsi capable de peser les coûts et les avantages d'une action. Ce type de comportement est considéré comme habituel chez les vertébrés, mais inattendu chez un ver.

Les scientifiques ont toujours pensé que les vers sont simples. Lorsque P. pacificus mord, nous pensions que c'était toujours dans un but de prédation, affirme Kathleen Quach, première auteure des travaux.

« En réalité, P. pacificus est polyvalent. Il peut mordre C. elegans pour atteindre différents objectifs à long terme. J'ai été surprise de constater que P. pacificus pouvait transformer ce qui semblait être un échec de prédation en une territorialité réussie et orientée vers un objectif. »

— Une citation de  Kathleen Quach

L’équipe californienne aimerait maintenant déterminer si le calcul des coûts/avantages de P. pacificus est câblé ou flexible. Elle espère que d'autres recherches de ce type permettront de mieux comprendre les fondements moléculaires de la prise de décision.

« Notre étude montre que l'on peut utiliser un organisme simple comme le ver pour étudier quelque chose de complexe, comme la prise de décision orientée vers un but. »

— Une citation de  Sreekanth Chalasani, professeur à l’Institut Salk

Cela nous permettra de comprendre comment ces décisions sont prises dans des systèmes plus complexes, comme les humains, conclut le Pr Chalasani.

Source: https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/1867452/vers-pristionchus-pacificus-decision-complexe.

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