Une étude menée par la doctorante Elinor Nadir, sous la codirection des Prof. Yehuda Benayahu de l'École de zoologie de l'Université de Tel-Aviv et Tamar Lotan de l'Université de Haïfa a révélé que les coraux mous coordonnent les mouvements rythmiques de leurs tentacules via un réseau neuronal décentralisé, sans recourir à une système nerveux central. Même isolées du corail, les tentacules conservent leur capacité à effectuer des pulsations, mobilisant des gènes et protéines analogues à ceux d'espèces animales plus évoluées. Selon les chercheurs, cette découverte, qui montre qu'un mouvement coordonné peut résulter d'une organisation neuronale simple, est susceptible de remettre en question notre compréhension actuelle des mécanismes de motricité chez les animaux et les coraux, car elle suggère que les mouvements rythmiques, tels que la respiration, les battements cardiaques ou la marche, sont apparus bien avant le développement de centres de contrôle complexes dans le cerveau des animaux évolués.
Les résultats de l'étude ont été publiés dans la prestigieuse revue scientifique PNAS.
Un orchestre sans chef d'orchestre
Les coraux de la famille des Xeniidae fascinent par le mouvement répétitif quasi-hypnotique de leurs tentacules, qu'ils ouvrent et ferment sans cesse de manière cyclique bien qu'ils n'aient pas de système nerveux central. Jusqu'à présent, cependant, le mécanisme à l'origine de ce mouvement restait un mystère. La présente étude s'est attachée à élucider cette énigme scientifique.
L'équipe de recherche a découvert que le corail mou Xenia umbellata, l'un des plus spectaculaires présents dans la mer Rouge, coordonne les mouvements de ses huit tentacules grâce à un réseau neuronal décentralisé, répartis le long de ses tentacules, leur permettant d'effectuer des mouvements indépendants mais synchronisés entre eux avec une grande précision.
« C'est un peu comme un orchestre sans chef d'orchestre », explique le Prof. Tamar Lotan de l'École des sciences marines de l'Université de Haïfa. « Chaque tentacule agit indépendamment, mais ils sont en quelque sorte capables de « s'écouter » mutuellement et de se mouvoir dans une parfaite harmonie qui captive tant les observateurs. C'est un exemple de mouvement rythmique totalement différent ceux que nous connaissons chez les autres animaux ».
L'ancêtre du pacemaker
Pour approfondir leurs recherches, les chercheurs ont réalisé des expériences de découpe sur les tentacules du corail et examiné leur régénération ainsi que la restauration de leurs mouvements rythmiques. À leur grande surprise, même lorsque les tentacules étaient coupés et séparés du corail, et même divisés en fragments plus petits, chaque morceau conservait sa capacité à pulser indépendamment.
Par la suite, ils ont mené des analyses génétiques poussées et examiné l'expression des gènes à différents stades de la régénération des tentacules après leur séparation du corail. Ils ont découvert que le corail utilise les mêmes gènes et protéines impliqués dans la transmission neuronale chez des animaux plus complexes, tels que les récepteurs de l'acétylcholine et les canaux ioniques qui régulent l'activité rythmique. Cette découverte suggère que les mouvements rythmiques, comme ceux de la respiration, du cœur ou à la marche, trouvent leurs origines bien plus tôt dans l'évolution, montrant qu'un mouvement coordonné peut apparaitre dans un système neuronal simple, bien avant l'apparition de centres de contrôle sophistiqués dans le cerveau des animaux évolués.
« Il est fascinant de constater que les mêmes composants moléculaires qui activent les stimulateurs cardiaques sont également présent dans un corail apparu dans les océans il y a plusieurs centaines de millions d'années », ajoute le Prof. Benayahu. « Le corail que nous avons étudié nous permet de remonter le temps, jusqu'aux prémices de l'évolution du système nerveux dans le règne animal. Il démontre qu'un organisme peut générer des mouvements rythmiques et harmonieux même sans cerveau, grâce à une communication coordonnée entre des cellules nerveuses agissant de concert comme un réseau intelligent. Cette étude enrichit sans aucun doute notre compréhension des merveilles des récifs coralliens, et souligne l'impérieuse nécessité de la préservation de ces écosystèmes naturels extraordinaires ».
Photo 2:
à gauche: le Prof. Tamar Lotan, à droite le Prof. Yehuda Benayahu
