Les tardigrades marchent d’une manière ressemblant étroitement à celles des insectes 500, 500 fois leur dimension. Crédit : Jasmine Nirody
Gras et lourds, les tardigrades ont reçu le surnom d’« ours d’eau » chaque fois que les scientifiques ont remarqué pour la première fois les allures distinctives des animaux de 0, 02 pouce de long au XVIIIe siècle. Leur marche grossière, cependant, soulève la question de savoir exactement pourquoi les tardigrades ont évolué pour marcher.
Les animaux aussi petits et mous que les tardigrades ont rarement des hanches et des jambes et n’ont presque jamais de difficulté à marcher. Par exemple, des vers circulaires de taille et de physique comparables se débattent, faisant glisser leurs types pâteux sur des substrats imprévisibles. Pourtant, l’eau tolère, un micro-animal donc distinct que les chercheurs ont été obligés de lui attribuer à son embranchement, utilise 8 pattes trapues pour se propulser probablement seul à travers les sédiments marins et d’eau douce, dans les dunes du désert et sous le sol.
Maintenant, une nouvelle recherche dans PNAS analyse les allures tardigrades et constate que les ours d’eau se promènent d’une manière qui ressemble en grande partie à celles des insectes 500, 500 fois leur dimension. La découverte indique l’existence d’un ancêtre typique ou d’un bon avantage évolutif qui expliquera pourquoi parmi les créatures les plus petites et les plus spongieuses ont évolué afin de marcher comme des insectes plus gros et au corps dur.
« Les tardigrades ont une méthode de déplacement puissante et claire – ce ne sont pas ce genre de choses maladroites qui bégayent dans la nature ou dans les feuilles mortes », déclare Jasmine Nirody, membre du Centre de recherche Rockefeller en physique et biologie. « Les points communs entre leur stratégie de locomotive et le fait qu’une grande quantité d’insectes plus gros et d’arthropodes ouvrent diverses questions majeures très intéressantes. ”
Coureurs lisses
Nirody et ses collègues ont d’abord déterminé comment les ours d’eau se promènent et courent. « Si vous observez les tardigrades au microscope optique assez longtemps, vous pouvez capturer un large éventail d’habitudes », déclare Nirody. « Nous ne les avons pas poussés à faire quoi que ce soit. Parfois, ils devenaient vraiment froids et voulaient se promener dans le substrat. D’autres fois, ils voyaient quelque chose que ces gens aimaient et opéraient dans ce sens. ”
Nirody a découvert que, à leur propre rythme, les ours d’eau potable pèsent environ 50 % de la taille de leur corps par seconde. À plein régime, leurs propres enjambées les ont transportés sur deux longueurs de corps entiers en un temps équivalent. Mais le choc est venu lorsque la dame a observé comment les pieds d’un ours d’eau potable entrent en contact avec le sol alors qu’il augmente son élan. Contrairement aux vertébrés, qui ont des allures distinctes pour chaque vitesse (imaginez les sabots du cheval puisqu’il passe d’une promenade à un galop), les tardigrades fonctionnent davantage comme des insectes, se précipitant à des vitesses croissantes sans jamais modifier leurs schémas de déplacement de base.
« Lorsque les vertébrés passent de la marche à l’opération, il y a une discontinuité », explique Nirody. « Avec les arthropodes, tous les schémas de marche existent sur le même continuum. ”
Dextérité antique
Pourquoi les tardigrades partagent la stratégie de locomotive avec des bugs beaucoup plus gros et coriaces ?
Une explication possible est que les tardigrades, longtemps supposés correspondre parfaitement à aucune taxonomie existante, pourraient partager des ancêtres communs – et même un circuit d’organes nerveux commun – avec des insectes tels que des leurres à fruits, des fourmis et d’autres créatures segmentées. En fait, certains scientifiques s’allient pour classer les tardigrades dans le clade proposé des panarthropodes, une équipe fourre-tout qui attribuerait un espace de stockage typique aux insectes, aux crustacés, aux vers de velours violet et aux ours d’eau potable.
Une autre possibilité est qu’il n’y ait absolument aucun lien ancestral entre les tardigrades et les arthropodes, mais que les groupes d’organismes non apparentés soient individuellement arrivés aux mêmes méthodes de marche et de course parce qu’ils étaient avantageux sur le plan de l’évolution. Le moyen le plus simple de naviguer sur un terrain instable avec un corps minuscule est peut-être de marcher comme un donjon.
Nirody est certainement également fasciné par chacune des possibilités. « S’il existe certainement un système d’organes nerveux ancestral qui gère l’ensemble de la marche des panarthropodes, nous avons beaucoup à comprendre », déclare-t-elle. « D’un autre côté, si les arthropodes et les tardigrades convergaient indépendamment vers cette stratégie, il y aurait alors beaucoup à dire sur les raisons pour lesquelles cette stratégie est si acceptable pour les espèces dans divers environnements. ”
Au-delà des effets sur l’évolution du domaine de la biologie et de l’étude associée à la locomotion animale, les résultats particuliers peuvent avoir des implications pour les domaines en plein essor de la robotique douce et microscopique.
En étudiant à quel point les petits animaux ont progressé pour se déplacer dans des environnements difficiles, les scientifiques pourraient être en mesure de concevoir des robots qui pourraient se faufiler plus efficacement dans de petits espaces ou travailler à l’échelle microscopique. «Nous ne savons pas grand-chose sur ce qui se passe aux extrêmes de la locomotion – comment faire un petit marcheur efficace, ou simplement comment les choses au corps mou doivent bouger», dit Nirody.
“Les tardigrades sont un hublot important dans la locomotion à corps mou et à micro-échelle. ”
Référence : « Tardigrades show robuste interlimb dexterity through walking rates of speed and terrains » simplement par Jasmine A. Nirody, Lisset A. Duran, Deborah Johnston plus Daniel J. Cohen, 31 août 2021, Processus de l’Académie nationale des sciences .
DOI : 10. 1073/pnas. 2107289118
