Des recherches pionnières ont donné un nouvel aperçu fascinant de la façon dont les systèmes nerveux des animaux ont évolué à partir de structures simples pour devenir le réseau complexe transmettant des signaux entre différentes parties du corps.

La nouvelle étude a utilisé des organismes multicellulaires simples appelés Placozoa pour révéler les débuts des systèmes nerveux trouvés chez des animaux plus complexes.

L'équipe de recherche internationale, dont le professeur Gáspár Jékely du Living Systems Institute de l'Université d'Exeter, ont découvert que les Placozoaires peuvent coordonner leurs mouvements et la forme de leur corps, en l'absence de système nerveux, par la signalisation avec de petits peptides entre les cellules.

L'étude est publiée dans Biologie actuelle le 18 octobre 2018.

Le professeur Jékely pense qu'un système de signalisation peptidergique permet une très grande complexité d'organisation comportementale.

Il a dit :« Chaque peptide peut être utilisé individuellement comme un signal différent, mais les peptides pourraient également être utilisés séquentiellement ou ensemble dans différentes combinaisons, ce qui permet un nombre très élevé de signaux uniques entre les cellules. Cela explique comment les Placozoaires peuvent coordonner des séquences comportementales sophistiquées telles que l'alimentation."

Placozoaires, le plus simple de tous les animaux, ressemble à un petit, disque poilu d'environ 1 mm de diamètre, avec seulement trois couches de cellules. Bien qu'ils n'aient pas de véritables cellules nerveuses ou musculaires, ils glissent sur les surfaces de l'océan avec une apparente facilité.

La nouvelle étude a exploré comment cet animal multicellulaire sans système nerveux peut coordonner toutes les cellules de son corps pour effectuer un comportement complexe.

Ils ont découvert que les cellules de Placozoaire contiennent une variété de petits peptides, composé de 4 à 20 acides aminés sécrétés par une cellule et détectés par les cellules voisines comme moyen de communication.

Surtout, cela fait écho à la façon dont des organismes plus complexes utilisent des peptides similaires, connu sous le nom de neuropeptides, pour la signalisation dans le système nerveux.

Professeur agrégé Dirk Fasshauer, de l'Université de Lausanne, La Suisse et co-auteur de l'étude a déclaré:"Ces nouvelles découvertes montrent que les apparences extérieures peuvent être trompeuses, parce que les cellules qui se ressemblent envoient en fait des signaux avec des molécules différentes et sont très susceptibles d'avoir des fonctions différentes."

En utilisant des versions synthétiquement construites des peptides de signalisation Placozoan, les chercheurs pourraient exploiter ce système de signalisation caché pour comprendre le rôle de chaque peptide dans la coordination du mouvement et de la forme du corps.

Les expériences ont révélé que les peptides modifiaient le comportement des Placozoaires en quelques secondes. Chaque peptide a un effet unique, ce qui dans certains cas était très dramatique. Les principaux changements de comportement causés par les peptides comprenaient le froissement, tournant, aplanissement, et le barattage interne, un comportement associé à l'alimentation.

Dr Frédérique Varoqueaux, également de l'Université de Lausanne, a ajouté :« Il peut sembler étrange d'utiliser un animal sans neurones ni synapses pour étudier l'évolution du système nerveux, mais bien que les Placozoaires soient sans nerfs, vous pouvez encore trouver dans leurs cellules les molécules de base nécessaires à la communication dans les systèmes nerveux complexes.

"Donc, étudier les placozoaires peut nous en dire plus sur les origines des neurones et comment ils sont devenus le système de contrôle du corps."