Planaire

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Les planaires sont des vers plats aquatiques appartenant à plusieurs espèces dans la classe des Turbellaridés (vers plats non-exclusivement parasitaires). Elles peuvent être nageuses ou rampantes, et vivre en mer, en eau douce, ou dans les sols très humides (en forêt tropicale).

Girardia sp. (Conservée dans de l'alcool)
Vidéo présentant le déplacement sur le fond d'un planaire (non identifié)

Pour leurs capacités de régénération, ils fascinent les scientifiques depuis leur description par Pallas en 1766 : Si une partie d’une planaire est séparée du reste du corps, l'animal recrée dans son intégralité l’autre partie manquante. Ce phénomène de « fission transversale », également mis en jeu lors de la reproduction asexuée existe chez d'autres animaux, métazoaires notamment, mais rares sont ceux qui peuvent rivaliser avec les planaires dans ce domaine[1] ; Dalyell en 1814 le juge quasiment immortel face à la lame du couteau[2].

Description[modifier | modifier le code]

Apparence[modifier | modifier le code]

Dépassant rarement les 4 cm de longueur, les planaires présentent des couleurs très variées. Elles se distinguent des nudibranches par l'absence de branchies et la très faible épaisseur de leur corps (moins d' 1 mm parfois), ce qui les rend très fragiles et délicates à manipuler.

Ingestion de la nourriture[modifier | modifier le code]

La planaire possède un pharynx, c'est-à-dire une structure musculaire utilisée à la fois pour l'ingestion et pour l'évacuation des aliments. Le pharynx débouche sur un tube digestif aveugle (dit incomplet) avec trois ramifications principales qui se répartissent dans tout le corps de l'animal.

Le système excréteur rudimentaire est constitué de protonéphridies à cellules flammes qui permettent une filtration mécanique. Certaines cellules possèdent des cils vibratiles qui provoquent un appel d'eau. Comme la peau du planaire est très peu épaisse, les déchets métaboliques peuvent également être éliminés par simple diffusion osmotique.

Respiration et circulation[modifier | modifier le code]

Les plathelminthes ne possèdent pas d'appareil respiratoire ni de système circulatoire. L'oxygène, nécessaire au métabolisme cellulaire, et le dioxyde de carbone traversent le mince tégument de l'animal.

Locomotion[modifier | modifier le code]

La planaire possède des muscles circulaires, longitudinaux et transversaux qui lui permettent de contracter son milieu interstitiel, et ainsi de se déplacer. Ce déplacement est moins efficace que chez les nématodes qui possèdent un hydrosquelette.

Protection[modifier | modifier le code]

La planaire possède un épithélium unistratifié avec des glandes qui sécrètent un mucus qui lui confère notamment une protection contre les prédateurs, tout en facilitant ses déplacements.

Récepteurs sensitifs[modifier | modifier le code]

La planaire possède des yeux rudimentaires (photorécepteurs qui sont des ocelles) qui envoient leurs informations vers les ganglions cérébroïdes situés juste en dessous. Ces yeux sont rapidement régénérés avec le cerveau quand la tête de l'animal a été coupée[3].

La planaire est dotée d'un système neveux central rudimentaire, dont les caractéristiques peuvent grandement varier selon l'espèce, même chez des planaires dont les formes, taille et apparence sont similaires[4].

Reproduction[modifier | modifier le code]

Les planaires sont hermaphrodites, c'est-à-dire qu'ils possèdent à la fois des organes reproducteurs mâle et femelle, et la fécondation est généralement croisée (pas d'autofécondation). Les testicules sont nombreux et se répartissent dans tout l'animal. Les ovaires sont constitués de glandes ovariennes et de glandes vitellogènes qui sécrètent le vitellus, une réserve nutritive pour les œufs.
Certaines planaires ont une autre particularité : leur appareil génital femelle ne donne pas sur l'extérieur. La copulation de deux individus revient donc à une perforation réciproque pour déposer des gamètes mâles. On parle de « fertilisation croisée » par « insémination hypodermique ». Les planaires sont protandres, c'est-à-dire que les gamètes mâles (spermatozoïdes) ne sont pas produits en même temps que les ovules mais avant, afin d'éviter l'autofécondation. Au cours de la copulation, les spermatozoïdes de chacun des partenaires sont stockés au niveau d'une structure particulière (la spermathèque) où ils resteront jusqu'à la formation d'un ovule mature (gamète femelle).
Les planaires peuvent également se reproduire de façon asexuée, par scissiparité.

Régénération[modifier | modifier le code]

Après les publications de Randolph (1897)[5] et de Morgan (1898, 1900)[6] , d'autres scientifiques ont étudié, depuis plus d'un sièclequ'en cas de section traumatique du corps, les planaires bénéficient de capacités de régénération rapide et facile[7],[4] du système nerveux, du corps et de ses fonctions[8], inhabituelle pour le monde animal. Même un très petit morceau suffit à régénérer un organisme entier (Morgan en 1898 a écrit avoir réussi à régénérer un organisme entier en quelques jours à partir d'un fragment équivalent à 1/279 ème de planaire Planaria maculata[9])

Ce mécanisme fait notamment intervenir des neurohormones et neuromediateurs (qui ont alors ici au moins un rôle morphogénique[10]) avec par exemple la sérotonine et des catécholamines chez Polycelis tenuis[11], la dopamine ou la sérotonine dans d'autres cas[12],[13],[14],[15][16],[17]. Le rôle de la noradrénaline n'a pas été confirmé, mais son antagoniste le propranolol freine ou empêche la régénération.

La partie centrale d'un vers dont le gene β-Catenin a été inhibé, puis coupé en 3 parties égales (tête, centre, et queue) régénérera deux têtes, à chaque extremité[18].

Pour toutes ces raison, certains planaires sont devenus des espèces-modèles très utilisées pour l'étude de la régénération neuronale, qui a été relancée dans les années 1990-2000 par l'apparition de nouveaux outils de biologie moléculaire et de la génétique.

Mémoire[modifier | modifier le code]

Dans les années 1960, le chercheur américain James Mc Connell avait décrit des capacités originales d'apprentissage chez les planaires. Il en avait déduit une thèse hardie de « bases biochimiques de la mémoire », qui a fait couler beaucoup d'encre. Les résultats de Mc Connell, qui peuvent être soumis à de nombreuses critiques méthodologiques, restent très controversés et son hypothèse biochimique de la mémoire, reprise ultérieurement par d'autres auteurs, n'a pas entraîné la conviction du monde scientifique[19].

Cependant, une publication de The Journal of experimental biology datée du 2 juillet 2013[20] semble accréditer de nouveau cette thèse en décrivant l'expérience menée par une équipe de l'université Tufts dans le Massachusetts. Placées dans des conditions particulières, les planaires ont pu « apprendre » à retrouver de la nourriture dans un environnement spécifique. L'expérience a été renouvelée à 10 jours d'intervalle pour vérifier que l'animal avait bien conservé la mémoire de l'endroit où se trouvait la nourriture, 10 jours car cela correspond au temps de repousse de la tête. Ensuite les vers ont été décapités et après la repousse de la partie du corps contenant le cerveau, ils ont de nouveau, dans les mêmes conditions, retrouvé leur nourriture et ce beaucoup plus rapidement que des vers non décapités mais qui n'avaient eux pas été entrainés[21]. L'article de The Journal of experimental biology propose l'hypothèse qu'un savoir né de l'entraînement a réussi à "s'imprimer" dans les néoblastes, ces cellules souches à partir desquelles le ver plat va recréer sa partie amputée (dont les neurones cérébraux et les photorécepteurs).

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Vidéographie[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. Sánchez Alvarado A (2000) Regeneration in the metazoans : why does it happen? BioEssays 22:578–590
  2. Dalyell JG (1814) Observations on some interesting phenomena in animal physiology, exhibited by several species of planariae. Edinburgh House, London, UK
  3. Wolff E, Lender T (1950) Sur le déterminisme de la régénération des yeux chez une planaire d’eau douce Polycelis nigra. CR Séance Soc Biol 144:1213
  4. a et b Cebrià F (2007) Regenerating the central nervous system : how easy for planarians !. Development genes and evolution, 217(11-12), 733-748.
  5. Randolph H (1897) Observations and experiments on regeneration in planarians. Arch Entwicklungsmech Org 5:352–372
  6. Morgan TH (1900) Regeneration in planarians. Arch Entwicklungsmech Org 10:58–119
  7. Baguñà J, Romero R, Saló E, Collet J, Auladell C, Ribas M, ... & Bueno D (1990) Growth, degrowth and regeneration as developmental phenomena in adult freshwater planarians. In Experimental embryology in aquatic plants and animals (pp. 129-162). Springer US (résumé).
  8. Nishimura, K., Kitamura, Y., Inoue, T., Umesono, Y., Sano, S., Yoshimoto, K., ... & Agata, K. (2007). Reconstruction of dopaminergic neural network and locomotion function in planarian regenerates. Developmental neurobiology, 67(8), 1059-1078.
  9. Morgan TH (1898) Experimental studies of the regeneration of Planaria maculata. Arch Entwicklungsmech Org 7:364–397
  10. Lauder J.M (1988) Neurotransmitters as morphogens. Progress in brain research, 73, 365-387 (résumé).
  11. Franquinet R (1979) Rôle de la sérotonine et des catécholamines dans la régénération de la planaire Polycelis tenuis. Journal of embryology and experimental morphology, 51(1), 85-95
  12. MacManus JP, Braceland BH, Youdale T & Whitfield JF (1973) Adrenergic antagonists and a possible link between the increase in cyclic adenosine 3'-5'-monophosphate and DNA synthesis during liver regeneration ; cell. Physiol. 82 , 157-16
  13. Lenicque P (1973) Morphogenetic action of 5-hydroxytryptamine and some analogous substances in the regeneration of the Planarian worm Dugesia tigrina. Acta Zool. 54 , 131-137
  14. Lenicque P & Jacobson A (1969) Action des substances modifiant la transmission nerveuse sur la regeneration de morceaux isolés du corps de la Planaire Dugesia tigrina (race asexuée). Thérapie 24, 1059-107
  15. Sicard RE (1975) Effects of hypophysectomy upon endogenous levels of cyclic AMP during forelimb regeneration of adult newts {Notophtalmus viridescens). Wilhelm Roux Arch. EntwMech. Org. 177 , 159-162 .
  16. Taban C.H, Schorderet, H & Cathieni M (1977). Differential sensitivity of newt limb regenerates to noradrenaline, as revealed by their production of cyclic AMP. Experientia 33 , 48
  17. Taban C.H, Cathienf M & Schorderet M . (1977 a) Possible role of catecholamines and cAMP in the regenerating forelimb of the newt ; Experientia 33 , 83
  18. http://www.sciencemag.org/content/319/5861/323.long
  19. Georges Chapouthier, Biologie de la mémoire, Éditions Odile Jacob, Paris, 2006
  20. [http://jeb.biologists.org/content/early/2013/06/27/jeb.087809 "An automated training paradigm reveals long-term memory in planaria and its persistence through head regeneration" de Tal Shomrat1 et Michael Levin, The Journal of experimental biology
  21. "La tête d’un ver décapité repousse… avec sa mémoire", Passeur de sciences, blog de Pierre Barthélémy, journaliste au Monde, 11 juillet 2013