Mettre la vie en pause… ou mourir temporairement

Arrêt du cœur, absence d’activité céré­brale, refroi­dis­se­ment du corps et, fina­le­ment, dis­pa­ri­tion de l’activité molé­cu­laire au sein de chaque cel­lule. Même s’ils ne sont pas simul­ta­nés, la mort humaine est mar­quée par dif­fé­rents élé­ments carac­té­ris­tiques. Tou­te­fois, déter­mi­ner le carac­tère mort ou vivant d’un orga­nisme n’est pas tou­jours évident. Il y a des situa­tions cli­niques com­plexes, des ani­maux qui pra­tiquent la tha­na­tose, ou simu­la­tion de la mort, pour dis­sua­der leurs pré­da­teurs… Et de nom­breux orga­nismes peuvent pas­ser par des états qui inter­rogent notre vision binaire de la vie et de la mort.

Dans les pla­cards de votre cui­sine se trouvent peut-être du riz, des len­tilles, des noix, des pommes de terre, des oignons, des pommes… Toutes ces struc­tures sont d’origine végé­tale. Autre­ment dit, elles ont été vivantes. Mais les­quelles le sont tou­jours ? Dans cer­tains cas, la réponse est évi­dente : une tige qui s’échappe d’un filet de pommes de terre ou un germe qui perce la peau d’un oignon sont des indices peu sub­tils. Il y a bien de la vie dans vos pla­cards. Mais ce n’est pas tou­jours aus­si net : com­ment dif­fé­ren­cier une len­tille morte d’une len­tille vivante ?

Cet article fait par­tie de notre maga­zine Le 3,14 sur la mort.
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Les graines sont des struc­tures repro­duc­trices, conte­nant un embryon et des réserves nutri­tives à l’abri d’un tégu­ment pro­tec­teur. Elles sont capables de se main­te­nir dans un état d’inactivité appa­rente jusqu’à ce que les condi­tions exté­rieures (tem­pé­ra­ture, lumi­no­si­té, humi­di­té…) déclenchent la ger­mi­na­tion. Dans l’intervalle, elles ne mani­festent pas de signe de vie, mais ne sont pas mortes pour autant. Elles se trouvent en réa­li­té dans un état de vie extrê­me­ment ralen­tie qu’on appelle la dor­mance. Et cet état est réver­sible : si vous pla­cez des len­tilles sur du coton mouillé, elles vont vrai­sem­bla­ble­ment finir par ger­mer. Inutile en revanche de ten­ter la même chose avec du riz blanc. Ces graines-là ont été décor­ti­quées et seul le tis­su nutri­tif qu’elles conte­naient est arri­vé jusqu’à votre cuisine.

La dor­mance est un phé­no­mène très répan­du dans le monde vivant. Chez cer­tains orga­nismes, elle est sys­té­ma­tique et pro­gram­mée géné­ti­que­ment, alors que d’autres ne la déclenchent que lorsque leurs condi­tions de vie deviennent trop défa­vo­rables. On parle éga­le­ment de dia­pause ou de quies­cence pour dési­gner cer­taines formes de ralen­tis­se­ment de la vie. Comme les plantes à graines, dif­fé­rents mam­mi­fères peuvent par exemple mettre leur repro­duc­tion en pause, les femelles conser­vant des embryons sans les implan­ter tout de suite dans leur uté­rus. Ce pro­ces­sus, appe­lé dia­pause embryon­naire¹, per­met d’adapter les cycles de vie aux res­sources dis­po­nibles – variant selon les sai­sons – et d’assurer à la des­cen­dance les meilleures condi­tions d’accueil possibles.

Chez cer­tains orga­nismes, le méta­bo­lisme ne se contente pas de ralen­tir : il s’arrête. On dit qu’ils sont en cryp­to­biose, c’est-à-dire lit­té­ra­le­ment en « vie cachée ». Ils ne sont pas morts, puisque cet état est réver­sible, mais ils ne sont plus mani­fes­te­ment vivants. La cryp­to­biose peut ain­si être consi­dé­rée comme de la vie à l’état latent, une forme de mort tem­po­raire, ou comme un troi­sième état, dif­fé­rent à la fois de la vie et de la mort². De fait, la phy­sio­lo­gie des orga­nismes en cryp­to­biose est pro­fon­dé­ment modifiée.

Il existe plu­sieurs formes de cryp­to­bioses, liées à dif­fé­rentes condi­tions extrêmes. La plus étu­diée est l’anhydrobiose. Elle est carac­té­ri­sée par la perte de la qua­si-tota­li­té de l’eau d’un orga­nisme, pour­tant essen­tielle au main­tien de son inté­gri­té, de l’échelle du corps entier à celle des molé­cules³. Rem­pla­ce­ment local de l’eau, tran­si­tion vers un état vitri­fié ou pro­tec­tion spé­ci­fique de cer­tains com­po­sés, dif­fé­rentes adap­ta­tions molé­cu­laires per­mettent de tolé­rer ce chan­ge­ment dras­tique⁴. Si bien que, lorsqu’ils sont réhy­dra­tés, les orga­nismes anhy­dro­bio­tiques peuvent reve­nir à la vie, on parle d’ailleurs de revi­vis­cence. La com­pré­hen­sion des méca­nismes impli­qués dans ce phé­no­mène peut être une source d’innovation pour tous les pro­cé­dés de conser­va­tion de struc­tures bio­lo­giques par séchage ou congé­la­tion, aus­si bien en méde­cine qu’en agro-alimentaire.

La cryp­to­biose existe sur toutes les branches de l’arbre du vivant. Des ani­maux en sont capables, notam­ment les roti­fères, des néma­todes et les fameux tar­di­grades⁵. Mais des plantes sont éga­le­ment concer­nées, comme les mousses et cer­taines fou­gères. La liste s’étend aux lichens, aux cham­pi­gnons et à de nom­breux uni­cel­lu­laires, euca­ryotes et pro­ca­ryotes. Beau­coup de micro-orga­nismes peuvent, par ailleurs, for­mer des struc­tures de résis­tance, plus ou moins déshy­dra­tées, à l’activité méta­bo­lique ralen­tie, voire arrêtée.

Cer­tains cham­pi­gnons et myxo­my­cètes, comme le blob Phy­sa­rum poly­ce­pha­lum, tra­versent les périodes dif­fi­ciles sous la forme de sclé­rotes des­sé­chés. Les bac­té­ries peuvent se divi­ser de façon asy­mé­trique pour pro­duire des endo­spores extrê­me­ment résis­tantes, y com­pris à la cha­leur et aux anti­bio­tiques. De nom­breux pro­tistes, inclas­sables uni­cel­lu­laires euca­ryotes qui ne sont ni des ani­maux, ni des végé­taux, ni des cham­pi­gnons, forment quant à eux des kystes. Résis­tantes au froid et à la des­si­ca­tion, ces struc­tures per­mettent à de nom­breuses espèces para­sites de se dis­sé­mi­ner. Ce qui n’est pas sans rap­pe­ler, les par­ti­cules virales qui sont inertes dans le milieu exté­rieur jusqu’à ce qu’elles ren­contrent une cel­lule à infecter.

Qu’il s’agisse de dor­mance ou de réelle cryp­to­biose avec arrêt du méta­bo­lisme (ce qui n’est pas évident à déter­mi­ner en pra­tique⁶), ces états éton­nants peuvent deve­nir de véri­tables cap­sules tem­po­relles, notam­ment quand ils sont pla­cés dans des condi­tions de conser­va­tion favo­rables. Des kystes ont ain­si été rame­nés à la vie après avoir pas­sé une cen­taine d’années dans les sédi­ments d’un fjord sué­dois⁷ ou du fond de la mer Bal­tique⁸. Des mousses ont été rani­mées après un mil­lé­naire dans le per­gé­li­sol antarc­tique⁹. Côté arc­tique, des néma­todes sor­tis d’un per­gé­li­sol daté de 30 000 à 40 000 ans ont repris vie en labo­ra­toire¹⁰, ain­si que des roti­fères par­thé­no­gé­né­tiques enfouis depuis envi­ron 24 000 ans¹¹. Les plus anciens virus encore infec­tieux, tirés de sols gelés sibé­riens, sont des virus géants infec­tant des amibes et flirtent quant à eux avec les 50 000 ans…

L’existence de dif­fé­rentes formes de vie ralen­tie ou à l’arrêt sus­cite des débats par­mi les spé­cia­listes : où s’arrête la dor­mance et où com­mence la cryp­to­biose ? La seconde n’est-elle pas qu’une forme extrême de la pre­mière ? Quelles struc­tures entrent dans quelles caté­go­ries ? Le monde qui nous entoure est en réa­li­té un conti­nuum, dans lequel il peut paraître vain d’essayer de dis­tin­guer des caté­go­ries nettes. Et cela concerne aus­si les notions de vie et de mort. Qu’on pri­vi­lé­gie une défi­ni­tion basée sur les fonc­tions, les struc­tures, la phy­si­co-chi­mie ou la phi­lo­so­phie, les cas extrêmes sont pré­cieux pour nour­rir nos réflexions.

Peut-on dire que les ani­maux micro­sco­piques qui ont sur­vé­cu plu­sieurs dizaines de mil­liers d’années dans des sols gelés y ont « vécu » ? Ont-ils une durée de vie extrê­me­ment longue, ont-ils été tem­po­rai­re­ment morts, ou ont-ils connu un état qui ne relève ni de la vie ni de la mort ? Ces ques­tions semblent tirées d’œuvres de science-fic­tion, impli­quant de longs voyages inter­stel­laires, mais elles sont posées par des orga­nismes qui vivent aujourd’hui sur notre pla­nète. Et il n’y a, pour l’instant, pas de consen­sus sur les réponses à leur apporter.