Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

C. elegans est un petit ver nématode non-parasitaire qui sert d’organisme modèle pour la biologie moléculaire et la neuroscience. Il se déplace dans son habitat naturel (habituellement de la matière organique en décomposition) en ondulant à la manière d’un serpent : une onde de courbure se propage depuis la tête vers la queue, assurant ainsi la propulsion vers l’avant. Deux exemples de locomotion ondulatoire ont été décrits dans les conditions de laboratoire. Le ver rampe sur la surface plane d’un gel d’agar, où les forces capillaires le contraignent à deux dimensions ; dans du liquide le ver nage. Ces deux modes de locomotion se distinguent par des formes et des fréquences différentes, sans que l’on sache s’il s’agit de la modulation d’un unique mécanisme ou bien l’expression de différents schémas d’excitation musculaire.

Afin de décrire quantitativement le transition de la nage vers la reptation, nous avons développé un dispositif original. Un ver, initialement immergé dans du liquide, est progressivement confiné entre un gel d’agar et une plaque de verre. Il est ainsi possible d’observer une évolution continue de l’allure du ver depuis la nage libre jusqu’à la reptation avec l’augmentation du degré de confinement. L’observation de l’évolution de la fréquence, de la longueur d’onde et de la courbure du ver avec le confinement ne révèle pas de discontinuité dans le cas de la souche sauvage : nage et reptation résultent simplement de la modulation d’une seule allure. L’observation de souches mutantes met à jour certains des mécanismes neuronaux et moléculaires à l’oeuvre : la régulation de la locomotion en réponse aux changements dans l’environnement mécanique repose sur l’intégration des signaux extérieurs ainsi que sur la proprioception.