Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Les animaux comme réflexes

Vincent Fleury, MSC

En 1781, après dix ans d’expérimentation électrique sur les pattes de grenouilles, le médecin anatomiste Luigi Galvani (1737-1798) formule l’hypothèse de l’existence d’une électricité animale. Ces travaux donneront naissance à l’électrochimie en général (pile de Volta), et à l’électrophysiologie en particulier. Ainsi, on sait au XVIIIe siècle que la polarisation électrique d’un nerf, ou d’un muscle, provoque des contractions des membres semblables aux mouvements volontaires.

On peut se demander ce que produirait un choc électrique sur une masse de cellules embryonnaires qui n’est pas encore mise en forme. Des expériences analogues, voire identiques à celles de Galvani, réalisées sur des embryons de poulet à tous les stades entre le blastodisque et l’embryon de poulet ayant une palette de membre ("limb bud"), et filmées en time-lapse, révèlent une accélération d’un facteur 10 à 20 des mouvements morphogénétiques embryonnaires. Les contractions obtenues sont congruentes avec la structure en anneaux concentriques de la blastula, et leur vitesse permet d’exclure la participation de phénomènes plus lents. En particulier, la stimulation de l’embryon, peu avant la formation de la palette de membre, accélère d’un facteur 10 sa formation. Ces résultats montrent que la formation d’un embryon est une succession de contractions réflexes analogues à des contractions musculaires, mais ayant lieu sur un animal encore « informe », constitué d’anneaux concentriques [1], avec une division de second ordre en secteurs qui formerait les organes des sens par un mécanisme analogue. La succession de ces contractions, stimulables de diverses façons, donc robustes, ségrège automatiquement les compartiments physiologiques et constitue l’animal final. Ce travail suggère que les animaux sont de simples réflexes ou crampes d’une masse de cellules auto-organisée par ses clivages successifs.

[1] "Electrical stimulation of developmental forces reveals the mechanism of limb formation in vertebrate embryos" Fleury, V. & Murukutla, A.V. Eur. Phys. J. E (2019) 42 : 104. https://doi.org/10.1140/epje/i2019-...