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Dans l’espace, les blobs de Thomas Pesquet succèderont aux poissons, plantes et insectes

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Le physarum polycephalum, surnommé blob, est un organisme primitif sans neurone, mais doué d'intelligence.
Le physarum polycephalum, surnommé blob, est un organisme primitif sans neurone, mais doué d'intelligence.
- Audrey Dussutour

Ce 23 avril, l'astronaute français Thomas Pesquet partira à bord de la Station spatiale internationale en emmenant avec lui quatre êtres étranges : des blobs. Depuis les débuts de la conquête spatiale, de nombreux êtres vivants ont été envoyés dans l'espace à des fins scientifiques.

Chiens, chat, singes, rats ou encore geckos... Depuis les premiers pas de l’exploration spatiale, les astronautes se sont employés à envoyer diverses formes de vie dans l’espace, pour mener à bien des expériences scientifiques et s'assurer que l'être humain pourrait s'y rendre à son tour. Ce 23 avril 2021, l’astronaute français Thomas Pesquet, futur commandant à bord de la Station spatiale internationale (ISS), emmènera cette fois dans ses valises quatre physarum polycepphalum, plus connus sous le doux sobriquet de “blobs”. Cet organisme unicellulaire, sans bouche ni yeux, fascine les scientifiques par son intelligence et ses capacités d’apprentissage. En envoyant ces créatures au firmament, les scientifiques de l’ISS veulent, précise le CNES, étudier “les effets de la micropesanteur et des rayonnements sur son évolution” et constater si “le blob se comporte différemment dans l’espace”

Curieusement, cette créature doit son nom à un mauvais film de science-fiction paru en 1958 (avec Steve McQueen dans un des ses premiers rôles) dans lequel le fameux “blob” était un extraterrestre arrivé sur Terre par le biais d’une météorite... Et dans un étrange retournement de situation c'est le blob va donc être (r)envoyé dans l’espace. 

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Pas d'inquiétudes cependant : il est improbable que le physarum polycepphalum revienne un jour sur Terre dans une version extraterrestre pour engloutir la population. D'autant qu’en matière de formes de vie envoyées dans l’espace, les astronautes n’en sont pas à leur coup d’essai...  

58 min

Nager dans l'espace avec des choquemorts

Afin de s’assurer de la faisabilité d’un vol habité dans l’espace, les premiers cobayes ont été des animaux. La chienne Laïka, Ham le singe ou encore Félicette le chat, ont précédé bien des astronautes. Mais pour s’entraîner aux conditions de vie spatiales, les astronautes le font bien souvent sous l’eau, pour simuler l’apesanteur. Alors quoi de plus normal, finalement, que d’y envoyer des poissons pour observer comment ces derniers se comportent ? 

En 1970, la NASA décide donc d’envoyer dans l’espace des poissons, puisque ces derniers se déplacent déjà dans un environnement en trois dimensions. Leur choix s’arrête sur le Fundulus heteroclitus, plus couramment appelé “Choquemort”, jugé assez résistant pour survivre au stress induit par le vol et demandant peu d’attention de la part des astronautes chargés de les accompagner, comme le raconte l’écologiste marin David Samuel Johnson dans Scientific American.

Le 28 juillet 1973, deux jeunes Fundulus heteroclitus décollent donc de Cap Canaveral en Floride, accompagnés de 50 œufs de poisson. Une fois arrivés dans la station spatiale scientifique Skylab, les premiers comportements des deux poissons étonnent : ils nagent en formant de grandes boucles allongées. Sans gravité pour aiguiller leur oreille interne, les Fundulus heteroclitus ne parviennent pas à distinguer le haut du bas. Au même titre que des êtres humains, ils sont désorientés et souffrent de ce que l’on appelle le “mal de l’espace”. Il leur faudra trois jours pour s’appuyer sur une autre information : ils se positionnent alors dos aux lumières du laboratoire, la lumière artificielle étant ce qui se rapproche le plus du Soleil et donc ce qui, du point de vue d’un poisson, s’avère être le “haut”. 

Et les œufs envoyés dans l’espace ? Quand 48 d’entre eux finissent par éclore, les nouveau-nés se mettent immédiatement à nager dos à la lumière, imitant là leurs aînés. Il faut que les astronautes secouent l’aquarium pour que ces derniers soient un temps désorientés et nagent en boucles allongées, avant de retrouver leur rythme de croisière. Tels des poissons dans l’eau. Mais dans l’espace. 

Depuis, de nombreux poissons ont découvert les joies de l'apesanteur, au point de doter la station spatiale internationale d’un aquarium en 2012, pour étudier les effets des radiations, de la dégradation osseuse et de l'atrophie musculaire sur ces derniers. Pour ces études, la NASA avait privilégié les poissons “médakas” : ces petits poissons étant transparents, il était ainsi plus facile pour les scientifiques d’observer les changements induits par l’absence de gravité sur leurs organes.
Les médakas devinrent ainsi les premiers animaux vertébrés à se reproduire dans l’espace. Leur descendance fut adoptée par des écoliers japonais à leur retour sur Terre. 

Des tardigrades dans le vide cosmique  

Parmi les nombreux animaux à avoir eu l'honneur de voyager dans l'espace, on compte le tardigrade, créature multicellulaire d’environ un millimètre, proche des arthropodes (donc des insectes et des crustacés), qui vit à peu près partout sur la planète. C'est surtout un animal extrémophile, capable de survivre dans des environnements très hostiles, des températures extrêmes (-272°C à 100°C) à une pression colossale (7,5 GPa)… en passant par le vide spatial.

Pour vérifier la résistance des tardigrades, une fusée Soyouz a envoyé ces petits animaux dans l'espace en 2007. L'objectif ? Confirmer que ces derniers sont capables de résister aux deux grands dangers de l'espace, le vide, qui fait bouillir l'eau interne, et les rayonnements ultraviolets, qui démolissent l'ADN. Exposés pendant 10 jours, au vide spatial et aux rayonnements, la plupart des tardigrades ont survécu, prouvant non seulement leur capacité à entrer en cryptobiose, une sorte d’état d'hibernation leur permettant de survivre, mais aussi leur capacité à réparer leur propre ADN. 

En 2019, des scientifiques ont enfin percé le mystère de la résistance exceptionnelle du tardigrade, qui repose sur une protéine appelée Dsup, et qui permet de protéger l’ADN. Une découverte qui laisse espérer des applications futures dans les thérapies cellulaires. 

3 min

Cultiver dans l'espace... pour manger une salade

Depuis que l’être humain envisage de se rendre sur Mars, voire de la coloniser, le sujet de la survie des plantes dans un environnement aussi hostile que l’espace soulève de nombreuses interrogations. En l’absence de gravité, comment les plantes poussent-elles dans l’espace ? Et surtout, à des fins d’autonomie, est-il seulement possible de cultiver en gravité zéro ? 

Eh bien à en croire diverses expériences menées, les plantes s’en sortent à merveille. En 1982, la première plante à être cultivée et à fleurir dans l’espace, à bord de la station spatiale soviétique Saliout 7, est l’Arabette des dames, une petite fleur blanche souvent considérée comme une mauvaise herbe. Elle est la première d’une longue série de plantes : tournesols, tulipes, zinnia hybrida, mais aussi choux, laitues, radis, petits pois, ou pommes de terre ont séjourné à bord de différentes stations spatiales. De ces expériences est d'ailleurs née une discipline à part entière : l’astro-botanique. 

De manière surprenante, l’absence de gravité n’a pas un énorme impact sur le développement des plantes. Sur Terre, les scientifiques pensaient jusqu’alors que si les plantes produisent un motif en forme de filigranes à l’aide de leurs racines dans leur recherche de nutriments, c’était en partie en raison de la gravité. Elles ont pourtant reproduit le même schéma de développement dans l’espace, preuve que la question de la gravité ne joue pas tellement sur leur bonne santé, tant que leur apport en nutriments est constant. 

L’astro-botanique n’en reste pas moins une discipline rigoureuse : non seulement les graines sont plantées dans une substance riche en nutriments, mais cultiver des plantes dans la station spatiale internationale nécessite de contrôler en permanence la température, les niveaux d’oxygène et de CO2, mais également d’administrer l’eau de façon précise, cette dernière ne pouvant s’écouler d’elle-même. 

Reste qu’en 2015, des astronautes ont pu déguster la première laitue romaine spatiale… Le verdict de l’astronaute Kjell Lindgren à l’époque ? “C’est génial, c’est bon !” 

Les astronautes Scott Kelly et Kjell Lindgren dégustent la première salade spatiale.
Les astronautes Scott Kelly et Kjell Lindgren dégustent la première salade spatiale.
- NASA

Mouches, araignées et fourmis : des insectes dans l’espace

L’insecte qui a accédé à l’enviable statut de “premier insecte dans l’espace” n’est autre que la drosophile, ou mouche du vinaigre, et ce dès 1947, à bord de la fusée américaine V2 ! Depuis, elles ont régulièrement fait l’objet d’études dans l’espace, si bien qu’en 2015, le “Fruit Fly Lab” (que l'on pourrait traduire prosaïquement par “Mouches Labo”), a été installé dans la station spatiale internationale pour permettre d’étudier ces insectes plus en détail. Les premières études ont permis de réaliser que l’absence de gravité avait sérieusement impacté le système immunitaire des mouches. 

Mais les mouches sont loin d’être les seules à avoir eu droit à un voyage spatial. Dès 1973, des scientifiques se sont demandés comment des araignées tisseraient leurs toiles en l’absence de gravité. Deux Araneus diadematus furent donc envoyées dans l’espace. Plus récemment, en 2011, l’expérience a été répétée avec des araignées Néphiles. Après avoir soigneusement observé les toiles tissées, très semblables à celles créées sur Terre bien qu’un peu plus symétriques, les scientifiques ont conclu qu’en l’absence de gravité, les araignées utilisent la lumière pour se guider et parviennent à tisser leurs toiles en considérant que la lumière représente le “haut”. 

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En 2014, c’est cette fois une colonie de fourmis qui a été envoyée à bord de la Station spatiale internationale. Encore une fois, le but était de découvrir comment ces insectes peuvent s'adapter à la vie en microgravité alors qu’ils travaillent collectivement. Les résultats ? En microgravité, les fourmis ont exploré la zone qui leur était accessible de manière moins approfondie et moins efficace que sur Terre, notamment parce qu’elles perdaient contact avec le sol.

Bactéries et rayons cosmiques

Selon certaines théories, la vie sur Terre viendrait du ciel, et plus précisément des météorites. Mais les bactéries auraient-elles pu survivre au vide spatial ? Comment ces dernières survivent-elles dans ces conditions ? 

La question a très vite intéressé la communauté scientifique, qui s’est évertuée à tester la résistance de très nombreux micro-organismes à travers autant d’expériences. La plus récente en date a donné lieu à une publication en août 2020 : des bactéries capables de résister à des environnements extrêmes, les Deinococcus radiodurans, ont ainsi passé 3 ans sur les parois extérieurs de l’ISS… avant de revenir saines et sauves sur Terre. Dans les échantillons exposés au rayonnement cosmique, la première couche de bactérie était morte… mais avait servi de filtre protecteur pour les bactéries situées dessous. Les scientifiques ont ainsi pu extrapoler une durée de survie pour des bactéries situées sur la paroi de l’ISS située entre 15 et 45 ans ! 

Plus inquiétant, ces bactéries exposées aux radiations peuvent aussi devenir plus dangereuses. En 2018, des chercheurs russes avaient conclu que la bactérie Bacillus subtilis était devenue résistante à 6 des 8 produits antibactériens qui étaient efficaces sur elle avant son séjour dans l'espace. Pour les chercheurs, cette évolution s’expliquait par le fait que seules les couches les plus résistantes et agressives des micro-organismes avaient survécu aux conditions hostiles de l’espace. 

A l'inverse, en mars dernier, ce sont cette fois trois souches de bactéries inconnues qui ont été détectées au sein de l’ISS, selon une étude de la revue Frontiers of Microbiology. Après une analyse génétique, les scientifiques ont pu déterminer qu’elles sont proches du Methylobacterium indicum. Un danger ? Pas vraiment, à en croire les chercheurs : selon eux, cette famille de bactéries aide les plantes à croître et à combattre les agents infectieux qui pourraient les attaquer. Ces nouvelles souches pourraient même posséder des “déterminants génétiques utiles d'un point de vue biotechnologique”. Un avantage potentiellement utile pour cultiver des plantes, à l’avenir, dans l’espace.