Une vidéo grande vitesse révèle la façon dont les algues nagent
Des scientifiques financés par l'UE ont découvert la façon dont les cellules algales changent de direction lorsqu'elles nagent. Les scientifiques ont utilisé la cinématographie grande vitesse pour étudier chez l'espèce algale Chlamydomonas reinhardtii la motilité des flagelles, des phanères ressemblant à des poils que les cellules utilisent pour se propulser dans l'eau. L'étude, publiée dans la revue Science, a été en partie soutenue par le projet CYCLOSIS («The biophysics of cytoplasmic streaming in Chara corallina»), financé au titre du programme Personnes du septième programme-cadre (7e PC). Ces résultats sont importants étant donné que de nombreux organismes sont dotés de flagelles, lesquels sont en réalité quasiment identiques aux cils que l'on trouve sur les cellules du corps humain. La coordination des cils ou des flagelles est la clé à de nombreux processus importants, dont le mouvement, la sensation, le développement et le transport de fluide dans le système respiratoire. Toutefois, la façon dont ces structures contrôlent la locomotion n'est pas totalement comprise. Dans cette dernière recherche, les scientifiques ont découvert que les algues avaient deux «vitesses» distinctes. La plupart du temps, les deux flagelles de la cellule battent en même temps; les cellules semblent alors nager la brasse. Pendant ce temps, les cellules nagent en ligne droite. Toutefois, à intervalle de quelques secondes, les flagelles ne battent pas de manière synchronisée, ce qui provoque un changement de direction marqué. Une analyse mathématique portant sur le mouvement du battement révèle que les deux flagelles sont des «oscillateurs couplés», qui synchronisent leur motilité de la même façon que l'étincellement des lucioles ou qu'une «onde mexicaine» dans un stade de sport. D'après les chercheurs, cette association provient de l'écoulement de fluides créés par le battement des flagelles. L'étude prouve pour la première fois que la synchronisation est provoquée par des interactions hydrodynamiques. «Ces résultats montrent que la synchronisation du battement des flagelles est un problème beaucoup plus complexe que l'on ne pensait, et implique une interaction délicate entre la régulation cellulaire, l'hydrodynamique et le bruit biochimique», explique le professeur Raymond Goldstein du département de mathématiques appliquées et de physique théorique à l'université de Cambridge au Royaume-Uni. Dans un article traitant du même thème, Roman Stocker et William Durham du Massachusetts Institute of Technology (MIT) aux États-Unis spéculent que le mouvement «de course et de chute» de C. reinhardtii pourrait l'aider à échapper aux prédateurs.
Pays
Royaume-Uni, États-Unis