Qu'est-ce qu'une méduse immortelle ? Définition de Turritopsis dohrnii

La méduse immortelle désigne Turritopsis dohrnii, une minuscule méduse de quelques millimètres qui possède une aptitude unique dans le règne animal : lorsqu'elle est blessée, affamée ou vieillissante, elle peut inverser son cycle de vie et redevenir un polype, c'est-à-dire revenir au stade juvénile fixé au fond, à partir duquel elle produira de nouvelles méduses. Ce retour en arrière, qu'elle peut en théorie répéter indéfiniment, lui a valu son surnom spectaculaire et une notoriété mondiale, bien au-delà des cercles de biologistes. Cette petite méduse appartient à l'embranchement des cnidaires, le groupe des animaux à cellules urticantes qui comprend aussi les anémones de mer, les hydres et le corail. Discrète et transparente, elle passerait totalement inaperçue sans son étrange capacité, découverte presque par hasard à la fin des années 1980 dans un laboratoire italien. Elle n'est pourtant pas invulnérable : dans la nature, la plupart des individus finissent dévorés ou emportés par une maladie bien avant d'avoir pu rajeunir. Sa singularité fait néanmoins d'elle un modèle précieux pour étudier le vieillissement, la plasticité des cellules et la régénération.

Qu'est-ce que la méduse immortelle ? Définition

La méduse immortelle est un hydrozoaire, une classe de cnidaires qui alternent généralement deux formes au cours de leur vie : une forme polype, fixée sur un support et souvent organisée en colonie, et une forme méduse, libre et nageuse, chargée de la reproduction sexuée. Turritopsis dohrnii appartient à la famille des Oceaniidés et se distingue par une taille modeste, son ombrelle ne dépassant guère quelques millimètres de diamètre à l'âge adulte. Ce qui la rend exceptionnelle n'est pas sa longévité mesurée, que personne ne connaît vraiment dans la nature, mais sa capacité à échapper à la mort par vieillissement : au lieu de dépérir après s'être reproduite, comme le font la plupart des méduses, elle peut se transformer de nouveau en polype, lequel donnera naissance à de nouvelles méduses génétiquement identiques. On parle à son sujet d'immortalité biologique, une expression qui signifie que l'animal ne présente pas de sénescence inévitable, et non qu'il serait impossible de le tuer. Les biologistes emploient aussi le terme de rajeunissement ou de développement inversé. Plusieurs espèces proches du genre Turritopsis, longtemps confondues avec elle, présenteraient des capacités comparables.

D'où vient le nom de la méduse immortelle ?

Le mot méduse renvoie à la mythologie grecque. Méduse, dont le nom est généralement rattaché à un verbe signifiant « protéger » ou « régner », était l'une des trois Gorgones, monstre à la chevelure de serpents dont le regard changeait les hommes en pierre. Ce n'est qu'au XVIIIe siècle, avec la classification du naturaliste suédois Linné, que le nom a été appliqué à ces animaux marins, dont les tentacules ondulants rappelaient la chevelure serpentine de la Gorgone. Le qualificatif « immortelle », issu du latin immortalis, est quant à lui une appellation médiatique plutôt que scientifique, popularisée dans les années 2000 et 2010 par la presse, les documentaires et les ouvrages de vulgarisation, souvent avec une pointe d'exagération. Le nom de genre Turritopsis, formé sur le latin turris, « tour », évoque une forme de tourelle, en référence à l'allure de l'ombrelle, haute et arrondie. L'épithète dohrnii, enfin, rend hommage au zoologiste allemand Anton Dohrn, fondateur à la fin du XIXe siècle de la célèbre station zoologique de Naples, l'un des premiers grands centres de recherche en biologie marine au monde, où se sont formés des générations de zoologistes.

À quoi ressemble la méduse immortelle ?

Vue à l'œil nu, la méduse immortelle ressemble à une minuscule cloche de verre, à peine plus grande qu'un grain de riz, qui palpite dans l'eau. Son ombrelle est transparente, haute et presque sphérique, avec une paroi épaisse et gélatineuse. En son centre, on distingue nettement un estomac rouge vif, le manubrium, qui pend vers le bas comme un battant de cloche et porte la bouche à son extrémité. Le bord de l'ombrelle est garni de nombreux tentacules fins, de quelques-uns chez la jeune méduse jusqu'à plusieurs dizaines chez l'adulte, armés de cellules urticantes appelées cnidocytes qui paralysent les proies microscopiques. À la base de chaque tentacule se trouve un petit renflement, et les organes reproducteurs se développent sur les parois de l'estomac, ce qui accentue sa couleur rouge chez les individus matures. Comme toutes les méduses, elle n'a ni cerveau, ni cœur, ni squelette, et son corps est constitué en très grande majorité d'eau. Elle nage par contractions rythmiques de l'ombrelle, qui expulsent l'eau et la font avancer par petites saccades, mais elle reste avant tout un élément du plancton, porté par les courants.

Comment la méduse immortelle rajeunit-elle ? Un cycle de vie inversé

Le cycle de vie normal de la méduse immortelle ressemble à celui des autres hydrozoaires. La larve issue de la fécondation, la planula, se fixe sur le fond et devient un polype, qui bourgeonne pour former une petite colonie ramifiée. Cette colonie libère à son tour de jeunes méduses qui grandissent dans le plancton, deviennent adultes et se reproduisent en libérant ovules et spermatozoïdes. Chez la plupart des espèces, la méduse meurt ensuite. Turritopsis dohrnii dispose d'une alternative : lorsqu'elle subit un stress, une blessure, un jeûne prolongé, un brusque changement de température ou le vieillissement, elle peut se laisser couler, résorber ses tentacules et son ombrelle et se rétracter en une petite masse de cellules, une sorte de kyste, posée sur le fond. En un à trois jours environ, cette masse développe des stolons, des tiges rampantes, puis un nouveau polype, qui reconstituera une colonie et produira de nouvelles méduses. Le phénomène a été observé pour la première fois à la fin des années 1980 par un étudiant qui élevait ces méduses en Italie, puis décrit dans une publication scientifique en 1996.

La transdifférenciation, clé du rajeunissement

Le secret de la méduse immortelle réside dans un processus cellulaire appelé transdifférenciation. Chez la plupart des animaux, une cellule spécialisée le reste définitivement, et seules quelques cellules souches peuvent produire différents types de tissus. Chez Turritopsis dohrnii, au moment du rajeunissement, des cellules déjà spécialisées de la méduse, comme celles des muscles de l'ombrelle, se transforment directement en d'autres types de cellules, nécessaires à la construction du polype, sans repasser forcément par un stade de cellule souche. Cette reprogrammation spontanée passionne les chercheurs, car elle rappelle les techniques de laboratoire qui permettent de transformer des cellules adultes humaines en cellules pluripotentes, à la base d'une partie de la médecine régénérative. Des études génétiques récentes, comparant son génome à celui d'espèces proches incapables de rajeunir, ont identifié chez elle des particularités dans des gènes liés à la réparation de l'ADN, à la protection des extrémités des chromosomes et au maintien des cellules souches. Ces résultats ouvrent des pistes, mais restent loin de toute application à l'homme.

Où vit la méduse immortelle ?

La méduse immortelle a d'abord été étudiée en mer Méditerranée, notamment sur les côtes italiennes, où elle vit dans les eaux côtières tempérées et chaudes. Des méduses du genre Turritopsis ont ensuite été signalées dans de nombreuses régions du monde, de l'Atlantique au Pacifique, en passant par les côtes du Japon, du Panama ou de l'Espagne. Une partie de cette expansion serait liée aux eaux de ballast des navires de commerce, qui transportent involontairement des polypes et des méduses d'un port à l'autre, au point que certains chercheurs évoquent une invasion silencieuse. L'identification précise des espèces reste toutefois délicate, car plusieurs Turritopsis très semblables ont longtemps été confondues, et les analyses génétiques ont permis de mieux les distinguer. Comme les autres petites méduses, elle se nourrit de zooplancton : œufs et larves de poissons, petits crustacés, larves de mollusques, qu'elle capture grâce à ses tentacules urticants avant de les porter à sa bouche. Elle sert elle-même de nourriture à de nombreux prédateurs planctonophages, poissons, autres méduses ou animaux filtreurs. Les polypes vivent fixés sur des rochers, des coquilles, des algues ou des structures immergées, souvent dans des eaux peu profondes. Leur petite taille rend l'observation de l'espèce difficile en plongée, et la plupart des connaissances proviennent d'élevages en aquarium, où les chercheurs peuvent suivre au jour le jour chaque colonie et déclencher le rajeunissement en modifiant les conditions.

La méduse immortelle est-elle vraiment immortelle ?

Malgré son surnom, la méduse immortelle n'échappe pas à la mort. Son aptitude à rajeunir la protège seulement du vieillissement, et uniquement lorsque les conditions le permettent. Dans la nature, l'immense majorité des individus disparaissent bien avant d'avoir pu exploiter cette capacité : ils sont mangés par des poissons ou d'autres animaux du plancton, emportés par des maladies, ou rencontrent des conditions trop défavorables pour se transformer. Personne n'a d'ailleurs jamais suivi une méduse immortelle pendant des siècles, et l'on ignore combien de fois un même individu peut répéter le cycle dans la nature. En laboratoire, certains chercheurs, comme le biologiste japonais Shin Kubota, ont pourtant obtenu plusieurs rajeunissements successifs chez des méduses de ce genre. Il faut aussi noter que le polype issu du rajeunissement produit ensuite de nombreuses méduses génétiquement identiques : on peut ainsi considérer que c'est le patrimoine génétique de l'individu, plutôt que l'animal lui-même, qui se perpétue. La formule d'« immortalité biologique » doit donc être comprise comme l'absence de sénescence programmée, et non comme une invulnérabilité. Elle n'en reste pas moins une prouesse unique chez un animal doté d'une forme adulte sexuée.

D'autres champions de la régénération

La méduse immortelle n'est pas le seul organisme à défier le vieillissement ou les blessures. Sa cousine l'hydre d'eau douce, autre petit cnidaire, renouvelle en permanence ses cellules et ne montre pas de signes de vieillissement en laboratoire. Certaines éponges et certains coraux forment des colonies pouvant vivre des milliers d'années, et des observations ont montré que d'autres méduses, comme l'aurélie, sont parfois capables de revenir partiellement au stade de polype. Les vers plats appelés planaires régénèrent un individu complet à partir d'un petit fragment, et chez les vertébrés, les urodèles sont les champions incontestés de la réparation des tissus, à commencer par l'axolotl, amphibien mexicain capable de reconstituer des membres entiers, une partie de son cœur ou de sa moelle épinière sans cicatrice. Étudier ces organismes, chacun avec ses propres mécanismes, permet aux biologistes de mieux comprendre pourquoi nos cellules vieillissent, pourquoi nos tissus cicatrisent au lieu de se régénérer, et quelles pistes pourraient un jour améliorer la médecine régénérative. Chaque espèce apporte une pièce du puzzle, et la petite méduse méditerranéenne en est sans doute l'une des plus surprenantes.