La phagocytose : avaler sans bouche
Le mécanisme de base de l'alimentation du blob s'appelle la phagocytose. Ce mot vient du grec phagein (manger) et kytos (cellule). C'est littéralement "manger par la cellule".
Concrètement, voici ce qui se passe quand le blob rencontre une bactérie ou un flocon d'avoine :
- La membrane externe du blob (le plasmalemme) détecte la présence d'une particule nutritive via des récepteurs chimiques.
- La membrane se déforme et s'enroule autour de la particule, comme une main qui ferme les doigts sur un objet.
- La particule se retrouve enfermée dans une petite poche interne, appelée phagosome, qui se détache de la membrane.
- Des enzymes digestives (contenues dans des organites appelés lysosomes) fusionnent avec le phagosome et dégradent la particule.
- Les nutriments libérés diffusent dans le cytoplasme et circulent dans tout le réseau veineux du blob grâce aux oscillations rythmiques du cytoplasme.
- Les déchets non digestibles sont expulsés hors de la cellule.
Source
Ce mécanisme a été décrit en détail dans les travaux de Wohlfarth-Bottermann (1979) sur la physiologie de Physarum polycephalum, publiés dans Journal of Experimental Biology. La phagocytose est également le mode d'alimentation des globules blancs humains, ce qui illustre bien la position du blob à la frontière entre les règnes.
Ce que mange le blob dans la nature
Dans son habitat naturel (forêts humides, bois mort, litière de feuilles), le blob se nourrit principalement de :
| Source de nourriture | Proportion dans le régime naturel | Pourquoi il les consomme |
|---|---|---|
| Bactéries du sol | Majoritaire | Très denses dans les sols humides, riches en protéines et en azote |
| Spores de champignons | Fréquent | Source de glucides complexes et de stérols essentiels |
| Levures sauvages | Fréquent | Riches en vitamines du groupe B |
| Microalgues | Occasionnel | Source de chlorophylle et de lipides |
| Matière organique en décomposition | Complémentaire | Source d'énergie de base quand les proies manquent |
Le blob ne consomme pas directement la matière végétale ou le bois. Ce qu'il cherche dans le bois mort, c'est la faune microbienne qui y prospère : bactéries, levures et champignons microscopiques qui colonisent ce milieu riche en cellulose. En broutant ces microbes, il participe au recyclage de la matière morte, ce que détaille la page sur son rôle dans la nature.
En captivité : les flocons d'avoine, pourquoi ça marche ?
En laboratoire et chez les particuliers qui élèvent un blob, les flocons d'avoine non cuits sont devenus la nourriture standard. Ce n'est pas un choix arbitraire : c'est le résultat de décennies d'expérimentation.
Les flocons d'avoine offrent au blob :
- De l'amidon (glucides lents) : source d'énergie principale
- Des protéines végétales (environ 13% du poids sec) : pour la construction cellulaire
- Du bêta-glucane (fibre soluble) : dont le blob tire des oligosaccharides
- Des minéraux : phosphore, magnésium, fer, en quantités suffisantes pour une croissance soutenue
En pratique, le blob ne phagocyte pas directement le flocon d'avoine comme il le ferait d'une bactérie. Il sécrète des enzymes extracellulaires qui dégradent l'amidon en sucres simples directement sur la surface du flocon, puis absorbe ces sucres. C'est une forme de "pré-digestion externe" qui complète la phagocytose classique.
Astuce pratique
Préférez les flocons d'avoine "petits" (flocons fins, pas les gros flocons). Leur surface de contact est plus grande, et le blob les colonise plus rapidement. Les flocons bio (sans fongicide) sont théoriquement préférables, mais les différences observées en pratique sont minimes.
Le blob sait-il choisir ce qu'il mange ?
C'est là que les choses deviennent vraiment fascinantes. Plusieurs expériences ont montré que le blob n'explore pas son environnement alimentaire au hasard : il effectue des choix actifs, et ces choix sont cohérents avec ses besoins nutritionnels.
L'expérience de Dussutour et Simpson (2010)
En 2010, Audrey Dussutour, alors chercheuse postdoctorale à l'université de Sydney, publie avec Tanya Latty, Madeleine Beekman et Stephen Simpson une série d'expériences sur les choix alimentaires du blob. Les chercheurs lui proposent d'abord des milieux qui ne diffèrent que par leur proportion de protéines et de glucides. Le blob pousse le plus vite et le plus densément sur ceux qui contiennent environ deux fois plus de protéines que de glucides.
Ils lui offrent ensuite plusieurs sources à la fois, chacune déséquilibrée. Le blob étend son réseau sur les bonnes sources dans les proportions qui lui permettent de reconstituer ce mélange idéal, et il délaisse les autres. Il compose ainsi un repas équilibré à partir d'aliments qui ne le sont pas, sans cerveau ni centre de décision. Les auteurs comparent cette capacité à celle des colonies d'insectes sociaux, qui y parviennent en se répartissant le travail entre des milliers d'individus.
Source
Dussutour A., Latty T., Beekman M., Simpson S. J., « Amoeboid organism solves complex nutritional challenges », PNAS 107 (10), p. 4607-4611, 2010.
Apprendre à ignorer ce qui le gêne
Le blob sait aussi changer de comportement avec l'expérience. Dans les expériences menées à Toulouse en 2016, il devait traverser un pont imprégné de quinine ou de caféine, deux substances qu'il évite, pour atteindre sa nourriture. Les premiers jours, il hésitait longtemps. Au bout de quelques jours, il traversait aussi vite que sur un pont neutre : il avait appris que la substance était sans danger. Cette forme d'apprentissage, l'habituation, est détaillée sur la page consacrée à la mémoire du blob.
Ce que le blob évite
- Le sel (NaCl) : provoque une déshydratation osmotique des cellules. Le blob s'en écarte rapidement. C'est l'un des répulsifs les plus fiables pour créer des "barrières" dans les expériences de labyrinthe.
- La caféine : à faible dose, répulsive mais non mortelle. Le blob peut s'y habituer avec le temps (c'est la base de l'expérience sur l'habituation de Dussutour).
- Les agrumes : la limonène et d'autres terpènes contenus dans les écorces d'agrumes sont fortement répulsifs pour le blob.
- Les huiles essentielles : en particulier les phénols (thym, origan) et les terpènes (pin, eucalyptus).
- L'alcool : dénature les protéines membranaires et est rapidement fatal à forte dose.
La distribution des nutriments dans le réseau
Une fois les nutriments absorbés, comment se distribuent-ils dans une structure qui peut s'étendre sur plusieurs dizaines de centimètres ? Le cytoplasme du blob oscille en permanence, alternant entre phases de flux vers l'avant (phase sol) et phases de reflux (phase gel), selon un rythme d'environ 100 secondes par cycle. Ces oscillations créent un flux net de cytoplasme orienté vers les zones de croissance active. Les nutriments "surfent" littéralement sur ces vagues internes.
Ce système est d'une efficacité remarquable : les nutriments absorbés à un bout du réseau peuvent atteindre l'autre bout en quelques minutes, même sur de très grandes distances. Pas besoin de système circulatoire séparé : le blob EST son propre système circulatoire.
Application en robotique
Ce mode de transport par flux oscillatoires inspire des chercheurs en microrobotique qui cherchent à créer des "robots mous" capables de distribuer des substances (médicaments, nutriments) sans pompe mécanique. Des équipes au Japon et aux États-Unis travaillent sur des microstructures imitant la dynamique du cytoplasme du blob.
Détecter à distance : ce que le blob perçoit vraiment
Un blob repère une source de nourriture à plusieurs centimètres, bien avant tout contact. Il ne détecte pas l'aliment lui-même mais les molécules volatiles et solubles qui s'en échappent et diffusent dans le substrat, en formant un gradient de concentration.
Les composés qui l'attirent le plus efficacement sont les sucres simples comme le glucose, certains acides aminés, et les métabolites émis par les colonies bactériennes. À l'inverse, il s'écarte des fortes concentrations en sel, de la quinine et de la caféine, cette dernière servant justement de répulsif de référence dans les expériences d'habituation.
La détection est donc une affaire de chimie diffusée, ce qui a une conséquence pratique en élevage : un flocon d'avoine posé sur un substrat sec ne diffuse presque rien et le blob mettra très longtemps à le trouver.
Pourquoi les flocons d'avoine fonctionnent si bien
Ce n'est pas l'avoine que le blob mange, ou en tout cas pas principalement. Un flocon déposé sur un substrat humide est rapidement colonisé par les bactéries et les levures présentes dans l'air et sur le support. Le blob vient consommer cette microflore, et digère au passage l'amidon rendu accessible.
Cela explique deux observations qui déroutent les débutants. D'abord, un flocon stérile fraîchement sorti d'un paquet neuf attire moins bien qu'un flocon posé la veille. Ensuite, un flocon laissé trop longtemps devient un foyer de moisissures qui concurrence le blob, ce qui est la première cause d'échec décrite dans les problèmes courants.
Un régime équilibré, choisi activement
Le blob ne se contente pas d'aller vers ce qui est le plus concentré. Placé face à plusieurs sources de compositions différentes, il répartit son réseau de façon à obtenir un rapport protéines sur glucides à peu près constant, autour de deux pour un.
S'il a été privé de protéines, il privilégie la source qui en contient le plus, puis rééquilibre. Cette régulation nutritionnelle, sans organe sensoriel ni système nerveux, est l'un des résultats les plus solides obtenus sur l'espèce, et elle donne une expérience simple à mener chez soi. Les quantités et les rythmes pratiques sont détaillés dans que mange le blob.
Questions fréquentes
Le blob a-t-il une bouche ?
Non, ni bouche ni estomac. Il entoure la particule avec sa membrane, l'enferme dans une vacuole et la digère à l'intérieur de son cytoplasme. C'est la phagocytose.
À quelle distance le blob détecte-t-il sa nourriture ?
Plusieurs centimètres sur un substrat humide, qui laisse diffuser les molécules. Sur un support sec, la diffusion est très réduite et la détection devient beaucoup plus lente.
Le blob peut-il choisir ce qu'il mange ?
Oui. Face à plusieurs sources, il répartit son réseau de manière à maintenir un rapport protéines sur glucides à peu près constant, et compense les carences en privilégiant la source manquante.
Que se passe-t-il si on ne le nourrit plus ?
Il s'étend d'abord en cherchant activement, pâlit, puis finit par se rétracter et former un sclérote. C'est une mise en veille réversible, pas une mort.
Sources
- Dussutour A., Latty T., Beekman M., Simpson S. J., Amoeboid organism solves complex nutritional challenges, PNAS 107 (2010).
- Boisseau R. P., Vogel D., Dussutour A., Habituation in non-neural organisms, Proceedings of the Royal Society B 283 (2016).
- Tero A. et coll., Rules for biologically inspired adaptive network design, Science 327, 439-442 (2010).
- Fiche Physarum polycephalum, Wikipédia en français.