Le 23 avril 2021, Thomas PESQUET, astronaute français, a décollé à destination de l’ISS (Station Spatiale Internationale) depuis Cap Canaveral, en Floride. Après la mission Proxima, entre novembre 2016 et juin 2017, qui a permis à Thomas Pesquet de séjourner 196 jours dans l’espace, il s’est à nouveau envolé pour 6 mois (d’avril à octobre) à bord du vaisseau spatial Crew Dragon de Space X pour son deuxième voyage : 

Sur la mission Alpha, une centaine d’expériences scientifiques, techniques et éducatives sont prévues, dont 12 nouvelles contributions françaises, préparées par le Cadmos (Centre d'aide au développement des activités en micro-pesanteur et des opérations spatiales). Et parmi ces expériences, le projet « blob-ISS  » sera la première étude du comportement d'un blob en micropesanteur.

Thomas Pesquet a en effet emporté avec lui quatre blobs installés dans une « Blob Box » élaborée par Jean-Loup Cartier (directeur technique chez COMAT Aerospace), pour effectuer diverses expériences lors de sa mission Alpha.

Issu de la fusion de deux gamètes de sexe opposé, cellules sexuées appelées spores (comme pour les champignons), une cellule œuf se forme comme pour un embryon humain. Mais deux différences remarquables sont notables :

• le blob possède 720 sexes différents, l'espèce humaine n'ayant qu'un ovocyte II et un spermatozoïde ;
• la cellule œuf ne se divise pas, ne forme pas une morula puis un embryon mais, seul le noyau se divise.

Ce sont donc les divisions successives de ses noyaux qui font grossir cette cellule unique ; un blob peut atteindre
jusqu'à 10 mètres carrés!

Dans des conditions environnementales favorables à savoir un milieu frais et humide, où le blob entoure la nourriture qu'il trouve et sécrète des enzymes pour la phagocyter, les nombreux noyaux et les réseaux veineux qui assurent la distribution des nutriments constituent un plasmode.

Lorsque les réserves alimentaires sont taries et que le blob a atteint une taille suffisante, il entre en phase de reproduction : des sporocystes (poches contenant des spores) se forment dans le plasmode. Ces spores sont alors dispersées par le vent et peuvent vivre pendant plusieurs années.
Lorsque du retour de conditions environnementales favorables, les spores germent et libèrent des cellules flagellées ou des cellules amiboïbes qui fusionnent pour former un nouveau plasmode.

Physarum Polycephalum peut presenter des comportements très étonnants.

Pour chercher des bactéries et des moisissures donc pour se nourrir, le plasmode, forme végétative du blob, a la capacité de se déplacer en changeant de direction environ toutes les deux minutes. Les filaments d’actine du plasmode se contractent puis se relâchent, ce qui crée un gradient de pression grâce auquel le cytoplasme s’écoule à l’intérieur du plasmode : ce courant cytoplasmique ou changement de direction d’avant en arrière du flux de cytoplasme est qualifié de shuttle streaming évoquant le va-et-vient d’une navette (shuttle). Pour ne pas se diriger deux fois vers le même endroit, le blob sécrète un mucus qui a un rôle répulsif. Physarum polycephalum se déplace ainsi d’1cm/h. De plus ce mucus le protège de la dessication.

Une équipe de recherche du CNRS, Audrey Dussutour et David Vogel, en 2016, ont appris à plus de 2000 blobs (blobs « expérimentés ») à réprimer leur répulsion naturelle pour des substances inoffensives (café, quinine ou sel) pour atteindre leur nourriture de l’autre côté d’un pont qui en est recouvert.

Cette même équipe a appris à 2 000 blobs (blobs « naïfs ») à franchir un pont vierge de toute substance.

Au terme de cet apprentissage, les chercheurs ont formé des paires de blobs « expérimentés », des paires de blobs « naïfs » et des paires mixtes qui fusionnaient au niveau de leur zone de contact ; les blobs fusionnés devaient ensuite à leur tour traverser un pont couvert de sel pour aller chercher leur nourriture.

Les chercheurs du CNRS ont constaté que les paires mixtes (un blob naïf pus un blob expérimenté) sont aussi rapides que les paires de blobs expérimentés et bien plus rapides que les paires de blobs naïfs : il suffit d’un blob expérimenté pour que l’information circule.

Mais sous quelle forme cette information est-elle transmise ?

Cet organisme unicellulaire est capable de trouver le chemin le plus court dans un labyrinthe, pour trouver sa nourriture, mais aussi pour équilibrer son régime alimentaire.

Le professeur japonais Toshiyaki Nagakaki a reproduit le réseau ferroviaire japonais sur une surface d’agar-agar et a placé des points de nourriture (flocons d’avoine) à chaque entrée du labyrinthe (station). Puis il a déposé sur la surface un blob et a observé la façon dont celui-ci reliait les différentes sources de nourriture. Il s’est alors aperçu que le blob avait créé un réseau mieux optimisé et plus efficace que le réseau japonais, en seulement 24h.

Physarum polycephalum a été capable de se déplacer dans le labyrinthe d’agar-agar et d’identifier le plus court chemin possible quand deux morceaux de nourriture sont placés à chaque entrée. En réalité, Physarum polycephalum parcourt tout le labyrinthe et persiste uniquement sur le chemin le plus court.

P. polycephalum est l’un des microbes eucaryotes le plus facile à cultiver in vitro au laboratoire : du papier absorbant humide et des flocons d’avoine suffisent, le blobs se nourrissant en fait des bactéries présentes sur l’avoine.

Le CNES, en partenariat avec le CNRS et avec le soutien de l’académie de Toulouse, a donc proposé à 4500 classes de primaire, collège et lycée de participer dès la rentrée 2021-2022, à une expérience éducative originale, basée sur l’étude du comportement du blob.
Cette expérience sera également menée par Thomas Pesquet à bord de l’ISS, lors de sa mission Alpha (projet Blob-ISS).

De nombreux élèves notamment des lycéens, de section STL (Sciences et Technologies de laboratoire), partout en France, sont d’ores et déjà inscrits et retenus pour mener à bien le

Pierre Castro a réalisé une carte interactive des projets #ElèveTonBlob en cours dans nos sections :

Comme les élèves, même si pour Thomas Pesquet presque tout a été automatisé, il aura toutefois la responsabilité de "réveiller" son blob, locataire un peu particulier, en l’hydratant. Puis il devra photographier son évolution en apesanteur, en réalisant des vidéos (1 vidéo toutes les deux minutes) selon deux protocoles :

• Protocole 1 : « Exploration » où il va tester en parallèle l’attitude de 2 blobs dans un environnement sans nourriture.
• Protocole 2 : « Exploitation » où il va fournir à 2 blobs plusieurs sources de nourriture.

En parallèle les élèves, en classe, au sol, vont reproduire l’expérience menée par l’astronaute : ils vont étudier le comportement du blob et comparer leurs résultats avec ceux obtenus par Thomas Pesquet dans l’ISS.¹.

En classe, les blobs seront étudiés dans des boîtes de Petri (kit fourni par le CNRS) et les élèves :

• mettront en œuvre des protocoles scientifiques ;
• travailleront à des solutions techniques pour la prise de vue des blobs pendant 7 jours ;
• compareront leurs observations sur le comportement, la nutrition et la vitesse de déplacement de leurs blobs (#ÉlèveTonBlob) avec les résultats obtenus dans l’ISS (Blob-ISS).

L’expérience sera mise en œuvre la semaine du 11 au 17 octobre 2021.

• Quel sera l’impact de la micropesanteur sur cet organisme unicellulaire étonnant ?

• Le comportement du Blob est-il différent dans l’espace ?

• Quels peuvent être les effets de la micropesanteur et des rayonnements sur l’évolution de cet organisme ?

En attendant les résultats, pour se préparer à cette expérience inédite, les enseignants peuvent consulter les protocoles de mise en œuvre et les activités en lien avec les programmes sur la page officielle de la mission Alpha.