Un tardigrade adulte dépasse rarement un demi-millimètre, la taille d’un grain de sel fin. Il emporte pourtant dans ce volume une bouche armée de deux stylets, parfois deux yeux, un cerveau et une chaîne nerveuse ventrale complète. Sur les quelque 1 500 espèces décrites, ce plan d’ensemble varie peu : une tête discrète, un corps trapu à quatre paires de pattes griffues, et une organisation interne étonnamment sobre. Les trois systèmes qui structurent la perception et l’alimentation de l’animal, ses yeux, sa bouche et ses nerfs, méritent qu’on les examine un par un. Pour la question de l’échelle et du matériel d’observation, le détail est dans l’article sur la taille et observation au microscope.
Des yeux réduits à deux taches pigmentées
Quand on parle des yeux du tardigrade, il faut oublier l’image d’un œil de mouche ou de crevette. Il s’agit d’ocelles, des structures simples situées de part et d’autre de la tête, qui apparaissent au microscope comme deux points sombres, noirs ou rougeâtres selon les espèces. Chaque ocelle mesure quelques micromètres seulement.
Les études d’ultrastructure, menées notamment par Greven sur plusieurs espèces, y décrivent trois cellules : une cellule photoréceptrice, une cellule pigmentaire en forme de coupe et une cellule à microvillosités. Pas de cristallin, pas de rétine à plusieurs couches. Cet œil ne forme aucune image. Il détecte la présence de lumière et, grâce à la coupe pigmentaire qui masque une partie du faisceau, sa direction approximative.
Cette sensibilité suffit à orienter le comportement. Chez de nombreuses espèces, les tardigrades fuient la lumière vive, ce qui a du sens pour un animal qui vit dans les films d’eau des mousses, des lichens ou des sédiments. Mieux vaut rester à l’abri du soleil quand on risque de se dessécher.
Tous les tardigrades ne voient pas, d’ailleurs. Beaucoup d’espèces n’ont aucun ocelle visible, notamment chez les formes marines et celles qui vivent dans le sable. Autre piège pour l’observateur : dans certaines préparations montées entre lame et lamelle, le pigment finit par se dissoudre, et un animal pourvu d’yeux semble en être dépourvu.
La vision n’est de toute façon qu’un sens parmi d’autres. Les tardigrades portent à l’avant du corps des papilles et des soies sensorielles. Chez les hétérotardigrades (le groupe de Echiniscus, souvent couvert de plaques dorsales), la tête s’orne en plus de cirres et de massues sensorielles, les clavae. Ces appendices captent les vibrations, le contact et sans doute des signaux chimiques. Sur un animal qui avance à une vitesse d’escargot, ces antennes minuscules comptent probablement plus que les ocelles.
Une bouche à stylets au bout du museau
La bouche s’ouvre à l’extrémité avant du corps, et c’est la pièce d’anatomie la plus étudiée par les taxonomistes. Elle donne accès à un tube buccal rigide, au fond duquel se trouve un bulbe pharyngien musculeux. Deux stylets, de fines aiguilles chitineuses soutenues par des supports, jaillissent de l’ouverture comme une lance.
Le mécanisme est celui d’une seringue. Le tardigrade perce la paroi d’une cellule d’algue, de mousse ou le tégument d’une proie, puis le bulbe pharyngien pompe le contenu. Chez beaucoup d’espèces, le bulbe renferme des placoïdes, des épaississements durcis qui l’aident à broyer. Le régime varie : algues unicellulaires, cellules végétales, bactéries, mais aussi nématodes, rotifères et parfois d’autres tardigrades. Milnesium tardigradum, carnivore affirmé, a même une bouche différente, entourée de lamelles et dépourvue de placoïdes.
Le tube digestif qui suit se découpe en trois parties : un intestin antérieur, un intestin moyen où se fait l’essentiel de l’absorption et un intestin postérieur. Chez les eutardigrades, trois glandes dites de Malpighi, à la jonction entre l’intestin moyen et le postérieur, jouent un rôle d’excrétion, et les déchets sortent par un cloaque. Il n’existe ni cœur ni poumons : l’oxygène traverse la cuticule, et un liquide emplissant la cavité du corps, chargé de cellules de réserve, fait circuler les nutriments.
Il y a un détail que peu de gens connaissent. L’appareil buccal fait partie de la cuticule, et le tardigrade le perd à chaque mue. Les stylets sont remplacés par de nouveaux, formés sous l’ancienne enveloppe, et l’animal ne peut pas se nourrir pendant ce temps. Chez certaines espèces, les femelles pondent leurs œufs directement dans la vieille cuticule abandonnée.
Un cerveau et une chaîne nerveuse ventrale
Le système nerveux suit le schéma classique des animaux à corps segmenté. Un cerveau dorsal, logé dans la tête au-dessus du pharynx, est relié par deux connectifs qui contournent la gorge à une chaîne nerveuse ventrale. Cette dernière compte quatre ganglions appariés, un par paire de pattes, reliés entre eux. Un ganglion situé sous le pharynx contrôle la région buccale. Chaque patte reçoit ainsi son relais nerveux local, ce qui explique la démarche lente mais coordonnée du tardigrade.
La structure du cerveau, elle, reste débattue. Les reconstructions en trois dimensions, par exemple celles réalisées sur Macrobiotus hufelandi en 2008, y distinguent plusieurs régions appariées, mais les spécialistes discutent encore de leur correspondance avec les trois segments cérébraux des arthropodes. Le nombre de neurones varie selon les espèces et reste mal établi.
Le cas d’Hypsibius dujardini, modèle de laboratoire, donne le vertige. Les comptages publiés en 2007 évoquent autour d’un millier de cellules pour un adulte entier. Chez de nombreuses espèces, ce nombre reste fixe après l’éclosion : l’animal grandit en augmentant la taille de ses cellules, pas leur nombre (c’est l’eutélie). À titre de comparaison, un cerveau humain compte environ 86 milliards de neurones, soit plus de quatre-vingts millions de fois le total cellulaire de cet adulte.
Cette sobriété a une explication génétique. Une étude parue dans Current Biology en 2016 (Smith et coll.) a montré que les tardigrades ont perdu les gènes Hox qui dirigent la formation de la partie postérieure du corps des arthropodes. Leur corps compact correspondrait à la tête et à quelques segments du tronc, le reste ayant disparu au fil de l’évolution. Un petit animal court et trapu, donc, mais pas un animal simple.
Ce que cette anatomie change pour la survie
Peu d’organes, peu de cellules, une cuticule qui sert à la fois de peau, de squelette et de poumon : cette économie de moyens va de pair avec la résistance extrême de l’animal. Au moment de la déshydratation, le tardigrade rétracte ses pattes, replie son corps en un « tonnelet » et réduit son métabolisme à un niveau presque indétectable. Les mécanismes moléculaires de cette mise en veille sont détaillés dans l’article sur le tardigrade cryptobiose et, pour les chiffres de tolérance, dans celui sur la cryptobiose et survie extrême.
Dans la galerie des animal record trait physique le plus etonnant, le tardigrade ne gagne ni par la taille ni par la vitesse. Son titre tient à une anatomie minimaliste qui permet de se suspendre et de repartir, au lieu de lutter contre les conditions du milieu.
Pour vérifier tout cela chez soi, rien de plus simple : un échantillon de mousse humidifié pendant quelques heures, une loupe binoculaire pour repérer les animaux, puis un microscope à fort grossissement. Si le bulbe pharyngien et les stylets sont visibles à 400 fois, c’est que la mise au point est bonne. Et ces pièces, bien plus que la couleur ou la taille, servent à identifier l’espèce : la plupart des clés de détermination s’appuient sur la forme du tube buccal et des placoïdes.
