Le tardigrade est devenu une célébrité scientifique pour une raison spectaculaire : certains individus ont survécu à une exposition directe au vide spatial.
L’expérience la plus célèbre s’est déroulée en septembre 2007, à bord de la mission FOTON-M3. Des tardigrades déshydratés furent placés à l’extérieur de la capsule grâce à la plateforme BIOPAN-6 de l’Agence spatiale européenne. Pendant plusieurs jours en orbite basse, certains échantillons furent exposés au vide spatial, d’autres au vide accompagné de différentes bandes de rayonnement ultraviolet solaire. Après leur retour sur Terre et leur réhydratation, une partie des animaux reprit une activité normale.
Mais la formule souvent répétée — « le tardigrade peut survivre dans l’espace » — cache une réalité beaucoup plus intéressante.
Les animaux n’étaient pas tranquillement actifs dans le vide. Ils avaient été préalablement déshydratés et placés dans un état physiologique extrême appelé anhydrobiose, une forme de cryptobiose durant laquelle l’activité métabolique devient extraordinairement faible. Et surtout, les rayonnements solaires non filtrés se sont révélés beaucoup plus meurtriers que le vide lui-même.
Le véritable exploit du tardigrade n’est donc pas d’être « indestructible ». C’est sa capacité à interrompre presque entièrement sa vie active, supporter une perte d’eau normalement mortelle pour un animal, puis reprendre son fonctionnement lorsque les conditions redeviennent favorables.
Sommaire
- Qu’est-ce qu’un tardigrade ?
- Pourquoi a-t-il besoin d’eau malgré sa réputation d’extrémophile ?
- Qu’est-ce que la cryptobiose ?
- Comment fonctionne l’anhydrobiose ?
- La mission FOTON-M3 de 2007
- Comment les tardigrades ont-ils été exposés au vide spatial ?
- Quels animaux ont réellement survécu ?
- Pourquoi le rayonnement solaire change complètement le résultat
- L’expérience TARSE menée sur la même mission
- Pourquoi ces recherches intéressent l’astrobiologie
- Quel fut le rôle exact de l’ESA ?
- Quel est le rôle du CNES dans ce type de recherche ?
- Idées reçues
- FAQ
- Conclusion
Qu’est-ce qu’un tardigrade ?
Les tardigrades constituent un embranchement d’animaux microscopiques possédant un corps court et segmenté ainsi que quatre paires de pattes.
Ils sont souvent surnommés « oursons d’eau » en raison de leur démarche lorsque leur déplacement est observé au microscope.
L’ESA rappelle que les plus grandes espèces dépassent légèrement un millimètre, tandis que de nombreux individus sont bien plus petits. Ils peuvent vivre dans des films d’eau extrêmement minces présents sur les mousses, les lichens, la végétation humide, les sols ou divers environnements aquatiques.
Cette dernière précision est importante.
Le tardigrade est souvent présenté comme un animal capable de vivre sans eau.
En réalité, un tardigrade actif dépend de l’eau.
C’est lorsqu’elle disparaît qu’intervient son extraordinaire stratégie de survie.
Pourquoi a-t-il besoin d’eau malgré sa réputation d’extrémophile ?
Toutes les réactions biochimiques normales d’un animal nécessitent un environnement aqueux.
Les tardigrades ne constituent pas une exception lorsqu’ils sont actifs : ils se déplacent, se nourrissent, grandissent et se reproduisent dans un film d’eau.
Leur particularité consiste à pouvoir tolérer une disparition presque complète de cette eau.
Pour la plupart des animaux, une déshydratation extrême provoque rapidement des dommages irréversibles : membranes cellulaires déstabilisées, protéines altérées, structures intracellulaires perturbées et dommages génétiques.
Certaines espèces de tardigrades ont cependant développé des mécanismes permettant de traverser cette période sous une forme profondément transformée.
C’est ce que l’on appelle la cryptobiose.
Qu’est-ce que la cryptobiose ?
Le terme décrit un état réversible dans lequel l’activité métabolique devient extrêmement faible au point d’être difficile à détecter.
Il ne s’agit donc pas d’un sommeil ordinaire.
L’animal suspend une grande partie des processus caractéristiques de la vie active en attendant le retour de conditions compatibles avec son fonctionnement.
L’ESA utilise précisément la cryptobiose et l’anhydrobiose pour expliquer comment les tardigrades tolèrent des conditions extrêmes qui seraient fatales lorsqu’ils sont normalement hydratés.
Plusieurs formes de cryptobiose peuvent être distinguées selon le stress environnemental concerné.
Pour comprendre l’expérience spatiale de 2007, la plus importante est l’anhydrobiose, déclenchée par la perte d’eau.
Comment fonctionne l’anhydrobiose ?
À mesure que son environnement s’assèche, un tardigrade capable d’anhydrobiose ne reste pas simplement immobile.
Son corps se contracte progressivement.
Les pattes se rétractent et l’animal adopte une forme compacte appelée couramment « tun ».
Une revue consacrée à la recherche spatiale sur les tardigrades décrit cette transformation comme une préparation active à la déshydratation. Le rétrécissement du corps diminue notamment la surface exposée et accompagne une profonde réorganisation physiologique.
Mais la forme extérieure n’est que la partie visible du phénomène.
Protéger les cellules sans eau
Les études moléculaires montrent que différentes lignées de tardigrades utilisent plusieurs mécanismes de protection.
Des familles particulières de protéines thermostables, notamment les protéines CAHS, MAHS et SAHS, ont été associées à la tolérance à la dessiccation chez certaines espèces.
Ces systèmes participent à la stabilisation des structures cellulaires dans des conditions où l’eau normalement indispensable à leur organisation a presque disparu.
Les mécanismes ne sont toutefois pas identiques chez toutes les espèces de tardigrades.
La capacité d’entrer efficacement en anhydrobiose varie entre espèces, populations et lignées. Il est donc incorrect de parler du « tardigrade » comme si plus d’un millier d’espèces possédaient exactement les mêmes performances.
La mission FOTON-M3 de 2007
Le test spatial historique a lieu en septembre 2007.
La capsule russe FOTON-M3 est lancée le 14 septembre depuis le cosmodrome de Baïkonour à bord d’une fusée Soyouz-U.
L’ESA avait installé à bord environ 400 kg d’expériences européennes, couvrant des domaines aussi variés que la biologie, la physique des fluides, la croissance cristalline, la dosimétrie des radiations et l’exobiologie. La capsule passa 12 jours en orbite avant de revenir sur Terre.
Certaines expériences restaient protégées à l’intérieur.
D’autres avaient un objectif beaucoup plus radical : être directement exposées à l’environnement spatial.
C’est là qu’intervient BIOPAN.
Comment les tardigrades ont-ils été exposés au vide spatial ?
BIOPAN était installé à l’extérieur de FOTON-M3.
Une fois la capsule en orbite, le dispositif pouvait s’ouvrir automatiquement afin d’exposer directement les échantillons au milieu spatial, puis se refermer avant la rentrée atmosphérique. Sur FOTON-M3, il embarquait dix expériences d’exobiologie et d’exposition aux radiations.
Parmi elles figurait TARDIS — Tardigrades in Space.
L’étude scientifique publiée l’année suivante précise que des adultes déshydratés de deux espèces furent employés :
- Richtersius coronifer ;
- Milnesium tardigradum.
Ils furent exposés pendant environ dix jours en orbite basse, entre environ 258 et 281 km d’altitude pour cette phase expérimentale.
Les animaux étaient divisés en plusieurs traitements.
Groupe 1 : vide spatial
Certains tardigrades étaient exposés au vide, mais protégés de la lumière solaire directe.
Groupe 2 : vide et UV-A/UV-B
D’autres recevaient également une partie du rayonnement ultraviolet solaire entre 280 et 400 nanomètres.
Groupe 3 : vide et spectre UV plus complet
Le traitement le plus sévère exposait les animaux au vide et à un spectre ultraviolet allant du vide-UV jusqu’aux UV-A, entre 116,5 et 400 nanomètres.
Tous les échantillons spatiaux recevaient parallèlement une exposition aux rayonnements ionisants solaires et cosmiques présents en orbite.
Cette séparation expérimentale est essentielle pour comprendre le résultat.
Quels animaux ont réellement survécu ?
Les tardigrades exposés au vide spatial seul ont particulièrement bien résisté.
Après le retour de la mission, ils furent réhydratés.
Chez les deux espèces étudiées, les chercheurs ne détectèrent globalement pas de différence importante de survie entre les animaux exposés uniquement au vide et leurs témoins conservés sur Terre.
C’est ce résultat qui justifie la célèbre affirmation selon laquelle les tardigrades peuvent survivre au vide spatial.
Mais elle doit toujours être accompagnée d’un détail essentiel :
ils étaient en anhydrobiose.
Ce n’était pas une vie normale dans le vide.
C’était une résistance physiologique extrême à une situation de déshydratation presque totale.
Les chercheurs observèrent également que les animaux ayant subi le vide seul pouvaient encore produire des œufs et que ceux-ci pouvaient éclore dans des proportions comparables aux témoins.
Pourquoi le rayonnement solaire change complètement le résultat
C’est le détail le plus souvent oublié dans les résumés populaires de l’expérience.
Le vide n’était pas le principal obstacle.
Le rayonnement ultraviolet solaire était beaucoup plus destructeur.
Chez Richtersius coronifer, aucun animal soumis au traitement ultraviolet le plus intense ne reprit une activité normale.
Chez Milnesium tardigradum, seuls trois individus survécurent au traitement combinant vide et spectre ultraviolet complet.
Dans le groupe soumis uniquement aux UV-A et UV-B en plus du vide, une proportion beaucoup plus importante de M. tardigradum se réactiva initialement, mais la mortalité ultérieure resta élevée.
Les auteurs conclurent donc que le rayonnement solaire non filtré avait un impact biologique très sévère.
La phrase « les tardigrades survivent dans l’espace » doit ainsi être remplacée par quelque chose de plus fidèle :
des tardigrades anhydrobiotiques peuvent très bien tolérer le vide spatial, mais leur survie diminue fortement lorsqu’ils sont directement exposés au rayonnement solaire ultraviolet.
L’expérience TARSE menée sur la même mission
FOTON-M3 comportait une autre expérience intéressante consacrée aux tardigrades : TARSE — Tardigrade Resistance to Space Effects.
Ce projet, intégré au programme LIFE de la mission, utilisait notamment l’espèce Macrobiotus richtersi.
Contrairement à TARDIS, TARSE permettait aussi de comparer des tardigrades déshydratés et des animaux actifs et hydratés ayant effectué les 12 jours de vol.
Les chercheurs étudièrent notamment :
- la survie ;
- l’intégrité de l’ADN génomique ;
- certaines protéines de réponse au stress ;
- les systèmes antioxydants ;
- différents paramètres de reproduction.
Chez les animaux hydratés étudiés, le vol spatial n’entraîna pas de différence détectable de survie ou d’intégrité de l’ADN par rapport aux témoins terrestres. Pendant la mission, certains tardigrades muèrent, des femelles pondirent et plusieurs œufs éclosèrent.
Ces résultats montrent que FOTON-M3 ne fut pas simplement un « concours de résistance ».
La mission cherchait réellement à comprendre les conséquences biologiques du vol spatial.
Pourquoi ces recherches intéressent l’astrobiologie
Exposer des organismes terrestres au milieu spatial permet de tester directement les limites de la vie.
L’ESA définit l’exobiologie comme l’étude des possibilités d’existence de la vie dans l’Univers et s’intéresse notamment à une question fondamentale : un organisme peut-il résister à un transport naturel d’un monde à l’autre ?
Ces expériences concernent donc directement l’hypothèse de lithopanspermie, selon laquelle des organismes ou formes de vie protégés dans des roches pourraient, dans certaines circonstances, être transférés entre corps planétaires.
Les tardigrades ne prouvent évidemment pas que ce scénario se produit.
Ils montrent seulement qu’un organisme animal peut tolérer certaines composantes extrêmement hostiles de l’environnement spatial.
Pour étudier sérieusement la possibilité d’un transfert interplanétaire, il faudrait également prendre en compte la durée du voyage, les radiations accumulées, l’éjection depuis une planète, la rentrée dans une atmosphère et la protection éventuelle offerte par une roche.
Quel fut le rôle exact de l’ESA ?
Dans l’expérience TARDIS de 2007, le rôle de l’Agence spatiale européenne est direct et documenté.
FOTON-M3 transportait une importante charge utile scientifique européenne.
L’ESA fournissait notamment BIOPAN-6, la plateforme extérieure ayant permis l’exposition des tardigrades à l’environnement spatial. Les expériences européennes furent préparées dans les installations de l’ESTEC, le centre de recherche et technologie de l’ESA aux Pays-Bas.
Pendant la mission, les expérimentations européennes étaient suivies depuis le Payload Operations Centre installé à Esrange, en Suède.
Aujourd’hui encore, l’ESA poursuit cette tradition avec des dispositifs d’exposition extérieure installés sur la Station spatiale internationale afin de tester bactéries, lichens, graines et autres organismes dans des conditions spatiales ou simulant partiellement certains environnements planétaires.
Quel est le rôle du CNES dans ce type de recherche ?
Il faut ici distinguer soigneusement deux choses.
Les sources vérifiées sur l’expérience TARDIS de FOTON-M3 attribuent son organisation directe à l’ESA et aux équipes scientifiques suédoises et allemandes. Elles ne permettent pas d’attribuer au CNES un rôle direct dans cette expérience précise.
En revanche, le Centre national d’études spatiales participe largement au même domaine scientifique : recherches en micropesanteur, sciences du vivant, exobiologie et préparation de l’exploration spatiale.
Le CNES dispose notamment à Toulouse du CADMOS — Centre d’Aide au Développement des Activités en Micropesanteur et des Opérations Spatiales.
Ce centre développe et suit des expériences françaises menées en microgravité dans plusieurs domaines, notamment la biologie et l’exobiologie.
Le CNES possède également une responsabilité thématique consacrée à l’exobiologie, aux exoplanètes et à la protection planétaire, et son comité scientifique CERES couvre explicitement les sciences de la vie et l’exploration humaine de l’espace.
Il est donc correct d’écrire que le CNES contribue en France à l’écosystème scientifique permettant de mener des recherches sur le vivant dans l’environnement spatial.
Il serait en revanche incorrect, sur la base des sources disponibles, de lui attribuer la conduite du projet TARDIS de 2007.
Cette distinction est essentielle pour conserver une histoire exacte de la mission.
Idées reçues
« Le tardigrade peut vivre normalement dans l’espace »
Faux.
Les survivants les plus spectaculaires de TARDIS étaient des animaux déshydratés en anhydrobiose. Ils ne se nourrissaient, ne marchaient et ne se reproduisaient pas normalement dans le vide. Ils reprirent leur activité après réhydratation sur Terre.
« Tous les tardigrades résistent à tout »
Faux.
Les performances varient fortement selon les espèces et les populations. Toutes ne possèdent pas la même tolérance à la dessiccation, aux températures ou aux radiations.
« Tous les tardigrades exposés au Soleil dans l’espace ont survécu »
Faux.
La majorité des animaux directement soumis au spectre ultraviolet solaire le plus intense furent tués. Seuls quelques Milnesium tardigradum survécurent aux conditions les plus sévères.
« Le vide spatial est ce qui les tue le plus »
L’expérience de 2007 suggère précisément l’inverse.
Les deux espèces tolérèrent très bien l’exposition au vide seul. Le rayonnement ultraviolet solaire fut beaucoup plus destructeur.
« Le tardigrade est immortel »
Non.
La cryptobiose augmente considérablement sa capacité de survie dans certaines conditions, mais un tardigrade peut mourir de dommages cellulaires, d’une exposition excessive aux radiations, d’une déshydratation mal tolérée ou d’autres contraintes.
La résistance n’est pas l’immortalité.
« Le CNES a envoyé les tardigrades de FOTON-M3 »
Les sources institutionnelles et scientifiques vérifiées ne permettent pas cette affirmation.
TARDIS était une expérience menée dans le cadre de la plateforme BIOPAN-6 fournie par l’ESA avec une équipe scientifique dirigée depuis la Suède. Le CNES travaille bien sur les sciences du vivant et l’exobiologie spatiale, mais son implication directe dans TARDIS n’est pas établie par les sources consultées.
FAQ
Qu’est-ce qu’un tardigrade ?
C’est un animal microscopique à huit pattes appartenant à l’embranchement des Tardigrada. Les espèces vivent notamment dans des milieux aquatiques ou dans de minces films d’eau présents sur les mousses, lichens et sols humides.
Comment un tardigrade survit-il sans eau ?
Certaines espèces peuvent entrer en anhydrobiose, forme de cryptobiose déclenchée par la dessiccation. Leur corps se contracte en « tun » et leur activité métabolique devient extrêmement faible jusqu’à la réhydratation.
Quand des tardigrades ont-ils été envoyés dans l’espace ?
L’expérience TARDIS a été réalisée pendant la mission FOTON-M3, lancée le 14 septembre 2007. La capsule passa 12 jours en orbite terrestre avant son retour.
Combien de temps ont-ils été directement exposés au vide ?
L’article scientifique consacré à TARDIS rapporte environ dix jours d’exposition dans BIOPAN-6 pendant la mission.
Quelles espèces ont été utilisées dans TARDIS ?
Les chercheurs ont utilisé des adultes déshydratés de Richtersius coronifer et Milnesium tardigradum, ainsi que des œufs dans certaines parties de l’expérience.
Ont-ils tous survécu ?
Non. Le vide seul fut très bien toléré, mais l’ajout du rayonnement ultraviolet solaire diminua fortement la survie. Dans les conditions UV les plus sévères, seuls trois Milnesium tardigradum reprirent une activité.
Les tardigrades pouvaient-ils encore se reproduire après le voyage ?
Après exposition au vide seul, les chercheurs n’observèrent pas de différence importante dans la ponte et l’éclosion par rapport aux témoins dans TARDIS. Une autre expérience de FOTON-M3, TARSE, documenta également des mues, des pontes et des éclosions pendant ou après le vol.
Pourquoi la lumière solaire est-elle si dangereuse dans l’espace ?
Sur Terre, l’atmosphère filtre une partie importante du rayonnement ultraviolet solaire. Dans l’espace, cette protection disparaît. Les UV à haute énergie peuvent provoquer d’importants dégâts aux molécules biologiques, notamment à l’ADN.
Le tardigrade pourrait-il survivre sur la Lune ?
L’expérience FOTON-M3 ne permet pas de répondre simplement oui.
Elle montre qu’un tardigrade déshydraté peut tolérer le vide pendant une durée limitée, mais le rayonnement solaire direct réduit fortement sa survie. Une installation durable sur la Lune impliquerait en outre d’autres problèmes : températures, exposition prolongée aux radiations et absence d’eau liquide permettant la reprise d’une vie active.
Pourquoi l’ESA étudie-t-elle ces organismes ?
Les recherches d’exobiologie permettent d’étudier les limites de la vie et la possibilité que des organismes survivent à certaines étapes d’un transport dans l’espace. Elles aident aussi à comprendre les mécanismes biologiques de protection contre la dessiccation et les radiations.
Conclusion
L’histoire du tardigrade dans l’espace est encore plus remarquable lorsqu’on la raconte sans exagération.
En septembre 2007, la mission FOTON-M3 emporta plusieurs expériences biologiques européennes. À l’extérieur de la capsule, la plateforme BIOPAN-6 permit d’exposer directement des organismes aux conditions orbitales.
Dans l’expérience TARDIS, des tardigrades adultes déshydratés de Richtersius coronifer et Milnesium tardigradum furent soumis au vide spatial et, selon les groupes, à différentes intensités de rayonnement ultraviolet solaire.
Après leur retour sur Terre, les tardigrades exposés au vide seul reprirent remarquablement bien leur activité après réhydratation. Leur survie était globalement comparable à celle des témoins terrestres.
Le résultat fut très différent lorsque le Soleil entra dans l’expérience.
Une exposition directe aux ultraviolets réduisit fortement la survie et les conditions les plus sévères tuèrent presque tous les animaux concernés. Trois individus de Milnesium tardigradum survécurent néanmoins au traitement combinant vide et spectre UV le plus complet.
C’est ce détail qui remet la célèbre réputation du tardigrade à sa juste place.
Il n’est pas invincible.
Son véritable pouvoir réside dans la cryptobiose, et particulièrement dans l’anhydrobiose : lorsqu’il perd presque toute son eau, certaines espèces sont capables de stabiliser suffisamment leurs cellules pour traverser un environnement qui détruirait rapidement un animal actif. À la réhydratation, l’activité biologique peut reprendre.
L’expérience FOTON-M3 a ainsi fourni la première démonstration publiée d’un animal ayant survécu directement à une exposition au vide spatial, certains individus résistant même à une combinaison de vide et de rayonnement solaire.
L’ESA fut au cœur de cette expérience en fournissant BIOPAN et l’infrastructure scientifique européenne de FOTON-M3. Elle poursuit aujourd’hui des recherches d’exobiologie visant à comprendre jusqu’où la vie terrestre peut résister hors de notre planète.
En France, le CNES participe au même champ scientifique par ses programmes d’exobiologie et ses activités de sciences du vivant et de microgravité, notamment grâce au CADMOS. Les sources consultées ne permettent toutefois pas de lui attribuer un rôle direct dans l’expérience TARDIS de 2007.
Le tardigrade ne nous apprend donc pas que les animaux peuvent habiter tranquillement le vide spatial.
Il démontre quelque chose de beaucoup plus fondamental : les limites biologiques de la vie animale peuvent se situer beaucoup plus loin que ce que l’on imaginait.