Qu'est-ce qui tue vraiment un tardigrade ?

Les tardigrades (oursons d'eau)

Qu'est-ce qui tue vraiment un tardigrade (ourson d'eau), ce minuscule animal ? Desséchés, ils ont survécu dix jours dans le vide spatial et à des rayons gamma correspondant à une dose environ mille fois supérieure à celle qui tuerait un être humain. Congelés, ils sont revenus à la vie après trente ans dans de la mousse de l'Antarctique. Mais dans une expérience, la moitié des tardigrades actifs et éveillés sont morts après une seule journée à 37 degrés Celsius, à peu près la température de votre corps.

Tout cela est vrai. Pour comprendre comment, nous allons suivre un tardigrade pendant que son monde s'assèche, et voir pourquoi le dessèchement le protège de dangers qu'il ne rencontre jamais dans la nature, et ce qui finit par le briser.

Le petit ours d'eau

En 1773, un pasteur allemand, Johann August Ephraim Goeze, en observa un au microscope et l'appela "kleiner Wasserbär", le petit ours d'eau. Quelques années plus tard, le naturaliste italien Lazzaro Spallanzani lui donna le nom qu'utilisent encore les scientifiques : tardigrade, celui qui marche lentement. Il mesure moins d'un millimètre, a huit pattes trapues terminées par des griffes, et une bouche munie de deux stylets pointus qui percent sa nourriture. Environ mille cinq cents espèces ont été décrites, des sédiments océaniques à plus de quatre kilomètres et demi de profondeur jusqu'aux trous d'eau de fonte des glaciers alpins.

Mais ceux qui ont rendu les tardigrades célèbres vivent bien plus près de nous, dans la mousse et les lichens des murs, des toits et de l'écorce des arbres. Certains broutent des algues, d'autres chassent. Dans l'intestin d'une espèce antarctique, des chercheurs ont trouvé des mâchoires de rotifères et des griffes d'autres tardigrades. Beaucoup d'espèces se passent complètement de mâles, et les femelles pondent sans accouplement, parfois dans la peau qu'elles viennent de muer.

Un coussin de mousse est un endroit difficile où vivre. Après la pluie, c'est un minuscule marécage, et quelques jours secs plus tard, ce n'est plus que de la poussière. Beaucoup de tardigrades marins et d'eau douce meurent s'ils se dessèchent. Ceux qui vivent dans la mousse font autre chose.

La vie cachée

Quand la mousse sèche, le tardigrade rentre la tête et les pattes et se recroqueville en un petit tonneau ridé. Les biologistes appellent cela un tonnelet. Il ne garde que deux à trois pour cent de l'eau qu'il contenait à l'état actif. Son métabolisme tombe si bas qu'il devient difficile à mesurer.

Il peut rester ainsi pendant des années, et le cas le mieux documenté, tiré d'un échantillon de mousse sèche, est d'environ vingt ans. Ajoutez de l'eau, et en quelques minutes ou quelques heures, il se déplie et s'en va. En 1959, le biologiste David Keilin a nommé cet état cryptobiose, la vie cachée. Il l'a décrit comme un état sans signe de vie visible, où le métabolisme devient à peine mesurable ou s'arrête complètement.

Cela soulève une question étrange : un tardigrade desséché est-il vivant ? Il ne montre aucun signe de vie visible, mais il n'est pas mort non plus, puisqu'il peut revenir. Les tardigrades n'ont pas été les premiers animaux observés en train de faire cela. En 1702, Antonie van Leeuwenhoek ajouta de l'eau à des sédiments secs tirés d'une gouttière et vit de minuscules animaux, les rotifères, revenir à la vie.

Aujourd'hui, on sait que cette astuce est apparue plusieurs fois au cours de l'évolution : chez les rotifères, chez certains vers ronds, dans les œufs d'artémia et dans les graines des plantes. Congelé dans le pergélisol sibérien, un ver rond est revenu à la vie après environ quarante-six mille ans, et un rotifère après environ vingt-quatre mille ans. Même chez les tardigrades, les deux grandes branches semblent l'avoir acquise séparément, avec des ensembles de gènes différents.

Du verre sans sucre

Alors, qu'est-ce qui empêche une cellule desséchée de se désagréger ? Beaucoup d'animaux qui survivent au dessèchement remplissent leurs cellules d'un sucre appelé tréhalose. Chez les embryons d'artémia, il peut atteindre environ quinze pour cent de leur poids sec. À mesure que l'eau s'en va, le sucre peut se figer en un verre qui maintient les molécules de la cellule en place.

Les tardigrades en ont très peu, et certaines espèces semblent n'en avoir presque pas. En 2017, Thomas Boothby et ses collègues du laboratoire de Bob Goldstein ont trouvé sur quoi ils semblent compter à la place : des protéines qui n'existent que chez les tardigrades et n'ont pas de forme fixe. Quand un tardigrade se dessèche, il augmente l'activité de certains de ces gènes jusqu'à vingt-deux fois. Quand les chercheurs en ont bloqué deux, moins de tardigrades ont survécu au dessèchement.

En éprouvette, les protéines se sont transformées en un solide semblable à du verre en séchant. Des travaux ultérieurs ont montré qu'elles peuvent aussi former des fibres et des gels, et la façon exacte dont elles protègent une cellule fait encore débat.

Dix jours dans l'espace

En septembre 2007, une expérience appelée TARDIS a placé des tardigrades desséchés à l'extérieur d'un satellite russe, Foton-M3. Pendant dix jours, à environ 260 à 280 kilomètres d'altitude, ils sont restés exposés au vide spatial et à son rayonnement cosmique. Deux espèces ont volé : certains animaux n'ont reçu aucune lumière du Soleil, d'autres une partie de ses ultraviolets, et d'autres la totalité. De retour sur Terre, ceux qui n'avaient affronté que le vide s'en sont aussi bien sortis que des tardigrades restés au sol.

C'est logique, car le vide est une sécheresse extrême, et la sécheresse, c'est ce pour quoi ils sont faits. Les ultraviolets complets, c'était autre chose. Pour une espèce, aucun n'est revenu à la vie, et pour l'autre, seuls trois animaux ont survécu. Les vols à l'intérieur des engins spatiaux, à l'abri du Soleil, se sont bien mieux passés.

Lors de la dernière mission de la navette spatiale Endeavour, en 2011, plus de quatre-vingt-dix pour cent des tardigrades ont survécu, et leurs œufs ont éclos normalement. En 2021, la NASA a envoyé une espèce étudiée en laboratoire à la Station spatiale internationale pour voir lesquels de ses gènes changent en orbite, et à notre connaissance, aucun résultat n'a encore été publié.

Mille fois la dose

C'est face aux radiations que les tardigrades ressemblent le plus à des super-héros. La dose de radiation se mesure en gray, et chez l'être humain, environ cinq gray de rayons gamma tuent la moitié des personnes exposées. En 2006, des chercheurs ont constaté qu'il fallait entre quatre mille quatre cents et cinq mille gray pour tuer la moitié d'un groupe de tardigrades. C'est environ mille fois plus.

Et les animaux actifs, hydratés, s'en sont aussi bien sortis que les desséchés, voire un peu mieux. L'état sec ne peut donc pas être la seule explication. Mais survivre n'est pas non plus toute l'histoire. Après plus de mille gray, aucun de ces animaux n'a pondu d'œuf qui ait éclos.

Chez l'espèce Hypsibius exemplaris étudiée en laboratoire, la fertilité chute fortement au-delà d'environ cent gray. Dans une étude de 2026 utilisant des médicaments qui cassent l'ADN comme le font les radiations, les cellules qui continuent de se diviser, dans l'intestin, dans les œufs et dans les embryons, ont été les premières à lâcher. Voici l'énigme. Aucun lit de mousse sur Terre n'a jamais été baigné de milliers de gray, alors pourquoi un tardigrade peut-il en survivre autant ?

Faits pour la sécheresse

La principale explication commence avec une bactérie appelée Deinococcus radiodurans, célèbre pour survivre aux radiations. En 1996, des chercheurs ont découvert que ses 41 souches mutantes sensibles aux radiations sont toutes mortes elles aussi après six semaines de dessiccation. Le dessèchement casse l'ADN, comme les radiations, donc une cellule capable de réparer un type de dégât peut réparer l'autre. La résistance aux radiations pourrait donc être un accident, un effet secondaire de la survie à la sécheresse.

En 2003, le spécialiste des tardigrades Ingemar Jönsson a proposé la même idée pour les tardigrades. Le dessèchement abîme bel et bien leur ADN. Chez une espèce, la part d'ADN cassé dans certaines cellules est passée de presque rien chez les animaux actifs à environ un septième après six semaines au sec, et à environ un quart après dix mois. En 2025, des chercheurs ont testé une espèce de tardigrade incapable de survivre au dessèchement.

Sa tolérance aux radiations était environ moitié moindre que celle des espèces résistantes à la sécheresse : environ deux mille deux cents gray. C'est encore environ 450 fois la dose qui tue un être humain, donc la sécheresse n'explique pas tout, mais cela concorde. En 2024, le laboratoire de Bob Goldstein a examiné ce qui se passe à l'intérieur d'un tardigrade après une irradiation. Les radiations cassent bien l'ADN de l'animal, mais en l'espace d'une journée, les dégâts sont en cours de réparation.

Après une forte dose, des milliers de gènes se sont activés, et certains gènes de réparation de l'ADN sont devenus parmi les plus utilisés de tout l'animal. Une autre équipe a trouvé la même réponse chez trois espèces, ainsi qu'une nouvelle protéine propre aux tardigrades qui se lie à l'ADN, appelée TDR1. Et en 2024, une équipe chinoise a décrit une nouvelle espèce, Hypsibius henanensis. Elle utilise un gène probablement emprunté à un autre organisme pour fabriquer des bétalaïnes, des pigments végétaux qui neutralisent les molécules nocives créées par les radiations.

Une grande partie de leur défense, c'est donc la réparation, rapide et à très grande échelle.

Un bouclier dans un gène

Certains tardigrades portent aussi un bouclier. En 2016, une équipe dirigée par Takekazu Kunieda a séquencé le génome de Ramazzottius varieornatus, l'une des espèces les plus résistantes. Elle y a trouvé une protéine inconnue chez tout autre animal et l'a nommée Dsup, pour "damage suppressor", suppresseur de dommages. Quand les chercheurs ont introduit son gène dans des cellules humaines cultivées en boîte, les dégâts causés par les rayons X à leur ADN ont diminué d'environ quarante pour cent.

Dsup se fixe sur les bobines autour desquelles l'ADN est enroulé et le protège des radicaux hydroxyles, les molécules qui causent l'essentiel des dégâts quand les radiations frappent l'eau. Tous les tardigrades ne l'ont pas, et l'une des deux grandes branches de l'arbre des tardigrades semble en être totalement dépourvue. En 2025, des chercheurs ont enfermé les instructions de fabrication de Dsup dans des nanoparticules et les ont injectées dans les joues de souris avant une irradiation. Les tissus traités présentaient beaucoup moins de dégâts à l'ADN, et chez les souris porteuses d'une tumeur dans l'autre joue, les radiations agissaient toujours sur la tumeur.

La protéine a atteint son pic en quelques heures et avait presque disparu au bout de quatre jours. Cela ne concerne encore que des souris, et Dsup n'est pas inoffensif partout : dans des neurones de rat cultivés en boîte, il a même provoqué des dégâts à l'ADN. D'autres protéines de tardigrade sont testées pour garder stables des médicaments fragiles une fois séchés. En 2023, un fragment modifié de l'une de ces protéines sans forme a gardé intact pendant dix semaines un médicament contre l'hémophilie séché, le facteur de coagulation huit.

Ces travaux ont été en partie financés par la DARPA, l'agence de recherche de l'armée américaine. Rien de tout cela n'est encore arrivé jusqu'aux patients.

L'horloge arrêtée

Le tonnelet a une autre particularité étrange : le temps semble s'y arrêter. En 2008, des chercheurs allemands ont desséché une espèce à plusieurs reprises, entre des périodes d'alimentation. Sa durée de vie active s'est révélée à peu près la même que celle d'animaux jamais desséchés, comme si le temps passé au sec ne comptait pas. En 2022, le même groupe a congelé une autre espèce à moins trente degrés, une semaine sur deux.

Les animaux congelés ont vécu deux fois plus longtemps selon le calendrier, et à peu près aussi longtemps que les autres une fois le temps passé dans la glace retiré. Les biologistes appellent cela l'hypothèse de la Belle au bois dormant. Mais la pause n'est pas parfaite. Au sec, leur ADN se casse lentement, et plus ils restent secs longtemps, moins ils sont nombreux à revenir et plus ils mettent de temps.

L'horloge de l'animal s'arrête, mais pas ses molécules.

Les petits caractères

C'est l'une des raisons pour lesquelles les records célèbres s'accompagnent de petits caractères. En 1983, des chercheurs japonais ont prélevé de la mousse en Antarctique et l'ont congelée à moins vingt degrés. En 2014, après trente ans et demi, ils l'ont décongelée. Deux tardigrades et un œuf sont revenus à la vie, l'un des animaux et le jeune éclos ont ensuite eu une descendance, mais ils ont mis longtemps à récupérer.

Vous avez peut-être entendu dire que les tardigrades survivent à 151 degrés Celsius. Ce chiffre vient d'expériences menées il y a un siècle ou plus. Lors de tests modernes, la moitié des tardigrades desséchés sont morts après une heure à environ 83 degrés, ou après une journée à 63. En 2007, des chercheurs japonais ont comprimé des tardigrades desséchés à environ soixante-quatorze mille atmosphères, près de soixante-dix fois la pression au fond de l'océan le plus profond.

Après vingt minutes, ils allaient bien. Après six heures, ils se sont tous réveillés, mais leurs pattes tressaillaient, ils ne pouvaient pas marcher, et en cinq jours ils étaient morts. Et l'histoire des tardigrades ranimés à partir d'une mousse de musée vieille de 120 ans remonte, selon des récits ultérieurs, à un rapport de 1948 sur un seul animal qui avait brièvement bougé ses pattes avant. Même le génome avait ses petits caractères.

En novembre 2015, un article a affirmé qu'environ un sixième des gènes d'un tardigrade provenaient d'autres organismes. Huit jours plus tard, une autre équipe a publié une prépublication montrant qu'une grande partie de cet ADN étranger venait de bactéries qui contaminaient l'échantillon. En mai 2016, d'autres analyses étaient arrivées à la même conclusion, et la part réelle s'est révélée être d'un ou deux pour cent au maximum. Quelques gènes empruntés semblent tout de même bien réels, comme le gène du pigment chez l'espèce chinoise.

Ce qui tue vraiment un tardigrade

Revenons donc à la question : qu'est-ce qui tue un tardigrade ? La chaleur, d'abord. En 2020, des chercheurs danois ont maintenu des Ramazzottius varieornatus actifs à différentes températures pendant une journée. La moitié d'entre eux sont morts à 37,1 degrés.

D'autres espèces testées sont mortes à des températures similaires, entre 36 et 39 degrés. Les chercheurs ont qualifié la chaleur de talon d'Achille du tardigrade. Ensuite l'oxygène : dans une eau presque sans oxygène, les tardigrades actifs se remettent d'une courte exposition, mais après une journée, presque aucun ne récupère. Ensuite le temps, car plus un tardigrade reste longtemps en tonnelet, plus les dégâts s'accumulent.

Ensuite la vitesse. En 2021, des chercheurs britanniques ont congelé des tardigrades et les ont tirés dans du sable avec un canon à gaz. Jusqu'à environ 730 mètres par seconde, tous ont survécu, et à 900 mètres par seconde, aucun n'a survécu. Et les radiations, bien avant de les tuer, les empêchent de se reproduire.

Presque tous les records appartiennent au tonnelet desséché et à l'arrêt. Éveillé, un tardigrade est un petit animal mou qui a besoin d'eau, d'oxygène et de températures douces, comme la plupart des animaux.

Des tardigrades sur la Lune

Ce qui nous amène à la Lune. En avril 2019, l'atterrisseur israélien Beresheet s'est écrasé pendant sa tentative d'alunissage. À bord se trouvait une petite archive de l'Arch Mission Foundation : une pile de 25 fines couches de nickel, de la taille d'un DVD environ, contenant des millions de pages de texte. Entre les couches, prises dans de la résine époxy, se trouvaient des milliers de tardigrades desséchés.

Nova Spivack, de la fondation, a déclaré plus tard qu'ils n'avaient jamais dit à l'équipe de l'atterrisseur qu'ils embarquaient du vivant. Auraient-ils pu survivre ? La limite mesurée au canon à gaz était inférieure à un kilomètre par seconde, et les chercheurs à l'origine de ces tests jugeaient très probable qu'un crash comme celui de Beresheet la dépasse. Même si quelques-uns avaient survécu intacts, la Lune n'a ni eau liquide pour les réveiller, ni rien à manger.

Au mieux, les tardigrades sur la Lune sont desséchés et inactifs, et le plus probable est qu'ils soient morts.

Une tête qui marche

S'ils ne sont pas des super-héros, que sont-ils ? Les tardigrades appartiennent au même grand groupe que les insectes, les araignées et les onychophores. Leurs ancêtres, il y a environ un demi-milliard d'années, ressemblaient probablement à de longs vers aux pattes trapues, appelés lobopodiens. En 2016, Frank Smith et ses collègues ont comparé les gènes qui organisent le corps d'un animal de la tête à la queue.

Les tardigrades avaient perdu les gènes d'une énorme section centrale, et presque tout le corps du tardigrade correspond seulement à la tête d'un insecte. Autrement dit, un tardigrade, c'est surtout une tête, avec des pattes. Leur registre fossile est minuscule, et seuls quelques spécimens ont été trouvés, surtout dans l'ambre. L'un d'eux, venu du New Jersey et âgé d'environ 92 millions d'années, ressemble presque trait pour trait à une espèce actuelle.

Ils ne peuvent pas marcher loin, mais ils voyagent. Des chercheurs ont trouvé des tardigrades dans soixante-dix pour cent des nids d'oiseaux examinés, et sur le corps des oiseaux. Dans une expérience, environ un tiers des tardigrades mangés par des escargots sont ressortis vivants à l'autre bout. Comme beaucoup d'espèces n'ont pas besoin de mâles, une seule femelle desséchée transportée ailleurs pourrait, en principe, fonder une population.

Pas indestructible

Le tardigrade n'est donc pas indestructible. Son vrai talent, c'est de s'arrêter : se dessécher, se mettre en veille et attendre, parfois pendant des décennies, que l'eau revienne. Sa tolérance aux radiations semble être un effet secondaire de ce talent, façonné par la sécheresse dans un coussin de mousse et non par l'espace. Et les outils qu'il utilise pour survivre, un bouclier pour l'ADN, des protéines sans forme et une réparation rapide, sont aujourd'hui testés dans des cellules humaines, dans des médicaments et chez la souris.

Pas mal pour un animal qui peut mourir après une journée à la température du corps.