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Quels sont les animaux qui peuvent entrer en biostase et comment le font-ils ?

La biostase est prĂ©sente dans la nature si l'on sait oĂč chercher. Explorons le rĂšgne animal et dĂ©couvrons les espĂšces qui peuvent l'utiliser.
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29 septembre 2022

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La biostase, souvent appelée "cryptobiose" dans le monde animal, est un état dans lequel les activités métaboliques d'un organisme ralentissent jusqu'à atteindre un niveau indétectable. Certains animaux sont capables d'induire cet état chez eux et de l'utiliser à leur avantage lorsqu'ils sont confrontés à des menaces environnementales autrement fatales. Selon le type de menace, ces espÚces ont besoin de différentes formes de cryptobiose pour se protéger du danger. 

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La cryoconservation tente de s'inspirer de ce modĂšle naturel et de l'utiliser pour cryogĂ©niser les ĂȘtres humains aprĂšs leur mort lĂ©gale. Ce faisant, nous protĂ©geons les corps de circonstances autrement fatales pour une durĂ©e indĂ©terminĂ©e, jusqu'Ă  ce qu'un rĂ©veil et un traitement de la cause sous-jacente soient Ă©ventuellement possibles Ă  l'avenir.

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Dans cet article, nous allons examiner quelques-unes des créatures chanceuses capables de faire de la biostase naturellement.

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Les types de biostase et les animaux qui les utilisent

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La cryptobiose, ou biostase, est un Ă©tat mĂ©tabolique dans lequel entre un organisme en rĂ©ponse Ă  des conditions environnementales autrement mortelles. Les animaux capables d'entrer en cryptobiose arrĂȘtent tous les processus mĂ©taboliques de leur corps jusqu'Ă  ce que les conditions mortelles qui les entourent (par exemple des conditions mĂ©tĂ©orologiques extrĂȘmes) redeviennent vivables. Dans le monde animal, la biostase se prĂ©sente sous diffĂ©rentes formes, en fonction de la menace. Examinons-en quelques-uns et dĂ©couvrons celui dont la cryogĂ©nie peut le plus s'inspirer.

Anhydrobiose

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La forme de biostase la plus Ă©tudiĂ©e dans la nature est l'anhydrobiose. Comme son nom l'indique, "anhydro" signifiant "sans eau", elle protĂšge son hĂŽte de la sĂ©cheresse extrĂȘme. Elle peut ĂȘtre observĂ©e chez les animaux invertĂ©brĂ©s (animaux sans colonne vertĂ©brale) tels qu'une multitude de micro-animaux aquatiques comme les rotifĂšres bdelloĂŻdes, les tardigrades, ou les crevettes de saumure, mais aussi un type d'insecte, une espĂšce de chironome.

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Des recherches ont montrĂ© que la plupart des espĂšces forment un type de sucre appelĂ© "trĂ©halose" lorsqu'elles entrent en anhydrobiose. On suppose que ce sucre joue un rĂŽle important dans la protection de l'organisme contre le dessĂšchement. Cependant, certains animaux ne produisent pas de sucre et obtiennent les mĂȘmes rĂ©sultats. C'est le cas des rotifĂšres bdelloĂŻdes, qui utiliseraient des protĂ©ines intrinsĂšquement dĂ©sordonnĂ©es pour se protĂ©ger.

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Les leçons tirĂ©es de l'anhydrobiose naturelle ont Ă©tĂ© utilisĂ©es sous la forme de "vaccins secs". Bien qu'ils soient encore en cours de dĂ©veloppement et qu'ils ne soient pas encore utilisĂ©s commercialement, ils prĂ©sentent de nombreux avantages dĂšs leur rĂ©alisation. GrĂące Ă  leur protection contre la sĂ©cheresse, ils n'ont pas besoin d'ĂȘtre conservĂ©s au froid comme les vaccins ordinaires. En outre, ils pourraient Ă©liminer le besoin de rappels, grĂące Ă  leur libĂ©ration lente aprĂšs l'application. 

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L'anhydrobiose a également été proposée comme alternative à la cryoconservation, les premiÚres études ayant donné des résultats similaires en matiÚre de protection des tissus à petite échelle[1]. Malgré cela, l'anhydrobiose ne devrait pas permettre de conserver le corps humain dans un avenir proche.

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Un papillon assis sur un sol sec
Certains papillons et certaines plantes sont également capables d'une forme particuliÚre d'anhydrobiose. Chez les plantes, un sucre appelé "sucrose" est produit pour la protection.

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Anoxybiose

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L'anoxybiose offre Ă  ses hĂŽtes une protection contre l'asphyxie par manque d'oxygĂšne.

On la trouve chez les vertébrés ectothermes et certains invertébrés, tels que (une fois de plus) les crevettes de saumure, les copépodes , les nématodes et les gemmules d'éponge. Lorsqu'ils entrent dans cette forme de biostase, ces animaux peuvent survivre dans des conditions anoxiques pendant des mois, voire des décennies, si nécessaire. 

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Cependant, la recherche sur ce processus s'est avérée difficile, ce qui amÚne les experts à penser qu'il ne s'agit pas d'une option réalisable pour tout type de conservation utile à l'homme.

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Une main sortant de l'eau à l'intérieur de la mer, tenant un petit feu d'artifice
L'anoxybiose prévient également la noyade, qui n'est qu'une autre forme de manque d'oxygÚne.

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Osmobiose et chimiobiose

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Parmi les variantes suivantes, la chimiobiose protÚge les espÚces de tardigrades contre les toxines. Bien qu'elle soit trÚs utile en théorie, trÚs peu d'informations ont été recueillies à son sujet, ce qui en fait tout au plus une note de bas de page dans la recherche actuelle sur la biostase. 

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Le mĂȘme sort est rĂ©servĂ© Ă  l'"osmobiose", une forme de biostase qui se produit en rĂ©action d'un organisme Ă  des niveaux accrus de concentration de solutĂ©s. Ce phĂ©nomĂšne n'a Ă©tĂ© observĂ© que chez des crĂ©atures vivant dans de telles solutions, ce qui rend son utilitĂ© pour les besoins de l'homme trĂšs improbable.

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Cryobiose 

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Enfin, et surtout, nous avons la cryobiose - la protection contre les températures froides. Il n'est pas surprenant qu'il s'agisse du domaine le plus similaire et donc le plus intéressant pour la cryogénisation. 

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La cryobiose peut ĂȘtre observĂ©e chez la salamandre de SibĂ©rie, un animal de trĂšs grande taille par rapport Ă  ceux qui utilisent d'autres formes de biostase - un signe positif pour les applications humaines. La cryobiose favorise la congĂ©lation de l'eau tout en empĂȘchant la formation de cristaux de glace, protĂ©geant ainsi les cellules de l'hĂŽte contre les dommages. L'animal peut maintenir cette stase aussi longtemps qu'il le souhaite jusqu'Ă  ce qu'il se retrouve Ă  nouveau dans des conditions plus favorables.

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Certains des aspects de la cryobiose sont imitĂ©s par la cryogĂ©nie par divers moyens. Il s'agit notamment du dĂ©ploiement d'agents cryoprotecteurs pour empĂȘcher la formation de cristaux de glace et de l'utilisation de tempĂ©ratures extrĂȘmement froides jusqu'au point de vitrification pour arrĂȘter le mĂ©tabolisme.

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Un gros homard assis sur un rocher
Les homards résistent au gel mais n'entrent pas en cryobiose

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États similaires à Biostasis

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Certains animaux, en particulier les mammifĂšres, utilisent des types similaires de protection de l'environnement. Bien qu'ils semblent identiques Ă  premiĂšre vue, ils ne sont pas Ă  mettre dans la mĂȘme catĂ©gorie que la biostase.

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Ces États sont les suivants

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  • La torpeur, qui sert de modĂšle au sommeil cryogĂ©nique et qui est observĂ©e chez les grenouilles des bois et une multitude de mammifĂšres.
  • L'hibernation, qui prend la forme d'un sommeil profond chez les rongeurs et d'un sommeil lĂ©ger chez les ours.
  • Diapause, retard de dĂ©veloppement dans l'attente de meilleures conditions, observĂ©e chez de nombreux insectes

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La principale diffĂ©rence avec la biostase est la puissance de leur effet. La torpeur, l'hibernation et la diapause ne font que ralentir considĂ©rablement les processus mĂ©taboliques. La biostase, en revanche, les arrĂȘte (presque) complĂštement. Le sommeil cryogĂ©nique, proposĂ© pour les missions spatiales par exemple, est un concept basĂ© sur l'Ă©tat de torpeur des mammifĂšres. Cela signifie que les astronautes seraient obligĂ©s d'entrer et de sortir de cet Ă©tat plusieurs fois au cours de missions prolongĂ©es, car il ne peut pas prĂ©server complĂštement leurs fonctions corporelles pendant plus de quelques semaines.

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Un ours brun dormant paisiblement
MĂȘme si un ours est en hibernation, cela ne signifie pas qu'il est prudent de s'en approcher. Les ours peuvent facilement sortir de leur hibernation pour se dĂ©fendre contre les attaques.

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Cryopréservation humaine

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La cryoconservation, en revanche, est une science fondée sur la biostase réelle, et non sur le "sommeil froid". En utilisant les recherches sur la biostase trouvée dans la nature, en premier lieu la cryobiose, nous sommes capables de conserver des corps humains dans des dewars cryogéniques pour une durée indéterminée.

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Les procédures de cryoprotection et de conservation ont continuellement évolué au fil du temps et continueront d'évoluer à l'avenir, au fur et à mesure que les scientifiques mÚneront de nouvelles recherches. Pour perfectionner nos techniques, nous devons surmonter une multitude de difficultés liées à l'échelle. AprÚs tout, il existe une grande différence entre l'échelle humaine et la composition corporelle par rapport aux animaux qui utilisent la biostase. La plupart des formes de biostase n'existent que chez les créatures microscopiques, tandis que certains mammifÚres de plus grande taille ne sont capables que d'états de "sommeil profond". 

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NĂ©anmoins, cela fait maintenant plus d'un demi-siĂšcle que des ĂȘtres humains sont cryogĂ©nisĂ©s avec succĂšs, et les recherches ont montrĂ© que l'arrĂȘt du mĂ©tabolisme humain de cette maniĂšre fonctionne. En affinant encore nos mĂ©thodes et en faisant des recherches sur les technologies de revitalisation, nous espĂ©rons voir un jour nos efforts porter leurs fruits.

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Conclusion

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L'Ă©tude des processus naturels de biostase et des animaux qui les utilisent peut nous aider Ă  mieux comprendre comment faire fonctionner efficacement la biostase pour l'homme. Les utilisations possibles sont multiples, du cryosommeil dans les voyages spatiaux Ă  la biostase dans la cryoconservation. Nous ne possĂ©dons peut-ĂȘtre pas les mĂȘmes capacitĂ©s biologiques que les homards, qui peuvent entrer en biostase chaque fois qu'ils en ont besoin, mais ce n'est pas grave. Nous sommes capables d'utiliser les connaissances acquises en observant ces animaux pour nous approprier leurs techniques.

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Vous souhaitez en savoir plus sur la cryoconservation humaine et la biostase dans son ensemble ? N'hésitez pas à prendre rendez-vous avec nous et à nous poser toutes vos questions ! Nous serons ravis de discuter avec vous !

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