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Sciences

Richard Wassersug étudie le comportement des amphibiens en apesanteur

Richard Wassersug

M. Richard Wassersug, professeur au département d'anatomie et de neurobiologie à l'Université de Dalhousie à Halifax, est un biologiste spatial qui étudie comment l'environnement spatial influence les organismes vivants. La plupart de ses travaux de recherche ont porté sur les amphibiens, notamment les têtards. Il a été chercheur principal dans le cadre d'un nombre impressionnant d'expériences réalisées dans l'espace, surtout à bord de la navette spatiale américaine.

La gravité est de loin le facteur le plus constant qui a influé sur la vie dans l'univers depuis l'apparition du premier organisme. Comprendre cette influence sur les processus de la vie permet de répondre à des questions fondamentales concernant la façon dont se forment tous les organismes vivants plus gros qu'un unicellulaire.

Le Centrifuge est un laboratoire pour étudier la biologie gravitationnelle. (Image : JAXA)

Les scientifiques oeuvrant dans le domaine des sciences spatiales ont besoin d'un environnement particulier et bien équipé pour mener leurs travaux de recherche. M. Wassersug indique que la Station spatiale internationale a justement été conçue pour répondre à ces besoins. « L'ISS a le potentiel d'être un magnifique laboratoire voué à la recherche biologique spatiale. Il n'y manque qu'une imposante centrifugeuse assez grande pour y installer des plantes et des rongeurs. Elle a été conçue pour reproduire la force d'accélération de la Terre responsable de la pesanteur (1 g). C'est un important instrument de contrôle pour étudier les effets de la microgravité sur les organismes vivants. »

« Sans de tels contrôles, nous ne serions pas en mesure de savoir si les changements physiologiques que subissent les organismes sont causés par la pesanteur ou par d'autres facteurs. »  Parmi les autres facteurs, on compte les niveaux de rayonnements élevés rencontrés dans l'espace, l'effet des champs magnétiques modifiés, les vibrations de l'engin spatial et l'interruption du cycle jour-nuit de 24 heures qui existe sur la Terre.

Richard Wassersug in front of a Falcon 20 aircraft with the whole parabolic flight team, including the students from Armbrae Academy in Halifax.

M. Wassersug est un défenseur passionné de la méthode scientifique. « Je ne jure que par la méthode scientifique car c'est l'unique façon de s'assurer qu'une seule variable, et uniquement cette variable, est à l'origine du changement observé dans les résultats de l'expérience. Je suis heureux de constater que la science est la toute dernière façon de comprendre le monde physique et biologique et qu'elle est des plus fiables ».

À titre de scientifique universitaire, M. Wassersug perçoit la recherche et l'enseignement comme des activités indissociables. « Plus tôt cette année, avec l'appui de l'ASC, j'ai eu l'occasion de travailler avec une demi-douzaine d'élèves de onzième et douzième année très brillants et très motivés dans le cadre d'une expérience en vol parabolique. Nous avons étudié la façon dont les amphibiens et les reptiles réagissent par réflexe à des expositions abruptes à la microgravité lors d'un vol parabolique. Nous mettons présentement la dernière main à la rédaction d'un important document sur cette expérience. »

« Il va sans dire que les sciences spatiales constituent une branche exotique de la recherche qui inspire facilement les élèves. La biologie spatiale pose des défis de taille et apprendre à les surmonter aide les élèves à mieux travailler dans d'autres domaines scientifiques. Pour mener des travaux de recherche de sciences spatiales et de microgravité au cours de vols paraboliques, il faut être très organisé et suffisamment souple pour être en mesure de s'adapter aux reports et aux changements que subissent les calendriers de lancement. »

Cette photo montre un astronaute travaillant avec une grenouille femelle à l'intérieur d'un incubateur lors de la mission Spacelab-J. Les scientifiques ont étudié la nage des têtards qui sont nés et qui ont grandi en apesanteur.
(Photo : NASA)

M. Wassersug n'avait jamais pensé devenir un biologiste spatial, mais le sort en a décidé autrement. « J'ai fort heureusement été invité à faire mon entrée dans ce domaine il y a de cela une quinzaine d'années. À cette époque, un groupe de la NASA avait planifié d'incuber des oeufs de grenouilles à bord de la navette spatiale pour voir si la pesanteur (et par ricochet son absence) influait sur le développement des vertébrés. La mission de la navette a été d'une durée suffisamment longue pour permettre de ramener des têtards vivants sur la Terre. Il s'agissait de la première forme de vie étrangère (ils étaient nés dans l'espace!) à débarquer sur notre planète. Pour être en mesure de déterminer si les têtards spatiaux étaient normaux, la NASA m'avait invité à les étudier à leur arrivée à Cap Canaveral ».

« J'avais cru que cette expérience de la NASA ne serait qu'une occasion unique et je ne m'attendais pas à travailler en biologie spatiale plus de deux ans. Cependant, les résultats obtenus ont mené à d'autres questions et d'autres occasions de vol. Deux décennies plus tard, je suis encore à étudier la façon dont la pesanteur influe sur le développement des organismes et comment son absence influe sur le comportement animal. Nous avons remarqué qu'il y a des périodes charnières au cours desquelles l'absence de gravité affecte le développement. Nous commençons à comprendre pourquoi et comment ça se produit. Mes élèves et moi commençons aussi à voir apparaître des tangentes comportementales chez une grande variété d'animaux et ces tangentes peuvent être corrélées avec leur écologie et leurs relations évolutionnistes. Toutes ces recherches nous aident à comprendre comment les animaux se sont adaptés à la vie dans notre monde à 1 g. »