Espèce de myxomycètes vivant dans des zones fraîches et humides telles que les tapis de feuilles des forêts ou le bois mort.

Visible à l’œil nu, P. polycephalum est généralement de couleur jaune, se nourrissant de spores de champignons, de bactéries et autres microbes. P. polycephalum est l’un des microbes eucaryotes les plus faciles à cultiver in vitro (du papier absorbant humide et des flocons d’avoine suffisent), et a été utilisé comme organisme modèle pour de nombreuses études sur les mouvements amiboïdes et la motilité cellulaire.

La principale phase végétative de P. polycephalum est le plasmode, ou plasmodium. Ce plasmode est constitué de réseaux de veines protoplasmiques qui assurent la distribution des nutriments, et de nombreux noyaux. C’est au cours de cette étape que l’organisme cherche de la nourriture. Le plasmodium entoure sa nourriture et sécrète des enzymes pour la digérer.

Si les conditions environnementales entraînent la dessiccation du plasmode lors de l’alimentation ou de migration, il se formera alors un sclérote. Le sclérote est multinucléé et constitué de tissus très renforcés servant de stade de dormance, assurant ainsi la protection de P. polycephalum pendant de longues périodes. Une fois les conditions favorables revenues, le plasmode réapparaît pour poursuivre sa quête de nourriture.

Quand les réserves alimentaires sont épuisées, le plasmode entre en phase de reproduction. Des sporanges se forment dans le plasmode, la méiose se produit au sein de ces structures et les spores se forment. Les sporanges se forment habituellement à l’air libre pour que les spores soient dispersées par le vent. Les spores peuvent rester viables pendant des années. Toutefois, lorsque les conditions environnementales sont favorables à la croissance, les spores germent et libèrent des cellules soit flagellées, soit amiboïdes (stade mobiles). Les cellules fusionnent ensuite pour former un nouveau plasmode.