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Dans les profondeurs de l’océan la symbiose est source de vie

Autour des sources hydrothermales, à plusieurs centaines de mètres sous l’océan, l’environnement toxique n’empêche pas la présence d’une faune luxuriante. Dans cet écosystème, certains animaux ont un mode de vie original : la symbiose.

Ces modioles profondes (Bathymodiolus) sont accrochées aux parois des cheminées hydrothermales du site de Lucky Strike (- 1 700 m) au sud des Açores. © : IFREMER

« Comment des organismes arrivent-ils à vivre dans cet environnement extrême pour l'homme ? » interroge Yann Hardivillier. Cette question est au cœur des travaux de ce biologiste moléculaire de l'Université du Maine. Ce chercheur est spécialisé dans la faune vivant autour des sources hydrothermales, des cheminées sous-marines qui crachent depuis les profondeurs de la terre des fluides, de l'eau entre 100 °C et 350°C chargée en minéraux. Situées à plusieurs centaines de mètres sous la surface, le long des dorsales océaniques – ces chaines de montagne sous-marines nées de la rencontre de deux plaques tectoniques –, ces sources génèrent un environnement extrêmement toxique. Ici l'acide sulfurique, les métaux lourds et les éléments radioactifs abondent alors que l'oxygène est rare. A ces profondeurs, il n'y a pas non plus de lumière. Pourtant, des crabes, des moules, des palourdes, des crevettes et des vers marins arrivent à prospérer dans cet écosystème si particulier. « Les bactéries constituent le premier maillon de la chaîne alimentaire. Les fluides qui s'échappent des cheminées contiennent du méthane et du sulfure d'hydrogène, deux composés qui permettent à certaines bactéries de se développer » explique le biologiste. Et ce sont ces bactéries qui assurent la vie de la plupart des animaux hydrothermaux. Deux stratégies existent chez ces derniers : il y a ceux qui « broutent » les bactéries et ceux qui vivent avec, en symbiose.

Rainbow est une source hydrothermale située à 2 700 mètres sous le niveau de la mer. Copyright : Ifremer-Victor/BioBaz 2013

© Ifremer-Victor/BioBaz 2013

« La symbiose est un mariage profitable à deux espèces » rappelle Yann Hardivillier. Parmi les animaux hydrothermaux symbiotiques, une espèce de moule, la modiole (Bathymodiolus azoricus), intéresse particulièrement notre chercheur. « La moule modiole est l'une des espèces dominantes de l'écosystème. » Ce coquillage élève des bactéries à l'intérieur même de ses branchies. « C'est de l'endosymbiose. Les symbiotes se développent dans des cellules spécialisées dans l'élevage nommées bactériocytes » ajoute Yann Hardivillier. Entre la moule et la bactérie, le contrat est le suivant : la première fournit un environnement stable. En échange, les secondes produisent tout ce que leur hôte a besoin : lipides, protéines, sucres, acides aminés…

Ces colonies de Bathymodiolus azoricus vivent sur le site de Menez Gwen à 800 mètres sous l'océan. © Ifremer-Victor/BioBaz 2013© Ifremer-Victor/BioBaz 2013

En 2013, Yann Hardivillier fait partie, avec une trentaine de chercheurs, d'une campagne scientifique nommée BioBaz pour « Biologie intégrée de Bathymodiolus azoricus ». A bord du Pourquoi pas?, le navire amiral de l'Ifremer1, ils ont mis le cap au sud des Açores, en plein océan Atlantique. Objectif : capturer des animaux hydrothermaux pour mieux comprendre les relations entre hôtes et bactéries. « Pendant trois semaines notre équipe de biologistes, chimistes et écologues a effectué des prélèvements sur les sources hydrothermales de Menez Gwen (- 800 m), Lucky Strike (- 1 700 m) et Rainbow (- 2 700 m). J'approchais de près mon objet de recherche pour la première fois, se souvient Yann Hardivillier. C'était vraiment excitant. » A bord, une « enceinte de récolte » permet de conserver les échantillons remontés dans les conditions de pression et de températures qui règnent au fond de l'océan. « Les animaux prélevés ainsi sont dans des conditions physiologiques très proches de celles qu'elles ont dans leur environnement naturel. »

1Le Pourquoi pas? est un navire commun à l'Ifremer et à la marine nationale. Il permet de mener des missions d'hydrographie, de géosciences, et d'océanographie physique, chimique et biologique.

Prélèvement d'un échantillon de moules par un véhicule sous-marin téléguidé baptisé Victor6000. © : IFREMER© Ifremer-Victor/BioBaz 2013

3 ans après la campagne BioBaz, les scientifiques continuent à analyser les échantillons prélevés dans l'océan profond. Les découvertes à venir permettront peut-être des avancées dans d'autres domaines scientifiques. « Les sources hydrothermales sont des milieux très spécifiques que nous connaissons encore mal et où une faune originale s'est développée. Elles possèdent des génomes encore inconnus qui peuvent, par exemple, amener à la production de nouveaux médicaments » pronostique Yann Hardivillier. En apprendre plus sur les relations symbiotiques de la modiole profonde permettrait de mieux comprendre notre propre microbiote : les bactéries qui vivent dans nos intestins. Un sujet qui intéresse de plus en plus la médecine : « Des études récentes montrent que les espèces microbiennes que nous hébergeons peuvent favoriser ou, au contraire, nous protéger de certaines maladies comme le diabète, l'obésité ou l'hypertension. »

Kogito.fr

 

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