Les éponges de mer ont besoin d’oxygène, tout comme les poissons et les humains

Les éponges de mer discrètes sont les animaux multicellulaires les plus anciens de la Terre et ont filtré les océans pendant près de 900 millions d’années, bien avant l’apparition des premières plantes sur terre. De nouvelles recherches parues dans la revue Bulletin des pêchespublié par la National Oceanic and Atmospheric Administration, indique que leur croissance dépend de leur apport en oxygène d’une manière similaire à des animaux plus complexes tels que les poissons.

Des chercheurs de l’Université de la Colombie-Britannique et de l’Université internationale de Floride expliquent qu’une « tension dimensionnelle » est en jeu lorsque les éponges grandissent, car elles sont obligées de s’appuyer sur la section transversale bidimensionnelle de leurs pores inhalés pour fournir de l’oxygène à leurs corps tridimensionnels en croissance. dissous dans l’eau.

En analysant les données d’études nouvelles et antérieures sur les éponges et en estimant leurs paramètres de croissance, les chercheurs suggèrent qu’un tel stress respiratoire dans la partie centrale des éponges sphériques, telles que celles qui sont récoltées commercialement, limite leur taille maximale. Au-delà de cette taille, les éponges passent de formes quasi sphériques à des formes en forme de vase. La partie centrale, pauvre en oxygène, des éponges quasi sphériques est cependant riche en microbes anaérobies, ceux qui n’ont pas besoin d’oxygène moléculaire pour survivre.

« Cela signifie que les éponges ont évolué d’une manière qui leur permet de nourrir des communautés microbiennes complexes en elles-mêmes pour faire face aux contraintes géométriques imposées à leur physiologie », a déclaré le Dr Daniel Pauly, auteur principal de l’étude et chercheur principal de Sea Around. Us initiative à l’Institut des océans et des pêches de l’UBC.

« Ces communautés microbiennes sont similaires au microbiome intestinal humain et peuvent équivaloir à 40 % du poids corporel humide de l’éponge. Des densités élevées de microbes confèrent de multiples fonctions bénéfiques à l’éponge, telles que la régulation métabolique », a déclaré le Dr Pauly.

Le chercheur de l’UBC est à l’origine de la théorie de la limitation de l’oxygène de Gill, qui explique les liens entre la croissance et la respiration chez les poissons et autres animaux à respiration aquatique.

« Les éponges sont apparues il y a plus de 800 millions d’années dans le Précambrien. À cette époque, les niveaux d’oxygène atmosphérique n’étaient qu’environ 50 % de ce qu’ils sont aujourd’hui. Bien que les réserves mondiales d’oxygène aient augmenté plus tard avec l’évolution des plantes multicellulaires, pendant 500 millions d’années, les éponges a évolué dans un monde appauvri en oxygène. En l’absence de tissus ou d’organes spécialisés dans l’acquisition d’oxygène, la morphologie des éponges était probablement fortement contrainte par la demande physiologique en oxygène », a déclaré le Dr Mark Butler, de l’Université internationale de Floride, co-auteur de l’étude. .

Comprendre la croissance et l’évolution de ces organismes anciens est important car ils remplissent des fonctions écologiques importantes dans les écosystèmes marins, y compris dans les récifs coralliens.

Les éponges sont responsables de la régulation de l’échange d’énergie, de masse et de nutriments entre les habitats par la filtration et le cycle des nutriments ; accroître la complexité de l’habitat; modifier les structures sédimentaires; contribuant aux paysages sonores sous-marins et fournissant de la nourriture aux espèces spongivores.

« Les éponges sont également importantes pour les pêches », a déclaré le Dr Nicola Smith, autre co-auteur de l’étude et chercheur à l’Institut des océans et des pêches de l’UBC. « Dans les Caraïbes, l’exportation d’éponges marines a commencé au milieu des années 1800, car elles étaient utilisées pour l’hygiène personnelle, le nettoyage des maisons et des voitures, la chirurgie médicale, l’émaillage de la poterie et le nettoyage des machines industrielles, entre autres utilisations. Aujourd’hui, la demande internationale pour le commerce Les éponges récoltées sont principalement portées par les métiers de la cosmétique, du biomédical et de l’aquariophilie. »

Les données de l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture montrent que près de 40 000 tonnes d’éponges transformées ont été exportées par deux douzaines de pays de 1950 à 2019, correspondant à 1 million de tonnes de poids vif.

« En ce qui concerne le nombre de pays exploitant les populations d’éponges et leurs prises, les chiffres de la FAO sont probablement sous-estimés », a déclaré le Dr Smith. « En outre, les effets de la pêche commerciale sur les communautés d’éponges sont largement inconnus, bien que dans le sud de la Floride, la limitation de la gestion de la récolte à l’utilisation de techniques artisanales semble avoir produit une pêche durable. Dans le passé, cependant, de nombreuses pêcheries d’éponges ont été si surexploités qu’ils se sont effondrés. »

Suite à cette étude, les chercheurs s’associeront à d’autres collègues pour effectuer une reconstitution détaillée des captures d’éponges commerciales dans le monde.