Mettre en lumière de minuscules animaux alimentés à l’énergie solaire

Les animaux et les plantes ont besoin d’énergie. Certains animaux obtiennent de l’énergie en mangeant d’autres animaux, et de nombreuses plantes récoltent l’énergie du soleil grâce à la photosynthèse. Cependant, dans l’océan, il existe un groupe remarquable de petits animaux ressemblant à des vers, appelés acoels, qui font les deux ; certains acoels nouent des relations (symbiose) avec des microalgues photosynthétiques unicellulaires.

Une étude menée par le professeur adjoint Kevin Wakeman et son étudiant de premier cycle, Siratee Riewluang, de l’Université de Hokkaido, au Japon, a mis en lumière la biodiversité qui sous-tend les relations symbiotiques entre les acoels et les microalgues. Leurs conclusions ont été publié dans la revue PeerJ.

Les acoels sont superficiellement simples. Mais cette simplicité est trompeuse. En raison de leur capacité de régénération et de leur position en tant que l’un des premiers groupes animaux de la planète, les acoels intéressent les biologistes dans les domaines de la biologie évolutive, de la biologie régénérative et de la neurobiologie. Certains acoels forment également des relations symbiotiques avec des microalgues. Cela inclut les algues vertes et d’autres types de microalgues également associées aux récifs coralliens appelées dinoflagellés.

« Ces acoels engloutissent les microalgues apparemment comme de la « nourriture », mais ils ne les digèrent pas. Au lieu de cela, ils les stockent sous leur surface extérieure. Ils créent de l’énergie en utilisant la lumière du soleil, un peu comme si vous ajoutiez des panneaux solaires à votre maison », a expliqué Siratee.

« Les acoels photosynthétiques se trouvent principalement dans les eaux plus chaudes. Par conséquent, nous avons concentré notre échantillonnage sur le sud du Japon. Nous avons également trouvé des acoels près de Kochi, une région du Japon qui reçoit de l’eau chaude du courant de Kuroshio. Les acoels photosynthétiques peuvent être difficiles à repérer : ils sont microscopiques. Mais, au microscope, ils sont facilement reconnaissables grâce à leurs algues aux couleurs vives », a poursuivi Siratee.

Tout au long de l’année 2022, Wakeman et Siratee ont collecté des échantillons d’algues et de sédiments. L’acoel hôte et ses symbiotes ont été identifiés par séquençage de l’ADN. Les microalgues symbiotiques ont été retirées des hôtes acoels et mises en culture. Cette étude a révélé que les acoels contenaient diverses algues vertes (Tetraselmis) ; auparavant, une seule espèce était connue. Plusieurs lignées de dinoflagellés ont également été trouvées. La plupart appartenaient aux Symbiodiniaceae, un groupe réputé associé au corail (et à d’autres invertébrés). Certains de ces Tetraselmis et dinoflagellés pourraient être nouveaux pour la science.

De manière inattendue, Wakeman et Siratee ont découvert ce qui pourrait s’avérer être un tout nouveau groupe d’acoels hébergeant des symbiotes (un seul groupe est actuellement connu).

« Nous avons constaté qu’il y avait plus de diversité d’acoels et de leurs symbiotes que ce à quoi nous nous attendions réellement », a déclaré Wakeman. « Même dans cet ensemble de données actuel, qui se concentre sur le Japon, il est clair qu’il existe des interactions fascinantes entre les acoels et les microalgues. Ces résultats jetteront les bases de futures études qui pourront démêler certains mécanismes écologiques probablement intéressants. Je suis vraiment ravi de voyez où cela finit.

Wakeman et Siratee poursuivront leurs travaux sur les acoëls photosynthétiques pour le Master de Siratee.

« Ce serait cool de savoir s’il s’agit réellement d’un nouveau groupe d’acoëls avec des symbiotes, mais nous avons besoin de plus de données génétiques et de données morphologiques sans ambiguïté pour leur attribuer un nouveau nom en toute confiance », a déclaré Siratee. « À terme, j’aimerais utiliser l’imagerie et la génétique avancées pour explorer ces acoels au niveau moléculaire. »