Les éponges de mer sont essentielles aux écosystèmes marins. Ils jouent un rôle essentiel dans l’océan, car ils fournissent un abri et de la nourriture à une pléthore de créatures marines, recyclent les nutriments en filtrant quotidiennement des milliers de litres d’eau de mer et sont les hôtes de microbes qui peuvent être la clé de certains des problèmes médicaux les plus urgents. défis auxquels nous sommes confrontés aujourd’hui.
Maintenant, des scientifiques de l’UNSW ont découvert que lorsqu’une éponge de mer tropicale est exposée à des températures plus chaudes, elle perd un microbe important, ce qui pourrait expliquer pourquoi le tissu de l’éponge meurt.
La dernière étude publiée en Communications ISMEa révélé qu’en exposant les éponges de mer à une augmentation de température de 3°C, un microbe essentiel abandonne l’éponge, provoquant potentiellement un empoisonnement des tissus.
La collaboration entre des chercheurs de l’UNSW, Heidi Luter de l’Institut australien des sciences marines et James Bell de l’Université Victoria de Wellington, a ajouté une pièce importante au puzzle de l’impact du changement climatique sur les populations d’éponges du monde entier.
« Nous avons déjà vu des vagues de chaleur marines anéantir des éponges en Méditerranée et impacter des éponges en Nouvelle-Zélande », explique le Dr Emmanuelle Botte, de l’école de BEES et auteur principal de l’étude.
« Nous constatons que certaines espèces d’éponges ne sont pas aussi résistantes qu’on le pensait au changement climatique. Cette recherche révèle que la rupture de la symbiose entre l’hôte et ses microbes pourrait créer un déséquilibre chimique dans l’éponge et provoquer sa décomposition. »
Vivre en symbiose avec les microbes
Les éponges de mer – d’anciennes créatures marines – sont souvent confondues avec des plantes, mais ce sont des animaux stationnaires et sont en fait parmi les plus anciens sur Terre.
« Les éponges remontent à 545 millions d’années », explique le Dr Botte. « Ils vivent en symbiose avec des microbes, qui remplissent des rôles vitaux pour l’éponge : ils recyclent les nutriments, produisent de l’énergie et défendent l’éponge contre les prédateurs et les maladies. Certains microbes détoxifient même le corps de l’éponge. Ils sont un peu comme le foie et les reins de l’éponge. éponge. »
Cette relation essentielle entre les éponges et les microbes est bien documentée. Et la recherche a également montré que certaines espèces d’éponges et leurs microbes associés sont particulièrement vulnérables aux températures de l’eau plus chaudes.
« Nous avons mené cette étude parce que nous savions que certaines éponges étaient sensibles aux conditions climatiques futures, mais nous voulions savoir pourquoi », explique le Dr Botte.
« Tout comme vous et moi, les éponges ont besoin d’un microbiome sain pour survivre. Nous soupçonnions que des changements dans les microbes et, plus important encore, ce qu’ils font dans les éponges, pourraient expliquer pourquoi certaines espèces d’éponges luttent dans des eaux plus chaudes. »
Un changement dans la composition microbienne de l’éponge
« Vous pouvez trouver des éponges partout sur le fond marin, des tropiques aux pôles », explique le Dr Botte.
Cette étude s’est concentrée sur une espèce d’éponge que l’on trouve couramment sur la Grande Barrière de Corail et dans l’océan Indo-Pacifique occidental, Stylissa flabelliformis.
L’équipe a analysé la composition microbienne de cette éponge, connue pour sa sensibilité à une augmentation de température entre 28,5°C et 31,5°C.
« Dans ces mêmes conditions, nous avons vu qu’il y avait des différences majeures dans le type de microbes trouvés dans une éponge saine dans les températures plus fraîches, et dans une éponge nécrotique ou mourante dans les eaux plus chaudes », explique le Dr Botte.
Un changement en particulier s’est démarqué. « Un groupe de microbes connu sous le nom d’archaea représentait 10 % de tous les microbes de l’éponge saine. Et nous ne pouvions pas le voir du tout dans l’éponge nécrotique.
« Nous avons découvert que ce microbe était le seul capable de détoxifier l’ammoniac produit par l’éponge. Et sans ce microbe, l’ammoniac toxique se serait accumulé dans les tissus. »
Il semble que la symbiose entre la Stylissa flabelliformis et ses microbes ne soit pas suffisamment souple pour s’adapter aux températures élevées qui devraient devenir des moyennes d’ici la fin du siècle.
Il est important de noter que l’impact potentiel du réchauffement des eaux sur les éponges et les microbes marins n’est pas une perspective lointaine. « Nous avons utilisé des conditions qui représentent non seulement les moyennes futures, mais aussi les extrêmes d’aujourd’hui, car nous avons déjà vu des températures de 1,5°C à 3°C au-dessus de la normale pendant des semaines en Australie », explique le Dr Botte.
Une mine d’or pour les molécules médicinales
« En plus de fournir de la nourriture et un abri à d’autres organismes, les éponges sont importantes pour la découverte de médicaments », explique le Dr Botte.
« Dans les océans, la grande majorité des molécules qui ont des propriétés antitumorales ou antipathogènes sont produites par les invertébrés marins, et en particulier, par les microbes vivant en symbiose avec les éponges », explique le Dr Botte. « Ces symbioses sont essentielles pour la santé des océans et une mine d’or pour les molécules d’intérêt pharmaceutique et commercial. »
L’équipe de recherche à l’origine de ces derniers travaux souhaite souligner le risque que le changement climatique fait peser sur la diversité microbienne sur Terre. « Le changement climatique n’impacte pas seulement les grands animaux charismatiques. Il existe un risque d’érosion de la biodiversité d’animaux sans prétention et des microbes qu’ils hébergent, qui sont essentiels à la santé des océans et plus généralement à la vie sur notre planète. »
Plus d’information:
Emmanuelle S. Botté et al, Les conditions océaniques futures induisent une nécrose, une dysbiose microbienne et un déséquilibre du cycle des nutriments dans l’éponge récifale Stylissa flabelliformis, Communications ISME (2023). DOI : 10.1038/s43705-023-00247-3