Le suicide du criquet, une aubaine pour la forêt

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Encore un insecte qui a perdu la tête. Après avoir frénétiquement exploré les alentours jusqu’à la découverte d’une rivière, voilà que le criquet s’y précipite, lui qui n’est pas aquatique pour un sou. Drôle d’idée quand on ne sait pas nager. Serait-ce un acte de bravoure et de dévotion de sa part sachant son rôle potentiellement prépondérant sur la communauté des autres insectes de la forêt, et… sur le maintien d’une espèce de truite menacée ? Heu, mais c’est quoi ce long ver immonde qui s’extirpe onduleusement de l’anus de notre criquet ??
Le criquet vient de sauter dans l’eau. S’extirpe ensuite un long ver de son anus un long ver (Source)

Encore une histoire de zombies…    

Avant d’évoquer les conséquences d’un tel geste pour son entourage, un petit rembobinage express s’impose pour comprendre ce qui a poussé notre compère à commettre cet acte désespéré.  
L’histoire commence dans la rivière même, bien loin de notre suicidaire. Parmi la faune foisonnante, on rencontre des nématomorphes, de longs vers de plusieurs dizaines de centimètres, ondulant gracieusement (ou diaboliquement, c’est selon). Ces animaux sont des parasitoïdes, autrement dit ils se développent dans d’autres organismes avec, contrairement aux parasites, une forte tendance à tuer ces derniers… Qui plus est, les nématomorphes disposent d’un cycle de vie complexe, impliquant donc plusieurs hôtes. Les larves vont d’abord infester des insectes que l’on trouve dans l’eau, comme des larves d’éphémères. Alors que ces dernières vont ensuite se transformer, le ver va survivre au processus et pouvoir alors accéder au milieu terrestre. Comme tout se recycle, notre éphémère, même mort, se fera grignoter par quelqu’autre insecte, parmi lesquels des criquets ! Ensuite, l’histoire ressemble drôlement à celle de nos parasites manipulateurs, créatures zombifiantes à qui j’ai récemment consacré tout un article. Si le nématomorphe lorgne le milieu aquatique, nécessaire pour l’achèvement de son cycle et notamment sa reproduction, le criquet a malheureusement pour ce dernier une vie terrestre. Le parasitoïde semble adopter une stratégie plutôt payante pour lui : il prend le contrôle du criquet !
Ca commence par des symptômes assez inquiétants, le criquet se mettant à être beaucoup plus explorateur qu’à la normale, tout en étant, et contrairement à son habitude, subitement attiré par la lumière (Ponton et al. 2011). Pour comprendre les mécanismes impliqués dans les changements de comportements, l’équipe de Biron (2008) a mené une investigation protéomique, mettant en évidence ce qu’il se passe concrètement dans la tête du criquet quand il perd les pédales. Sans surprise, une des protéines dont l’expression est altérée au moment du changement de comportement du criquet dispose justement des domaines classiquement impliqués dans le système visuel. Et puis une fois la source d’eau détectée, le criquet saute dedans, ni plus ni moins. Les chiffres sont impressionnants. Par exemple, Sanchez et ses collaborateurs (2008) ont montré que 80% des criquets Nemobius sylvestris infectés par le nématomorphe Paragordius tricuspidatus se jettent à l’eau, contre 10% chez les individus sains (de corps, mais apparemment pas d’esprit…). Les nématomorphes du genre Gordionus, quant à eux, augmentent de 20 fois les chances qu’un criquet finisse dans l’eau (Sato et al. 2011a). Pour les criquets qui ont la chance d‘échapper à la noyade, mais aussi de survivre à l’extirpation du ver par leur anus, le comportement reviendra progressivement à la normal (Ponton et al. 2011). Quant au nématomorphe, l’idée est de s’extirper de l’insecte avant que celui-ci, dans sa vaine panique, n’attire des prédateurs. Et dans le cas où ver et criquet finissent ensemble dans un estomac, le combat n’est pas perdu pour le parasitoïde qui va utiliser ses talents d’extirpation, mais en s’échappant cette fois par la bouche du prédateur… 
Pour voir d’autres vidéos, notamment un nématomorphe ressortant d’une grenouille, un petit tour sur cet article de SSAFT

L’effet papillon

De nombreuses études ont montré que les parasites et parasitoïdes, malgré l’image négative que le grand public leur alloue, sont souvent d’une grande importance dans l’écosystème. Dans l’exemple des criquets, l’idée la plus intuitive serait que les nématomorphes pourraient avoir un impact sur la dynamique de population des criquets. Mais c’est à une autre échelle que l’on va se pencher maintenant : celle de l’écosystème tout entier.
Faisons un petit tour au Japon où Sato et ses collaborateurs ont étudié (et étudient encore) de très près le rôle des nématomorphes du genre Gordionus. Là-bas vit la truite Salvenicus leucomaenis japonicus, menacée par la surpêche et la destruction de son habitat. Or, les scientifiques se sont vite rendus compte que si un criquet dans l’eau est nécessaire pour le nématomorphe, cela constitue également une aubaine pour les habitants de la rivière, et notamment notre truite. Sato et ses collaborateurs (2011a) ont donc entrepris de mesurer la contribution énergétique apportée par les criquets aux truites. Le résultat est impressionnant : les criquets constitueraient 60% de l’apport de calorie annuel des truites, une part très loin d’être négligeable, pouvant même contribuer à la persistance de l’espèce. De plus, cette importance n’est pas qu’une question de proportion puisque d’une part les criquets augmentent la masse totale de nourriture ingérée (les truites mangent moins quand il n’y a pas de criquets dans l’eau), et d’autre part la quantité de nourriture ingérée par les truites est directement corrélée à l’importance de la présence en nématomorphes aux alentours, mais curieusement pas corrélée à la présence des criquets sur les rebords de la rivière, preuve de l’importance du parasitoïde. De plus, la présence de nématomorphes est plus faible dans les plantations de conifères qui remplacent petit à petit les forêts natives (Sato et al. 2011b). Le changement de type de forêt pourrait donc avoir comme conséquence indirecte une diminution de la population de truites, par l’intermédiaire seul de la diminution de la population de nématomorphes…
Cycle de vie du nématomorphe et flux d’énergie autour de la truite. D’après Sato et al. 2011a.
Enfin, élargissons notre champ d’investigations. Les criquets constituent une aubaine pour la truite, notamment puisqu’ils sont des proies faciles, se mouvant maladroitement dans l’eau quand ils ne sont pas déjà morts. La truite va donc délaisser les autres proies potentielles, qui elles sont plus adaptées au milieu aquatique (et donc fichtrement plus fourbes à attraper). Des insectes dont la larve est aquatique, notamment, vont ainsi voir leur succès de passage à la vie terrestre augmenter grâce au répit assuré par les criquets. Ephémères et demoiselles par exemple, vont ainsi pouvoir se métamorphoser, migrant de la rivière vers la forêt, et permettant une présence de proies pour les animaux terrestres. Le tout sans compter que l’écosystème de la rivière est lui aussi chamboulé. Le répit laissé aux invertébrés aquatiques mène également à une diminution de la biomasse en algues, alors plus consommées par ces derniers, bousculant ainsi le flux d’énergie à l’échelle de la rivière toute entière (Sato et al. 2012).

Effet en cascade de la présence de criquets dans la rivière, sur les poissons, les invertébrés aquatiques et les ressources organiques. D’après Sato et al. 2012.
Quand on regarde l’ensemble du tableau, on a l’écosystème de toute une forêt, incluant la rivière, modulé par un ver à priori insignifiant et cantonné dans un autre organisme. Cet effet papillon est tel que Sato et ses collègues ont publié, en début d’année, une étude portant sur le rétablissement à long terme d’une forêt en lien avec les populations de criquets et des nématomorphes. De quoi observer parasites et parasitoïdes d’un tout nouvel œil…

Bibliographie

Biron, D.G., Ponton, F., Marché, L., Galeotti, N., Renault, L., Demey-Thomas, E., Poncet, J., Brown, S.P., Jouin, P. & Thomas, F. 2006. « Suicide » of crickets harbouring hairworms: a proteomics investigation. Insect Molecular Biology, 15, 731-742.
Ponton, F., Otalora-Luna, F., Lefèvre, T. Guerin, P., Lebarbenchon, C., Duneau, D., Biron, D.G. & Thomas, F. 2011. Water-seeking behavior in worm-infected crickets and reversibility of parasitic manipulation. Behavioral Ecology, 22, 392-400.
Sanchez, M.I., Ponton, F., Schmidt-Rhaesa, A., Hughes, D.P., Missé, D. & Thomas, F. 2008. Two steps to suicide in crickets harbouring hairworms. Animal Behaviour, 76, 1621-1624.
Sato, T., Watanabe, K., Kanaiwa, M., Niizuma, Y., Harada, Y. & Lafferty, K.D. 2011a. Nematomorph parasites drive energy flow through a riparian ecosystem. Ecology, 91, 201-207.
Sato, T., Watanabe, K., Tokuchi, N., Kamauchi, H., Harada, Y. & Lafferty, K.D. 2011b. A nematomorph parasite explains variation in terrestrial subsidies to trout streams in Japan. Oikos, 120, 1596-1599.
Sato, T., Egusa, T., Fukushima, K., Oda, T., Ohte, N., Tokuchi, N., Watanabe, K., Kanaiwa, M., Murakami, I. & Lafferty, K. 2012. Nematomorph parasites indirectly alter the food web and ecosystem function of streams through behavioural manipulation of their cricket hosts. Ecology Letters, 15, 786-793.
Sato, T., Watanabe, K., Fukischima, K. & Tokuchi, N. 2014. Parasites and forest chronosequence: Long-term recovery of nematomorph parasites after clear-cut logging. Forest Ecology and Management, 314, 166-171.
Sophie Labaude
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Une sangsue survit 24 heures à – 196°C, dans de l’azote liquide

Parue fin janvier dans la revue PLoS ONE, c’est une étude idéale pour un mois d’hiver puisqu’elle évoque la résistance d’un organisme au grand froid. On sait que l’exposition prolongée à des températures négatives provoque le gel de l’eau contenue dans les cellules, ce … Continuer la lecture

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Essuyons quelques préjugés sur les éponges.

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Souvent vues comme des animaux très simples, pour peu qu’on sache que ce sont des animaux, les éponges subissent une grande injustice. Auparavant considérées comme le « chainon manquant » entre les végétaux et les animaux, on les retrouve encore reléguées aux premiers chapitres de tout livre universitaire de zoologie qui se respecte. Et même si cette vision en échelle est (en principe) révolue, le fait que les livres de zoologie commencent généralement par les éponges pour finir par les vertébrés, participe au maintient de cette idée. Pourtant, malgré leur aspect végétatif, les éponges sont bien des animaux. Bon, déjà c’est quoi un animal ? Pour faire simple, c’est un organisme multicellulaire qui se nourrit d’autres organismes, qui produit du collagène, et avec au moins une phase mobile. Quoi, des éponges qui bougent ? Pourtant ce sont des organismes fixés sans muscles ni système nerveux. Mais la larve est ciliée et nage : on a bien une phase mobile. Tout ceci n’est pas très impressionnant mais attendez la suite…
Une belle image d’éponge, parce que les prochaines le seront moins mais plus dans le contexte… Source : éponge jolie.
Trêve de blabla sur cette injustice que doivent essuyer les éponges, j’ai déjà évoqué ça dans un article précédent (cf. article complexité, et ce sera en trame de fond de cet article, vous vous en doutez). Rentrons dans le vif du sujet, ce n’est pas une découverte récente, mais les éponges bougent bel et bien. Oui, je l’ai déjà dit, la larve ne fait pas que larver, mais l’adulte aussi peut se « déplacer » et se contracter. En fait ce comportement est connu depuis longtemps et a même été reporté par Aristote ! Mais depuis tout ce temps, malheureusement, l’origine de ces mouvements est encore mal connue. Cependant, , une étude récente parue dans le journal « Invertebrate Biology » (Bond, 2013) décrivait les mouvements d’une éponge calcaire (groupe qui n’a pas été tellement étudié) : Leucosolenia botryoides. Ça a été pour moi l’occasion de me pencher un peu sur le problème et de le partager avec vous. Mais à quoi donc peuvent ressembler les mouvements chez une éponge ? Voyez plutôt :

Impressionnant non ? Oui bon, c’est du “time-lapse”, en gros du super accéléré (pour du timelaps un peu plus esthétique, mais pas dans le sujet, vous pouvez aller voir ici).  Le mouvement est bien connu chez les autres animaux. Il est en général effectué de deux manières : le battement de cils (en milieu aquatique) ou les contractions musculaires. Chez l’éponge adulte, les cils sont connus et sont associés à des cellules appelés choanocytes. Mais autant qu’on sache (ou du moins que je le sache), ça participe aux mouvements d’eau au sein de l’éponge mais pas au mouvement de l’éponge au sein de l’eau. Et malheureusement, il n’y a pas de muscles chez les éponges… Tout ceci reste donc bien mystérieux…

Schéma général d’une éponge. Remarquez l’absence de muscles et de système nerveux. Et pourtant… Source: schéma super sérieux.
Deux théories se sont longtemps affrontées pour expliquer les contractions chez les éponges, mais pour cela il faut revoir quelques points sur la morphologie générale d’une éponge On trouve au sein du « mésohyle », la couche centrale de l’animal, des cellules en forme étoilées appelées « actinocytes ». L’extérieur de l’éponge quand à lui est couvert de cellules appelées « pinacocytes » . En fait le débat a longtemps été mené pour savoir si les actinocytes ou les pinacocytes étaient responsables des contractions. En gros si c’était une diminution de volume ou de surface ! Pour vous donner une orientation du débat, les actinocytes étaient auparavant appelés myocytes de myo = muscle… Un peu biaisé…
Coupe transversale du tissus d’une éponge. L’extérieur est en haut, l’intérieur en bas.. « ex » et « en » sont respectivement les exopinacocytes et les endopinacocytes. « ac » sont les actinocytes présents dans le mésohyle. Source: intimité de l’éponge.
Le mécanisme de contraction des éponges a été étudié en détails chez une l’espèce Tethya wilhemlma grâce à la microtomographie (une méthode récente d’imagerie) et des coupes histologiques. Ces méthodes ont l’air plus complexes que l’animal lui-même mais laissent penser que les contractions, du moins chez cette espèce sont majoritairement produites par les pinacocytes, autant au sein des canaux internes (souvenez vous que les éponges ont un ensemble compliqué de canaux) que de la couche extérieure. Alors, les actinocytes servent-ils au mouvement ou non ? Dans tout mouvement musculaire (bien qu’ici ça n’en soit pas), il faut un agoniste pour créer le mouvement, et un antagoniste, pour revenir à la position initiale. Dans ce cas ce seraient les actinocytes qui joueraient le rôle d’antagoniste, mais leur rôle resterait « auxiliaire » dans la contraction (ou plus justement, dans la décontraction).

Ces mouvements ont plusieurs fonctions supposées. ils semblent périodiques chez certaines espèces et aideraient à l’expulsion de déchets (nourriture et débris cellulaires). Dans d’autres cas ils contribueraient eut-être à empêcher les autres animaux de trop les taquiner. Il a été montré en laboratoire que lorsque l’on retirait les autres animaux, les éponges arrêtaient complètement de se contracter. Vous doutiez vous que les éponges étaient timides ?
Tethya wilhelma, une éponge qui se contracte beaucoup. En haut, le degré de contraction. En bas les animaux en situation naturelle. Ne sont-elles pas mignonnes les pitites bouboules ? Source : contraction Tethya (en haut), Tethya s’amusant (en bas).
Bon, mais jusque là on a rien de super impressionnant, l’éponge de ménage aussi se contracte quand vous la serrez, et se décontracte ensuite toute seule, rien de plus fou que ce qui traîne derrière votre évier. Ceci dit, comme je suis totalement impartial, je veux vous convaincre que les éponges c’est génial et super vif (ok, relativement… ok, c’est quand même super lent, mais au moins ça bouge). Et pour ça, je vais vous décrire deux modes de déplacement des éponges parmi d’autres.

La première est rigolote et a été décrite récemment (fin 2013, comme quoi ya encore du progrès à faire sur la connaissance de ces animaux). Beaucoup d’éponges possèdent des spicules, de petits éléments squelettiques au sein de leurs tissus. La diversité et la complexité des spicules (http://fish-dont-exist.blogspot.dk/2012/03/evolution-et-complexite-ce-nest-pas.html) est parfois étonnante, et toute personne prétendant que les éponges sont simples (animaux inférieurs, primitifs, basaux, vieux, comme vous voulez), n’a manifestement jamais eu à apprendre le nom des principaux spicules pour un examen. Mon vieux tonton zoologiste « gradiste » théorique (ça m’arrange pour le récit d’inventer un zoologiste super rétrograde) se demandera pourquoi s’emmerder à avoir plein de spicules différents quand on est un animal mou, informe et simple. Moi-même je n’ai pas la réponse, mais en plus d’avoir une fonction de soutien, il a été montré qu’ils ont une fonction de locomotion ! Ils permettraient de s’accrocher au substrat et de se tracter. Des parties entières de Leucosolenia botryoides, constituées d’une multitude de tubes, peuvent se déplacer de concert dans la même direction ! Les mouvements des spicules seraient dus à celui des cellules du mésohyle (la « chair » de l’éponge).
Leucosolenia, une éponge qui rampe grâce à ces spicules (en bas). Des bouquets entiers de tubes (visibles à haut) peuvent bouger tous ensemble ! J’espère que vous êtes ébahis ! Source: bouquet d’éponge (en haut). Ptitspicules (en bas)
L’autre manière de se déplacer est plus complexe. Elle est due à la somme du mouvement de toutes les cellules. L’éponge se déplace alors sur le substrat et au sein de l’animal, c’est un réarrangement total de l’ensemble de l’éponge qui se produit. Il a été montré que la plupart des cellules, les pinacodermes comme les cellules du mésohyle, bougent à différentes vitesses selon leur type cellulaire. Les cellules du mésohyle étant les plus mobiles. Pour résumer, les cellules du mésohyle sont les cellules principalement mobiles, et les pinacocytes sont plus contractiles. On trouve dans le mésohyle au moins quatre types de cellules ayant leur propre morphologie, leur propre répartition, et leur propre vitesse. Autant dire qu’il en faut de l’organisation pour mettre tout ça en mouvement ! Dans ce lent chaos dynamique, il y a aussi les spicules. Bien sûr, les spicules ne bougent pas eux même (ce ne sont pas des cellules, mais des structures minéralisées), mais elles sont entraînées par les cellules du mésohyle. Ces dernières se regroupent autour des spicules et les mènent vers la bordure de l’éponge. Elles s’organisent ensuite de manière parallèle et s’ accrochent au substrat (grâce à des cellules qui les entourent) et se positionnent comme des mâts de tente !

Ephydatia fluviatilis,  une des éponges d’eau douce pourtant discrète. En son sein c’est un méli-mélo de cellules bougeant dans tous les sens de manière ordonnée ! Source : l’éponge qui cache bien son jeu.
Alors, quels mécanismes permettent d’organiser tout ça vu que les éponges n’ont pas de système nerveux ? Déjà, on suppose qu’il existe des mécanismes de reconnaissance cellulaire qui permettent aux cellules d’un même type de se regrouper et de bouger de concert. Mais il y a aussi des mécanismes qui rappellent le fonctionnement du système nerveux (quand bien même il n’y en a pas). Certaines éponges (pas toutes, selon les connaissances actuelles) utilisent des potentiels d’action pour permettre la communication entre les cellules, c’est-à-dire des différences de charges électrique entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Pour l’instant aucune technique ne permet d’étudier correctement ces propriétés chez les éponges. Ceci dit, certaines études d’expression fonctionnelle de gènes (où on joue avec les gènes d’éponges) montrent qu’il y a effectivement, chez l’éponge Amphimedon queenslandica, la présence de canaux à ions sélectifs. Ces canaux laissent passez uniquement certains ions ce qui régule les différences de charges. Cela laisse penser que certaines membranes cellulaires chez cette espèce auraient une spécialisation électrochimique. De plus, un grand nombre de neurotransmetteurs (les molécules impliquées dans le système nerveux) connus chez les autres animaux sont exprimés chez certaines éponges. Au final, morphologiquement, les neurones ne semblent pas exister chez les éponges, mais fonctionnellement c’est une autre histoire qu’il reste à résoudre.

Amphimedon queenslandica, l’éponge qui a presque un système nerveux…. A droite une image des embryons qu’elle incube. Parce que oui, en plus de tout ça certaines éponges accordent des soins parentaux ! Source : l’éponge presque maligne.
Alors quelles réflexions peut-on en tirer ? Quand j’ai commencé à écrire l’article (y’a un bout de temps), j’avais juste en tête de parler de mouvement chez les éponges pour montrer, comme d’hab, que tous les animaux son choupis et cool. Mais entre temps un article est paru dans la célèbre revue scientifique Science (vous pouvez aller voir sur SSAFT), ce qui est une bonne occasion de placer cet article dans une perspective évolutionniste. Pour faire simple, selon cet article paru dans Science, les éponges sont plus proches de nous que les cténaires (les cténaires sont des animaux qui ressemblent superficiellement aux méduses, mais sont organisés très différemment). Pour formuler ça autrement, les cténaires sont les animaux les plus éloignés de nous, contrairement aux éponges (le fait que les éponges soient les animaux les plus éloignés de nous est majoritairement supposé). Tout ça peut sembler obscur, mais les cténaires, en plus d’être magnifiques, ont un système nerveux et des muscles. Ça supposerait deux choses : soit les muscles et le système nerveux sont apparus de manière indépendante chez les cténaires et les autres animaux qui en sont pourvus, soit les éponges ont perdu les muscles et le système nerveux. L’article de Science favorise l’hypothèse que les éponges auraient perdu tout ça. A première vue pourquoi pas, après l’article que vous venez de lire, on peut penser que les éponges ont encore des traces de ces systèmes d’organes. Ceci dit, de mon point de vue, ça me semble étrange de perdre toutes ces structures pour retrouver de manière tordue toutes les fonctions associées. En ce sens, l’hypothèse de la réversion me semble d’autant plus tirée par les cheveux que ce sont des structures importantes, intégrées et qu’en plus la fonction est conservée chez les éponges par des mécanismes divers. Quand à la convergence du système nerveux et musculaire entre cténaires et la plupart du reste des animaux… Ça me semble très peu probable. Mais ce n’est qu’une impression personnelle. Reste que ce sont des résultats récents et qu’il faudrait attendre de voir comment la communauté scientifique interprète et commente ces résultats.
Un arbre résumant les débats récents. Ici la topologie qui a été trouvée dans le dernier article sur le sujet. Beaucoup de zoologistes auraient des choses à redire. C’est un débat passionnant et passionné. Source : l’arbre qui fait parler.
Toujours est-il qu’en biologie les apparences sont trompeuses et qu’il est dur de juger de la complexité d’un organisme qui nous est éloigné avec nos yeux d’humains. Quelle que soit la position phylogénétique des éponges, il n’y a pas de doute qu’elles ont encore beaucoup de surprises à nous dévoiler ! Que ce soit des réversions ou des conditions primitives quant à l’absence de système nerveux et musculaire, elles n’en sont pas moins mobiles et surprenantes à leur manière !
Et puis parceque j’ai mis trop de temps à publier cet article (fêtes, reprise après les vacances etc.), un article sur la sensation chez les éponges est encore paru entre temps : http://www.biomedcentral.com/1471-2148/14/3/abstract, avec une vidéo d’une éponge qui éternue…
Pour aller plus loin :

Un article très récent sur SSAFT sur la position phylogénétique des éponges (et des cténaires) : http://ssaft.com/Blog/dotclear/index.php?post/2013/12/13/De-notre-relation-avec-Bob-lEponge
Un article que j’ai écrit il y a trois ans sur les éponges sur mon blog de zoologie : http://nicobola.blogspot.fr/2010/10/les-spongiaires.html
Un article sur ce blog qui discute, en partie, de la complexité des éponges : http://fish-dont-exist.blogspot.fr/2012/03/evolution-et-complexite-ce-nest-pas.html
Bibliographie :
Bond C. 1992. Continuous Cell Movements Rearrange Anatomical Structures in Intact Sponges. The Journal pf Axperimental Zoology, 263:284-302.
Bond C. 2013. Locomotion and contraction in a asconoid calcareous sponge. Invertebrate Zoology. 132(4):283-290.
Nickel M. 2010. Evolutionary emergence of synapic nervous systems : what can we learn from the non-synaptic, neverless Porifera ? Invertebrate Biology, 129(1):1-16.
Nickel M., Scheer C., Hammel J. U., Herzen J. et Beckmann F. 2011. The contractile sponge epithelium sensu lato – body contraction of the desmonsponge Tethya wilhelma is mediated by the pinacoderm. The Journal of Experimental Zoology, 214:1692-1698.
Ryan J. F., Pang K., Schnitzler C.E., Nguyen A-D., Moreland R.T., Simmons D.K., Koch B.J., Francis W.R., Havlak P,. SmithS.A. et al. 2013. The Genome of the Ctenophore Mnemiopsis leidyi and Its Implications for Cell Type Evolution. Science, 342(6164). 
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De l’utilité de créer son propre zombie…

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…Ou le monde fabuleux des parasites manipulateurs

Si la fête d’Halloween nous a amené sa ribambelle de monstres en tous genres, je vous propose aujourd’hui de rester dans le thème et parler des zombies. Attention, pas ces zombies snobs qui se pavanent dans des films grotesques comme «  Shaun of the Dead » ou « Warm bodies »… Ces humains complètement gaga et tout baveux se croient célèbres sous prétexte qu’ils apparaissent dans une poignée de longs métrages (quelques 350 selon Wikipédia, pas de quoi en faire toute une histoire…), alors qu’au fond, à part terroriser les foules, ils ne servent pas à grand chose. Un bon zombie est un zombie utile ! C’est un zombie prêt à tout pour servir son créateur, y compris se jeter littéralement dans la gueule du loup.
(Source)

Qui a besoin des zombies ?

En tant qu’être humain, il faut avouer qu’un zombie a une utilité relativement limitée. Des personnes pour faire le travail à notre place, on en a déjà. Nos gosses, nos employés, nos chiens s’ils sont bien dressés… Et puis la technologie fait des miracles, les ordinateurs et robots s’occupent de presque tout à l’heure actuelle, sans même qu’on s’en aperçoive. Mais il existe des créatures qui ont un besoin crucial d’un autre individu pour les maintenir en vie. Je ne suis pas en train de parler de Voldemort qui squatte le crâne de ce pauvre professeur Quirrell, mais finalement l’exemple se rapproche pas mal de la réalité. Si vous n’avez pas compris ma dernière phrase (mais vous vivez où ?!), brève explication. Voldemort (l’ennemi de Harry Potter, le mec qui vit sous un escalier), est un sorcier anéanti, incapable de se fabriquer un corps comme tout un chacun avec ce qu’il faut pour se déplacer, trouver de la nourriture, communiquer, etc. (bon, par la suite il reprendra du poil de la bête). Pour survivre, il habite littéralement le corps d’un hôte humain, et non seulement il puise en lui les ressources nécessaires pour survivre, mais en plus il le mène à la baguette (de sorcier !) pour lui faire faire ce qu’il veut (tenter de tuer des mômes par exemple). Hé bien finalement, c’est exactement ce que font nos créatures zombifiantes du jour : les parasites manipulateurs.
Les parasites sont des créatures qui vivent aux dépens d’autres êtres vivants (les hôtes). Les parasites les plus intéressants (et je ne dis pas ça parce qu’ils constituent le sujet de ma thèse), sont les parasites dit « hétéroxènes », c’est-à-dire qu’ils ont besoin de plusieurs hôtes successifs pour boucler leur cycle de vie (naitre, grandir, se reproduire). Par exemple, la très célèbre petite douve du foie Dicrocoelium dendriticum va vivre une partie de sa vie dans des escargots, puis va passer chez des fourmis via la bave du gastéropode, et finir son cycle dans des mammifères herbivores, comme des vaches ou des moutons.

Cycle de vie de la petite douve du foie (Source)


La photo de notre très sexy petite douve… (Source)
Quel est le rapport entre les parasites et les zombies ? Hé bien, prenons notre petite douve du foie, qui est minuscule et qui ne sait même pas marcher. Pauvre petit être sans défense, comment ferait-elle toute seule, perdue dans la nature immense et hostile, pour repérer son mouton, lui sauter dessus et forcer l’intrusion dans son organisme ? Mission impossible. La douve utilise une méthode bien plus subtile… La fourmi possède des pattes, elle. Et puis elle pourrait s’approcher des moutons en grimpant en haut des brins d’herbes… La douve, comme beaucoup de parasites, est devenue l’illustration même de la célèbre maxime « on n’est jamais mieux servi que par quelqu’un d’autre ». Et la pauvre fourmi, zombifiée, dirigée par son impitoyable tortionnaire, va bravement aller se faire dévorer par des moutons…

Les grandes stars

Les parasites qui « dictent » à leur hôte de se faire dévorer par le prochain hôte, on en trouve à foison dans la nature. L’exemple de la douve est très connu. Parmi les grandes célébrités, nous avons aussi Leucochloridium paradoxum. Ce ver plathelminthes, qui habite d’abord dans un escargot, doit finir son cycle dans un oiseau. Ces derniers, bien que prédateurs, ont malheureusement une préférence pour des chenilles. Qu’à cela ne tienne, le ver va induire une transformation des yeux de l’escargot en une réplique quasi parfaite de la nourriture favorite de l’oiseau ! Et pour plus d’efficacité, l’escargot attendra sagement bien en évidence en pleine lumière qu’un oiseau vienne lui picorer les yeux. Jetez un œil ici pour plus de détails et explications sur le lugubre calvaire du pauvre gastéropode.
En continuant dans la lignée des grandes stars de la manipulation, vous avez peut être déjà croisé ces images de fourmis au derrière si rouge et si gonflé qu’il ressemble à s’y méprendre à une baie, très alléchante pour les oiseaux… La faute au nématode Myrmeconema neotropicum, qui, comme vous l’aurez deviné, finit également son cycle chez un oiseau.

L’abdomen de ces fourmis, noir à l’origine, se teinte de rouge et se détache 14 fois plus facilement du reste du corps quand l’animal est parasité (Sources ici et )

Plus de subtilité pour une perfide efficacité

Pour beaucoup de mes lecteurs, les exemples que je viens de citer ne sont pas une nouveauté. Scientifiques comme grand public apprécient la magie des lugubres transformations de ces zombies, digne de films de science fiction. Mais ces extravagances détournent l’attention des œuvres de la grande majorité des parasites manipulateurs, beaucoup plus subtiles dans leurs procédés. Sans compter qu’un hôte intermédiaire (le zombie) ne sert pas uniquement de véhicule vers l’hôte final : il a des ressources à exploiter.
Petit descriptif des caractéristiques et panel d’options à disposition des parasites, logés bien au chaud dans leur hôte. Voici, pour illustrer, une brochure publicitaire trouvée chez un concessionnaire d’hôtes intermédiaires à l’usage des parasites acanthocéphales et trématodes :
« Tenez-vous bien, on a ici le nec plus ultra. Au sein de votre zombie, moelleux et de tout confort, vous pourrez vous développer à votre rythme sans difficulté, puisant dans votre hôte toutes les ressources dont vous aurez besoin [1]. Les zombies de luxe sont pourvus d’options pour moduler la quantité et qualité de ressources disponibles [2-3]. Votre zombie vous baladera tranquillement au gré de ses mouvements, vers une destination que vous pourrez choisir vous-même [4], jusqu’à ce que vous soyez prêts à vous en séparer. Vous pouvez activer l’option « protection anti-prédateur » [5-6-7], qui vous assurera une plus grande sécurité durant votre développement, réduisant la probabilité que votre zombie (et vous avec) se fasse dévorer. Une fois au dernier stade de votre développement avant votre prochain hôte, vous pourrez activer l’option « se faire volontairement bouffer » pour atterrir sans le moindre effort directement à l’intérieur même de votre hôte suivant [8-9-10-11]. Je vous conseille de choisir, lors de l’activation de cette option, des paramètres adaptés à votre future hôte, histoire de ne pas se faire dévorer par la mauvaise espèce [4-12]. »
Des fourmis, contrôlées par des parasites, deviennent des véhicules de luxe tout-équipés (Source)

L’exemple des gammares et des acanthocéphales

Cette description est bien jolie mais on se demande toujours quels sont les traits concrètement modifiés chez les hôtes zombifiés. Pour illustrer ça, je vais prendre un des exemples préférés des chercheurs qui bossent sur la manipulation parasitaire, et qui accessoirement constitue le cœur de mon sujet de thèse : les gammares, parasités par des acanthocéphales.
Les gammares sont des petits crustacés très abondants dans nos rivières, avec de nombreuses espèces présentes en Europe. Ils constituent le repas de nombreux prédateurs : oiseaux, amphibiens, créatures vertébrées qui peuplent nos rivières (ouais, ce qu’on appelle vulgairement « poissons » quoi)… Et ils sont également l’hôte intermédiaire de nombreux parasites, dont plusieurs espèces du groupe des acanthocéphales. En général, les acanthocéphales ont pour hôte final un poisson ou un oiseau selon les espèces. Ils se reproduisent dans le tube digestif de ces hôtes, et pondent des œufs qui seront libérés dans le milieu avec les fèces de l’animal. Les gammares vont à leur insu consommer ces œufs, et permettre au parasite de se développer. Celui-ci passera par deux stades distincts. Seul le deuxième est viable pour être transmis à l’hôte final. L’intérêt pour le parasite est donc de grandir tranquillement dans le gammare jusqu’à atteindre ce deuxième stade, puis de laisser son hôte gammare se faire dévorer par un oiseau ou un poisson pour retrouver le lieu propice à la reproduction, et boucler le cycle.
Le parasite acanthocéphale (genre Polymorphus) est ici très clairement visible à travers la cuticule de ce gammare Gammarus lacustris (Source)
Cycle de vie d’un acanthocéphale ayant pour hôte final un poisson et pour hôte intermédiaire un gammare
Premier constat des chercheurs : les gammares qui abritent des parasites sont plus enclins à se faire dévorer par les prédateurs [10-9]. Des dizaines d’études se sont alors penchées sur le sujet : qu’est-ce qui change entre un gammare sain et un gammare parasité qui mènerait à cette différence de prédation ? Petit listing non exhaustif.
Tout d’abord, la couleur du gammare change, puisque les acanthocéphales, d’une couleur allant du jaune au rouge, sont visibles par transparence [13-14]. Mais plus que l’apparence, ce sont les changements de comportements qui intriguent. Les gammares, vivant d’ordinaire dans le fond des rivières et dans des endroits sombres et abrités, sont subitement attirés par la lumière [15-16], se mettent à nager en surface [17-18] et dédaignent les refuges [9-10]. Le tout en s’agitant bien plus qu’à l’ordinaire [16]. En somme, ils deviennent très faciles à repérer par les prédateurs. Et puis plutôt que d’aller se fondre dans la masse de leurs congénères pour passer incognito, ils se la jouent subitement solitaire [19-20]. La manipulation va pourtant bien plus loin que ça : non content d’être bien repérables, les gammares parasités vont développer une affinité avec… leur prédateur lui-même. Si leurs congénères sains (d’esprit…) vont rapidement se mettre à couvert quand ils détectent une odeur de prédateurs, nos gammares parasités vont y être irrémédiablement attirés… [8-9-10]
Pour pousser la subtilité encore plus loin, rappelez-vous que les parasites ont un intérêt à ce que leur hôte gammare se fasse dévorer seulement quand ils ont eux-mêmes atteint leur deuxième stade de développement. Hé bien tant qu’ils sont au premier stade, la manipulation va quand même s’observer mais… dans l’autre sens ! Pour faire simple, le parasite va modifier le comportement du gammare d’une manière menant à une réduction de ses chances qu’il se fasse croquer par un prédateur. Les gammares vont par exemple passer plus de temps à l’abri [6]. Et puis il y a aussi l’histoire du mauvais prédateur : c’est bien beau d’être repérable, mais si le gammare se fait manger par un poisson alors que le parasite doit se développer dans un oiseau, ça ne sert pas à grand-chose… Hé bien même à ce niveau-là le parasite semble avoir trouvé la parade. Par exemple, des variations temporelles peuvent être observées : les gammares seraient ainsi attirés vers la surface seulement la nuit, ou le jour, menant respectivement à une prédation par des animaux nocturnes ou diurnes [4]. Sans compter que les comportements modifiés sont différents selon l’hôte final visé, menant effectivement à une prédation plus importante par le « bon » hôte [10].
Au premier stade de leur développement, les acanthocéphales rendent leurs hôtes gammares plus résistants à la prédation (Source)

Adaptation ou effet secondaire ?

Par soucis de vulgarisation, j’ai présenté l’effet des parasites sur leurs hôtes de manière très déterministe et finaliste. Cependant, à l’heure actuelle et malgré des dizaines d’années d’études sur les parasites manipulateurs, la question se pose toujours (et peut être même plus encore) sur le caractère adaptatif de ces modifications [21]. Est-ce que les comportements des hôtes parasités ont vraiment évolué parce qu’ils apportaient un bénéfice au parasite ? Ou est-ce que ces modifications ne sont que des effets secondaires induits par l’infection, pas forcément bénéfique pour le parasite, ni même pour l’hôte ?
La question n’a pas de réponse précise à l’heure actuelle, mais il semble que les deux hypothèses soient valables selon le trait qu’on considère. Certaines études ont par exemple montré que le changement d’apparence de nos gammares n’avait pas d’effet sur ses chances d’être prédaté [14], de quoi tordre le cou à l’explication adaptative. De même, les comportements d’ordre global (modification de l’activité générale de nos animaux par exemple) pourraient n’être qu’une conséquence physiologique de l’infection, détectable quelque soit le parasite (y compris ceux qui ont un cycle de vie simple). En revanche, la spécificité de certaines modifications de comportement donne des points à l’explication adaptative. Par exemple, le comportement d’un gammare sera modifié différemment selon qu’il est parasité par une espèce qui veut terminer sa vie dans un oiseau, ou dans un poisson, et cette différence va effectivement mener à un risque de prédation plus grand, respectivement par des oiseaux ou des poissons [10]. De plus, la manipulation inversée au cours du premier stade du développement du parasite soutient également une évolution liée aux bénéfices pour le parasite à modifier le comportement de l’hôte. Toujours est-il que la question reste entièrement ouverte, les parasites affectant en général simultanément de nombreux traits de l’hôte, les deux explications pouvant être également simultanément tout à fait plausibles.

Faut-il craindre les parasites manipulateurs ?

En dépits de leurs pratiques qui peuvent paraître lugubres, les parasites manipulateurs sont connus pour jouer un rôle important dans les écosystèmes [22], du fait notamment de leur capacité à modifier les relations biotiques. Cependant, quand ces relations biotiques font intervenir l’homme, c’est une autre histoire.
La malaria, ou paludisme, est une maladie due à un parasite unicellulaire du genre Plasmodium, et qui causerait chez l’humain près d’un million de morts par an. Vous imaginez alors l’intérêt de comprendre tout le cycle de ce parasite, en termes d’applications préventives par exemple. Ce parasite est transmis à l’homme via le moustique. Et si ces derniers sont souvent largement blâmés pour être le vecteur de cette terrible maladie, ils n’y sont relativement pour rien. Et même pire : le parasite va pousser le moustique à nous contaminer… Des études ont ainsi montré que le parasite vampirise encore plus les moustiques, qui non seulement vont se mettre à piquer bien plus de gens, mais en plus vont être du genre collant, se nourrissant plus longtemps sur chaque victime [23]. Le parasite bénéficie donc à la fois d’un plus grand nombre d’hôtes potentiels, et aussi de plus de temps pour opérer le changement d’hôte… Ce caractère manipulateur du parasite est malheureusement encore trop ignoré dans les modèles épidémiologiques.
Le moustique, vecteur du parasite de la malaria, voit son comportement de nourrissage modifié sous l’emprise de ce parasite, augmentant sa probabilité de transmission (Source)
Deuxième exemple avec un autre protozoaire, le parasite Toxoplasma gondii, qui est responsable chez l’humain de la toxoplasmose. Le cycle classique de ce parasite comprend un hôte intermédiaire, souvent le rat, et un hôte final, le chat, au sein duquel il se reproduit. Comme vous l’aurez deviné, un rat infecté va présenter des modifications comportementales augmentant sa probabilité de se faire croquer par le matou du coin… [24] En d’autres termes, nos rongeurs infectés vont soudainement être attirés par leur ennemi mortel ! Si vous vous étonnez que votre chat d’ordinaire paresseux et incapable vous ramène une belle proie, prenez garde… Même si l’humain ne fait pas partie du cycle classique du parasite, il peut tout à fait être infecté. Si contrairement à une idée reçue, la transmission ne se fait pas par simple contact avec votre animal, une ingestion impromptue de fèces (vous vous touchez le visage après avoir changé la litière du chat…) est vite arrivée (si, si !). Et même si les humains sont une voie sans issue pour le parasite, les patients affectés présentent une personnalité et un niveau de QI altérés… [25] Quand aux parasites responsables de la malaria, ils auraient également un effet sur nous, rendant les humains plus alléchants pour les moustiques… [26] Considérant le nombre important de parasites en tous genres capables de nous infecter, on a de quoi se poser des questions… Sommes-nous en permanence sous l’emprise d’une maléfique manipulation ? Sommes-nous finalement déjà tous des zombis ?…
Des souris qui aiment les chats, ça existent. Elles ne sont pas forcément masos, mais probablement sous l’emprise d’un parasite tel que celui de la toxoplasmose qui les pousse à aller se faire dévorer (Source)

Bibliographie :

  • [1] Benesh, D. P. & Valtonen, E. T. 2007. Effects of Acanthocephalus lucii (Acanthocephala) on intermediate host survival and growth: implications for exploitation strategies. Journal of parasitology, 93, 735–741.
  • [2] Gaillard, M., Juillet, C., Cézilly, F. & Perrot-Minnot, M.-J. 2004. Carotenoids of two freshwater amphipod species (Gammarus pulex and G. roeseli) and their common acanthocephalan parasite Polymorphus minutus. Comparative biochemistry and physiology. Part B, Biochemistry & molecular biology, 139, 129–136.
  • [3] Minchella, D.J., Leathers, B.K., Brown, K.M. & McMair, J.N. 1985. Host and parasite counteradaptations: an example from a fresh-water snail. American Naturalist, 126, 843–854. 
  • [4] Lagrue, C., Kaldonski, N., Perrot-Minnot, M.J., Motreuil, S. & Bollache, L. 2007. Modification of hosts’ behavior by a parasite: field evidence for adaptive manipulation. Ecology, 88, 2839–2847. 
  • [5] Hammerschmidt, K., Koch, Milinski, K.M., Chubb, J.C. & Parker, G.A. 2009. When to go: optimization of host switching in parasites with complex life cycles. Evolution, 63, 1976–1986. 
  • [6] Dianne, L., Perrot-Minnot, M.-J., Bauer, A., Gaillard, M., Léger, E., Rigaud, T. & Elsa, L. 2011. Protection first then facilitation: a manipulative parasite modulates the vulnerability to predation of its intermediate host according to its own developmental stage. Evolution, 65, 2692–2698. 
  • [7] Médoc, V. & Beisel, J.-N. 2011. When trophically-transmitted parasites combine predation enhancement with predation suppression to optimize their transmission. Oikos, 120, 1452–1458. 
  • [8] Baldauf, S.A., Thünken, T., Frommen, J.G., Bakker, T.C.M., Heupzl, O. & Kullmann, H. 2007. Infection with an acanthocephalan manipulates an amphipod’s reaction to a fish predator’s odours. International Journal for Parasitology, 37, 61-65. 
  • [9] Perrot-Minnot, M.-J., Kaldonski, N. & Cézilly, F. 2007. Increased susceptibility to predation and altered anti-predator behaviour in an acanthocephalan-infected amphipod. International journal for parasitology, 37, 645–51. 
  • [10] Kaldonski, N., Perrot-Minnot, M.-J. & Cézilly, F. 2007. Differential influence of two acanthocephalan parasites on the antipredator behaviour of their common intermediate host. Animal Behaviour, 74, 1311–1317. 
  • [11] Carney, W.P. 1969. Behavioral and morphological changes in carpenter ants harboring dicrocoeliid metacercariae. The American Midland Naturalist Journal, 82, 605–611. 
  • [12] Webber, R.A., Rau, M.E. & Lewis, D.J. 1987. The effects of Plagiorchis noblei (Trematoda: Plagiorchiidae) metacercariae on the susceptibility of Aedes aegypti larvae to predation by guppies Poecilia reticulata and meadow voles (Microtus pennsylvanicus). Canadian Journal of Zoology, 65, 2346–2348. 
  • [13] Bakker, T. C. M., Mazzi, D., & Zala, S. 1997. Parasite-induced changes in behavior and color make Gammarus pulex more prone to fish predation. Ecology, 78, 1098–1104. 
  • [14] Kaldonski, N., Perrot-Minnot, M.-J., Dodet, R., Martinaud, G. & Cézilly, F. 2009. Carotenoid-based colour of acanthocephalan cystacanths plays no role in host manipulation. Proceedings. Biological sciences / The Royal Society, 276, 169–76. 
  • [15] Bauer, A., Trouvé, S., Grégoire, A., Bollache, L. & Cézilly, F. 2000. Differential influence of Pomphorhynchus laevis (Acanthocephala) on the behaviour of native and invader gammarid species. International journal for parasitology, 30, 1453–7. 
  • [16] Maynard, B.J., Wellnitz, T.A., Zanini, N., Wright, W.G., Dezfuli, B.S. 1998. Parasite-altered behaviour in a crustacean intermediate host: field and laboratory studies. Journal of Parasitology, 84, 11062-1106. 
  • [17] Haine, E. R., Boucansaud, K. & Rigaud, T. 2005 Conflict between parasites with different transmission strategies infecting an amphipod host. Proceedings of the Royal Society B, 272, 2505–2510. 
  • [18] Bauer, A., Haine, E.R., Perrot-Minnot, M.J. & Rigaud, T. 2005. The acanthocephalan parasite Polymorphus minutus alters the geotactic and clinging behaviours of two sympatric amphipod hosts: the native Gammarus pulex and the invasive Gammarus roeseli. Journal of Zoology, 267, 39–43. 
  • [19] Durieux, R., Rigaud, T., & Médoc, V. 2012. Parasite-induced suppression of aggregation under predation risk in a freshwater amphipod. Behavioural Processes, 91, 207–213. 
  • [20] Lewis, S. E., Hodel, A., Sturdy, T., Todd, R. & Weigl, C. 2012. Impact of acanthocephalan parasites on aggregation behavior of amphipods (Gammarus pseudolimnaeus). Behavioural processes, 91, 159–63. 
  • [21] Thomas, F., Adamo, S. & Moore, J. 2005. Parasitic manipulation: where are we and where should we go? Behavioural processes, 68, 185–99. 
  • [22] Lefèvre, T., Lebarbenchon, C., Gauthier-Clerc, M., Missé, D., Poulin, R. & Thomas, F. 2009. The ecological significance of manipulative parasites. Trends in ecology & evolution, 24, 41–48. 
  • [23] Koella, J.C., Sørensen, F.L. & Anderson, R.A. 1998. The malaria parasite, Plasmodium falciparum, increases the frequency of multiple feeding of its mosquito vector, Anopheles gambiae. Proceedings. Biological sciences / The Royal Society, 265, 763–8. 
  • [24] Berdoy, M., Webster, J. P. & Macdonald, D. W. 2000. Fatal attraction in rats infected with Toxoplasma gondii. Proceedings. Biological sciences / The Royal Society, 267, 1591–1594. 
  • [25] Flegr, J. & Hrdy, I. 1994 Influence of chronic toxoplasmosis on some human personality factors. Folia Parasitologica, 41, 122-126. 
  • [26] Lacroix, R., Mukabana, W.R., Gouagna, L.C. & Koella, J.C. 2005. Malaria infection increases attractiveness of humans to mosquitoes. PLoS Biology, 3, 1590–1593.
Note : la bibliographie, donnée à titre d’exemple, est très loin de l’exhaustivité, la littérature dans le domaine étant innombrable. 
Sophie Labaude
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Strange and Funky Australia – Black Flying Fox

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Bon certes, à ce rythme là, je serai peut être déjà repassé par l’Australie avant d’achever cette série d’articles sur la faune, la flore et la géologie locales…. Mais au moins, on ne peut pas me reprocher de ne pas avancer… Bref, aujourd’hui nous allons parler d’une espèce Strange et Funky que j’ai eu l’occasion de découvrir pour la… Lire Strange and Funky Australia – Black Flying Fox Continue reading

Les vacances d’un zoologiste : les mâchoires de l’Arctique.

Meiofauna
Battle et Sophievous ont déjà parlé de leurs vacances en tant que scientifiques. Voici maintenant mon tour. Pour ceux qui me connaissent un peu, vous savez que ça va forcément parler de petites bêtes bizarres. Ceci dit c’est l’occasion de vous raconter comment on les trouve mais surtout, où on les trouve !
Parfois, en plaisantant, entre gens de notre laboratoire, nous nous faisons la remarque que notre recherche se rapproche de la cryptozoologie, l’étude des animaux légendaires. Notre  sujet d’étude est la méiofaune, les animaux microscopiques (j’en ai parlé dans cet article : Méiofaune). Pourquoi cela se rapproche t-il de la cryptozoologie ? Certains de ces animaux ne se trouvent qu’en très faible nombre dans des endroits parfois éloignés ou atypiques (abysses, grottes marines,  une plage perdue en Australie… Ou en France, bref). Pour un nombre considérable d’entre eux, leur morphologie est si étrange qu’on ne sait pas bien à quel groupe d’animaux déjà connus les assigner. Ils présentent des organes ou des structures qui n’existent nulle part ailleurs. L’un des animaux qui nous intéresse est le « Micrognathozoa » ou « Limnognathia ». On le trouve dans les mousses d’eau douce, jusque là rien d’impressionnant. Cependant sa présence a été rapportée à seulement deux endroits sur Terre : L’île Disko au Groenland (ou Qeqertarsuaq) et les îles Crozet, des îles sub-antarctiques.  Cet été nous sommes donc partis au Groenland chasser Limnognathia

Pour l’histoire, le Groenland appartient au royaume Danois. J’ai donc eu la chance de pouvoir aller voyager là bas en tant que thésard à l’université de Copenhague. Il y a, sur l’île Disko, une station scientifique appelée « Arktisk station », une annexe de l’université de Copenhague. C’est là que nous avons été hébergés et que nous avons installé notre laboratoire. Mais l’île Disko ne cache pas seulement Limnognathia mais aussi beaucoup d’autres animaux que l’on ne trouve que là bas (et nulle part ailleurs au Groenland). On y trouve aussi au littoral, en faible profondeur, un sable fin peu commun au Groenland. Reinhardt Kristensen, un des zoologistes qui a décrit les trois derniers phylums découverts (cf article méiofaune pour deux d’entre eux et mon autre blog pour le troisième) et qui a vécu plusieurs années au Groenland, nous a raconté cette légende Inuit : l’île Disko proviendrait originellement du sud du Groenland. Les pêcheurs de l’île auraient demandé à un personnage appelé « fille de la sorcière » de placer l’île plus au nord pour des raisons de commodité. Elle aurait demandé alors d’avoir la chevelure d’un nouveau né. La chevelure lui fut donc donnée et grâce à cela, elle harponna l’île, l’attacha à son kayak et en une nuit mena l’île jusqu’au nord. Certains détails de l’histoire m’ont échappé mais ce qu’il y a d’étonnant c’est que cette île possède en effet un climat partiellement sud groenlandais qui est du à un upwelling, ou remonté d’eaux chaudes profondes à la surface de la mer.
La station Arctique
Vous pouvez donc imaginer l’ambiance de la mission. Des étudiants excités à l’idée de traverser pour la première fois de leur vie le cercle polaire arctique, pour y trouver parmi les plus fascinants des animaux, et des professeurs tout aussi joyeux d’aller dans un endroit où ils ont fait parmi leurs plus importantes découvertes, pour le montrer à leurs étudiants plein de passion.

L’aventure commence enfin. Départ de Copenhague avec plus de 100kg de surpoids (plus plusieurs boites déjà envoyées à la station, les microscopes et autres équipements ça pèse). Après plusieurs heures d’avion et une première escale au Groenland, nous arrivons dans la ville d’Aasiaat où nous faisons la connaissance de nos premiers icebergs. Puis le lendemain nous naviguons entre les icebergs jusqu’à l’île Disko, durant ce voyage nous voyons nos premières baleines. Un des animaux les plus gros au monde… Pour notre part nous chassons un des plus petits. Une fois arrivés à la station scientifique, nous établissons le laboratoire. Pour l’instant tout a l’air propre (ce qui ne va pas durer), nous sommes prêts pour la récolte d’animaux en tous genres (et espèces !).

Malheureusement vous ne le voyez pas mais le labo donne sur les icebergs. Pas moyen de se plaindre.
Premier jour de travail, nous ne chômons pas. Un premier groupe part en bateau faire des échantillons. Quand à moi je reste avec deux de mes collègues (et amis), plongeurs, qui ont le grand courage d’aller faire de la plongée en tubas (avec des combinaisons bien sûr). N’étant pas plongeur moi-même, je reste pour les assister. Ils prélèvent plusieurs fois du sédiment et trient les organismes sur place grâce à un tamis. Cette méthode permet de récolter la « macrofaune » c’est à dire les organismes visibles à l’œil nu. Nous récoltons aussi des algues. En les « essorant » nous pouvons  y trouver pas mal de « méiofaune », ces animaux microscopiques.

Draguer demande parfois du courage. Nous rejoignons ensuite les autres dans le bateau. Cette fois ci nous prélevons de la vase grâce à une drague, un filet accroché à une armature qui racle le fond marin. Pas d’inquiétude ce n’est qu’une petite drague, pas de destruction massive des fonds marins (libre à vous de penser aux blagues que vous voulez, je n’ose pas faire les miennes). Alors que nous draguons (bonne ambiance dans l’équipe), subitement le bateau se met à basculer. Nous avons heurté un rocher. Les marins  relâchent immédiatement la tension puis remontent la drague, l’armature est totalement déformée. Impressionnés, nous discutons à propos de la force du choc. Nous avons eu de la chance que le câble ne lâche pas, cela peut facilement tuer quelqu’un (ce qui est arrivé, sans décès, quelques semaines auparavant).


Mise en place de la drague, n’essayez pas celle-ci dans les bars.
L’armature de la drague complètement déformée

La question qui se pose lorsqu’on étudie la méiofaune (ou des organismes de la vase) c’est comment récupérer les animaux, comment les séparer du sédiment ? Qu’allons-nous faire avec ces dizaines de kilos de vase ? On peut éventuellement  la passer au tamis mais soit la maille du tamis est trop petite et la vase le colmate (dans ce cas là on récupère trop de vase), soit il est trop gros et les plus petits organismes passent à travers. Une technique est de remuer les premiers centimètres de vase (dans l’eau à 4°C on essaye de ne pas faire ça trop longtemps avec nos mimines) pour mettre les organismes en suspension puis avec un petit filet à aquarium on filtre les premiers centimètres d’eau. Ainsi on récupère peu de vase et les organismes, qui flottent plus longtemps, sont récoltés. Ensuite direction le labo, loupe binoculaire, pipette ou pince pour récolter les organismes, livres d’identification, panoplie de produits chimiques (plus ou moins toxiques) pour préserver les organismes pour différents buts, et c’est partit pour le giga fun : « ohhhh regarde ce ver, il est joli », « Je comprends pas celui-ci colle avec aucune espèce décrite ici », « alors je vais t’expliquer comment identifier un Ophelidae » etc.

Puis vient le jour tant attendu, la chasse au Limnognathia ! Parmi les dizaines, si ce n’est centaines, de ruisseaux sur l’île, un seul est connu pour cacher notre proie. Nous prenons donc le bateau pendant 5 heures, un trajet calme et agréable entre les icebergs et les baleines. Nous arrivons finalement à notre point de récolte. Régulièrement nous entendons un son sourd, ce sont des icebergs se brisant au loin. Dur cependant de trouver celui qui se brise au milieu de cette abondance, ils couvrent en effet presque tout l’horizon. Nous accostons donc et remontons le ruisseau. Plus nous montons et plus ce dernier est discret. Au final il cours entre les mousses et ressemble seulement à un ensemble de petites mares. Dur de se dire qu’une des découvertes les plus importantes de la zoologie moderne s’y cache. Complètement survoltés nous n’arrêtons pas les blagues sur cet animal parmi les plus petits (invisible à l’œil nu) mais avec des mâchoires étonnement complexes :  « snif snif, je peux sentir le Limnognathia », « regardez, y’en a au moins deux dans cette marre », « ne buvez pas d’eau, vous risquez d’avoir des bouts de mâchoires entre les dents », « AAAAAH, un Limnognathia me tire vers le fond, aidez moiiiii ! » . Mais nous nous calmons vite, nous sommes assaillis par les moustiques. Motivés cependant, nous continuons. Nous devons prendre des mousses, les compresser et récolter le jus dans un tamis de 30µm (c’est que l’animal est petit !). Et parfois il faut se mouiller !

Maikon, notre post-doc téméraire, chassant le « petit animal à mâchoires » (Micrognathozoa) ou « les mâchoires lacustres » (Limnognathia). Gare aux jambes !
Chasser le Limnognathia avec un « soutient gorge de sirène » à la main (le tamis, oui on appelle ça « mermaid bra » !), le filet à moustique et la bouteille à prélèvement.
Après avoir fait nos récoltes (qui ont probablement divisé par deux la population de notre terrible animal à mâchoires), nous ramenons tous les échantillons sur le bateau. Sur le chemin du retour, nous faisons aussi quelque prélèvement de sédiment avec le « Mini Vann Veen », un outil cher au méiofauniste qui permet de récolter le sédiment en profondeur (pas les abysses non plus). Le principe est simple, une « pince » attachée à un câble est lâchée dans l’eau. En percutant le sédiment et avec son poids elle va se refermer et prélever le sédiment. A l’ouverture c’est toujours une surprise. Ca peut être « ah mince, ça c’est refermé avant de toucher le fond on a que de l’eau » ou « ah c’est trop vaseux, c’est de la merde ce sédiment » ou « OLALALALALA ! Regarde moi ce sable il est magnifique !!! Je suis sûr qu’on va y trouver plein d’animaux géniaux !!! Vite on re-prélève ! Vite vite avant qu’on perde la zone ! ». Oui, un des marins nous a pris pour des fous à nous émerveiller sur du sable. Voici une vidéo d’un de nos prélèvements (qu’on a effectué plus tard). Remarquez que malgré notre sérieux, il y a un temps de suspens et d’extrême curiosité au moment de l’ouverture de la pince… Et mince, c’est que de la vase…

Finalement nous abrégeons les prélèvements. Une tempête est prévue pour le retour. Même si celle-ci n’est pas effroyable, sur un petit bateau scientifique avec des vagues de plusieurs mètres secouant irrégulièrement de tous les côté, nous sommes quasiment tous pris d’un désagréable mal de mer. Même les plus téméraires !
Le lendemain il est temps de jeter un œil à nos échantillons. Premièrement le sable. Mais ici comment procéder ? Les animaux de la faune interstitielle (entre les grains de sable) ont en général des glandes adhésives et collent aux grains de sable. Le remuer ne sert donc pas à grand-chose vu que les animaux recouleront avec le sable. Comment donc les séparer ? On va les endormir ! Avec du chlorure de magnésium ! Après 10 minutes on les secoue énergiquement, puis, encore une fois on les filtre dans un soutien gorge de sirène ! On récupère ensuite « l’extraction » qu’on place dans une boite de pétri et hop, à la loupe binoculaire ! Encore une fois c’est la surprise. Il y a tous les états entre « Y’a vraiment rien dans cet échantillon, que des nématodes et des copépodes », « NON MAIS C’EST PAS POSSIBLE TOUS CES COPEPODES ET VERS PLATS !!! » « Oulà je crois que j’ai trouvé un ver intéressant mais je l’ai perdu » « cet échantillon est extraordinaire ! Je dois absolument y passer des heures, même au plus profond de la nuit, pour tous les récolter » (Haha, c’est un piège, il n’y a pas de nuit en été à Qeqertarsuaq !).

Deux vers cool que nous avons trouvé : Dinophilus taeniatus, la minuscule annélide et Diuronotus aspectos, le gastrotriche chaetonotide géant (600µm quand même !). Source: wikipédia.
La méiofaune classique est en général rigolote et cache une belle diversité. Puis le jour suivant on passe à la recherche deLimnognathia. Et c’est une autre histoire ! Évidement, notre directrice, professionnelle du domaine (et peut-être un peu chanceuse sur le coup) en trouve un grand nombre (comprenez quelque dizaines) très vite. Pour créer chez nous plus de frustration, pauvres étudiants inexpérimentés, aucun de nous n’a ensuite de bon échantillon. La journée fini donc en interminables lamentations pour trouver cette petite m***e blanche, nageant (donc jamais dans le champ de vision de la loupe binoculaire) lentement (donc quasi impossible à repérer au mouvement) et minuscule. Encore mieux, comme tout animal de la méiofaune qui se respecte, le transférer d’un récipient à l’autre c’est avoir une chance sur deux de le perdre. Quand on en trouve 3 dans une journée, y’a de quoi commettre un meurtre… Finalement nous en récoltons suffisamment (mais tout juste) après les efforts de 5 personnes sur 3 jours… Mais ça vaut le coup, traverser le cercle polaire Arctique pour voir un des animaux les plus rares et mystérieux au monde… Et mon chouchou en passant…

Pour vous convaincre que cet animal n’est pas le plus actif. Et encore, là y’en a plein c’est facile de les voir !
Et quand même, une vidéo à plus fort grossissement de notre star !

Quelques jours plus tard, nous avons l’occasion de faire un prélèvement de plancton, c’est-à-dire laisser trainer un filet derrière le bateau. Nous effectuons aussi un prélèvement de sable « subtérranéen », c’est-à-dire profond sur une plage. Nous tentons pour la première fois de creuser un trou d’un mètre cinquante dans une plage perdue du Groenland pour y trouver des organismes. En effet, la faune qu’on trouve dans cette haute zone de la plage peut être très particulière avec des organismes très rares. C’est un moment très amusant, nous constatons qu’enfant sur la plage nous faisions des trous pour jouer et qu’en doctorat, on s’amuse toujours de la même manière. Après de sacrés efforts et une bonne poilade donc, nous atteignons enfin l’eau au fond d’un trou de ma taille… En voici une preuve :



Et après ce suspens interminable (et tous ces efforts), je vous révèle ce qu’on y a trouvé… Rien ! Enfin si, des copépodes et des nématodes… Mais ce n’est pas ce que l’on cherchait.

Nous rentrons ensuite avec tous nos échantillons que nous plaçons dans le container réfrigéré qui nous a été prêté. Avec tous ces prélèvements nous le remplissons très vite :

Et encore là on n’y a pas encore entreposé la jambe de bœuf musqué que nous allons déguster pour le repas de départ de nos professeurs (qui partirons un peu avant nous).
Voilà, c’est la fin de cette aventure scientifique. Nous avons eu la chance d’y voir plein de petites bêtes qu’il est difficile de trouver ailleurs dans le monde. Ca a été pour ma part un de mes voyages les plus enrichissants sur tous les plans. J’ai voulu insister ici sur l’aspect récolte et terrain, pour la part « zoologique », vous pouvez aller voir l’article que j’ai publié sur la méiofaune. Mais bien sûr je ne peux pas vous laisser sans quelques photos supplémentaires. Entre les paysages magnifiques, les lieux uniques, la faune marine super riche, les histoires Inuit etc. je pourrais encore tergiverser pendant longtemps… 
Le brouillard tombe sur Qeqertarsuaq.

Qeqertarsuaq au loin.
Un glacier derrière le village. Notez qu’il était environ 21h30… 
Un beau bateau devant les montagnes qui entouraient le village
Le village de Kangerluk, d’une cinquantaine d’habitants perdu dans le brouillard au fin fond du Groenland. Avec des carcasses de phoques dépecées qui nous attendent à l’entrée et les chiens de traîneau hurlant tous ensemble… Rassurant…
Un magnifique nudibranche que nous avions récolté. Oui il y a une faune marine colorée au Groenland.
Et pour fini, un coucher de soleil sur les Icebergs.
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5 anecdotes sur la vie amoureuse des mollusques.

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Les mollusques : Ils sont mous. Ils sont gluants, baveux, parfois beaux, parfois laids, terrestres ou aquatiques, brefs ils sont variés ! Une diversité qui se retrouve dans leurs modes de vie notamment lors d’une étape clé : la reproduction…  Comment se reproduisent limaces et escargots, de la même façon que la St jacques ou que la pieuvre ?? Nul exposé exhaustif en perspective mais quelques exemples et anecdotes sur « les reproductions » des animaux mous.
1-    Hermaphrodisme et gastronomie : vous ne mangerez plus la St Jacques comme avant…
Comme beaucoup de ses collègues mollusques la coquille st Jacques du genre Pecten pratique l’hermaphrodisme. Pour être complètement explicite, il s’agit d’un hermaphrodisme synchrone c’est-à-dire que l’animal produit au même moment les deux types de gamètes : males et femelles (spermatozoïdes et ovules). Lorsque l’on achète une st-jacques (pour les flamber dans un alcool délicieux par exemple), on observe deux parties : le muscle adducteur de la coquille, sorte de colonne blanche bien ronde au gout fin, et le « corail » parfois retiré car un peu moins gouteux. Ce « corail » n’est autre que la gonade de notre St Jacques qui produit donc les deux types de gamètes.  On peut d’ailleurs facilement différencier deux régions dans cet « ovotestis » l’une blanche qui produit les spermatozoïdes, et l’autre orangée qui produit les ovules…  Bon ap’ !

2-    Crepidula fornicata : on vous aura prévenu !
L’hermaphrodisme n’est pas toujours simultané, c’est d’ailleurs une façon astucieuse d’éviter l’autofécondation. Ainsi les crépidules que l’on retrouve parfois échouées sur les plages pratiquent un hermaphrodisme protandre, c’est-à-dire que les individus sont d’abord mâles puis femelles. Comme l’épithète « fornicata » l’indique joyeusement, ces mollusques se reproduisent en formant des petits monticules où les coquilles sont soudées les unes aux autres. Les individus sur le sommet du paquet sont les plus jeunes, et sont tous des mâles, puis au cours de leur vie les mâles vieillissant changent de sexe et deviennent des femelles plus volumineuses et situés à la base du monticule. Bref c’est une sorte de club libertin où l’on rentre mâle et d’où l’on ressort femelle.
[Un exemple de chaîne formée par les crépidules]



3-    Cupidon est un escargot.
Si la vie sédentaire et le faible développement du système nerveux ne favorise pas l’évolution de comportement précopulatoires  chez les bivalves de nos deux premiers exemples, le cas est bien différents pour les mollusques plus actifs. Les amateurs de documentaire animaliers (notamment microscomos) ont sans doute déjà vu les « big bisous bien baveux » d’un couple de  « Bourgognes » tendrement enlacés par leur sole pédieuse.  Au cours de ce rituel précopulatoire les partenaires se stimulent en vue d’un échange de spermatozoïdes, ils sont alors tous les deux mâles. Juste avant cet échange ils tentent de se perforer mutuellement à l’aide stylet ou dard calcaire enduit d’un mucus favorisant la survie des spermatozoïdes dans le corps du partenaire. (Vous pouvez en lire plus dans ce billet dédié sur SSAFT). A la suite de cette joute torride, chaque bête à corne s’en va reprendre sa route et accessoirement changer de sexe. Une fois les ovules formés ils sont fécondés par les spermatozoïdes récupérés au cours de l’accouplement, les œufs alors formés seront ensuite enfouis dans le sol.
 [Deux escargot en plein accouplement,
celui de droite présente un dard planté dans son flanc gauche
]



4-    Quand les limaces s’emmêlent
Parmi les gastéropodes terrestres certaines limaces présentent également des mœurs susceptibles de choquer les plus jeunes.  C’est le cas des limaces léopard, qui sont  hermaphrodites elles-aussi.  Une fois de plus tout commence par une parade interminable de léchages, poursuites baveuses, et autres enroulements. Lorsqu’elles sont prêtes les deux limaces qui sont mâles à ce stade, vont grimper sur un point haut (typiquement un arbre) s’emmêler, et produire un fil de mucus qui leur permet de se suspendre sans risques. C’est là que ces messieurs vont sortir leurs énormes outils… Leurs deux pénis blancs et translucides s’entremêlent et échangent des spermatozoïdes qui seront stockés jusqu’au changement de sexe.
 
Au cours de cet échange, les pénis s’enroulent comme des tire-bouchons  et vont former une  corolle. Dans certains cas ils sont tellement enroulés et sérés que les deux limaces ne peuvent plus se séparer.  L’unique solution consiste alors pour la limace à ronger le pénis du partenaire pour le détacher, ou le sien selon qu’elle a le sens du sacrifice ou pas : c’est l’apophallation. Cela n’empêchera pas la limace émasculée de mener une vie de femelle épanouie.  C’est quand même beau l’amour !
 [Les plus curieux d'entre vous apprécierons cette vidéo "hot",
à ne pas montrer aux limaces les plus jeunes !
]




5-    Ver parasite, ou tentacule d’amour ?
Chez les céphalopodes les sexes sont biens séparés (gonochorisme), les individus sont soit mâles soit femelles et le restent toute leur vie.  Leur système nerveux bien plus complexe que chez les bivalves leur permet de se livrer à de véritables parades “amoureuses”. Chaque mâle tente de s’accaparer une femelle n’hésitant pas à chasser leurs rivaux avec agressivité pour ensuite se saisir de la femelle, n’hésitant pas à l’étouffer à l’aide de tentacules, et à échanger des coups de bec, tout ceci en exhibant un panel de couleurs variables à la surface de leur peau…
A la suite de ces préliminaires, le male transfert un spermatophore, c’est-à-dire une sorte de petit paquet qui contient les spermatozoïdes. Pour cela il utilise un bras modifié : le « bras hectocotyle » qui va attraper son spermatophore et le déposer à proximité des voies génitales femelles.

Au cours de ces ébats, ce bras finit souvent par se détacher et il ne reste que l’extrémité avec de petites ventouses. Le célèbre scientifique Cuvier en découvrant cette structure pensait avoir à faire à un vers parasite et lui donna un nom de genre : « Hectocotylus ». Il n’était sans doute pas féru de grec car ce bon vieux Aristote, avait déjà observé et décrit le bras hectocotyle et son rôle reproducteur !
Conclusion.
Après ce tour d’horizon terminons sur un dernier fait étonnant concernant la reproduction des mollusques: ces derniers ne pratiquent jamais la reproduction asexuée. Une sorte “d’abstinence évolutive*” remarquable qui compense la débauche de moyens mis en œuvre pour se reproduire à tout prix le reste du temps.
* Attention, l’évolution n’as ni sens, ni volonté propre, ni conscience morale… A vrai dire “l’évolution” ne devrait jamais être le sujet d’une phrase. L’expression utilisée est donc une métaphore glissante !
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Vers infiniment petits et au-delà !

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Lorsque l’on me demande ce qu’est le sujet de ma thèse, je réponds souvent de manière un peu taquine : « les vers ». Là mon interlocuteur laisse un blanc et je rajoute « les vers microscopiques ». A ce moment là, la seconde question arrive « mais pourquoi les vers ? ». Et bien je vais vous expliquer pourquoi ici, en détails ! C’est parti pour une excursion dans un monde microscopique aux formes extraordinaires. Les tropiques sont une zone à la biodiversité étonnante et on entend tous les jours parler de la découverte d’une nouvelle espèce d’insecte aux couleurs et aux formes surprenantes. Même dans les mers on s’imagine toujours (à raison) l’image des récifs coralliens abondants de vie et aux animaux aux formes variés. De nos latitudes, on s’imagine les tropiques comme cette terre luxuriante et comme l’endroit idéal pour découvrir de nouvelles espèces. Ceci dit voyager ne se fait pas forcément autour du globe mais peut se faire aussi dans les échelles de dimensions. Il est un monde d’une grande diversité qui est caché à tous mais qui ne demande pas d’aller plus loin que la plage ou la rivière la plus proche de chez vous (voire votre jardin) : c’est la méiofaune. Ce monde est celui des animaux minuscules, d’entre les grains de sable (là où on y trouve la majorité de la méiofaune), de la vase ou de la litière, un monde microscopique, dur à atteindre mais riche des plus grandes surprises zoologiques et des morphologies les plus étranges. Et si les découvertes faites dans les forêts amazoniennes nous permettent de découvrir beaucoup de nouvelles espèces, c’est le même cas dans la méiofaune. Mais les organismes qu’on y croise sont régulièrement de formes très différentes de ce que le grand public connaît… Ou même de ce que la grande majorité des scientifiques connaissent ! C’est la diversité morphologique et évolutive animale elle-même au sens le plus large que ces animaux microscopiques vont nous révéler.
Une illustration de la diversité de forme que l’on trouve dans la méiofaune.  Source : méiofaune grouillante.
Faisons déjà une petite introduction sur la méiofaune. En pratique les animaux de la méiofaune sont définis par leur taille, la majorité se trouvant dans le sédiment (sable ou boue). Ils ne représentent donc rien de zoologiquement homogène. Ce sont les organismes qui passent entre les mailles d’un filet d’un millimètre et sont retenus par un filet de 40µm. Cette définition subjective se traduirait plutôt de cette manière : l’étude de la méiofaune est la recherche sur les animaux pas faciles à étudier car ils sont si petits qu’il faut utiliser des méthodes et des outils spéciaux de collecte et d’analyse. Conséquence directe ? Les spécialistes sont rares. Autre conséquence ? Il y a plein de choses à y découvrir ! Mais on pourrait penser qu’il y a encore tant de mystères parce qu’elle est simplement peu étudiée et qu’au final il n’y a rien de folichon. Et bien non ! La diversité et le nombre d’espèces y sont vraiment étonnants ! Par exemple, il a été montré que la biomasse de la méiofaune tend à égaler celle de la macrofaune (organismes visibles à l’œil nu) dans les estuaires et les fonds marins ! Illustrons aussi leur diversité d’une autre manière : deux organismes font partie d’un même phylum s’ils ont un même plan d’organisation et peuvent être assumés facilement plus apparentés entre eux que d’autres animaux. C’est plus un concept pratique que purement biologique. N’empêche qu’il est utile pour appréhender la diversité profonde morphologique. En me basant, par soucis de repères, sur la liste donnée par wikipédia, qui peut tout à fait être critiquée (simplement parce que la notion de phylum est très critiquable), sur les 38 phylums, 23 se retrouvent dans la méiofaune ! D’ailleurs un nouveau représentant méiofaunique d’un de ces phylums a été découvert juste en 2012 : le minuscule Meioglossus psammophilus, le plus petit des enteropneustes (les enteropneustes sont les vers pénis, j’en ai déjà parlé ici et ici) ! Ceci dit parmi ces 38 phylums il y en a 6 qui sont strictement parasites ou associés à des organismes donc qui ne sont pas considérés comme de la méiofaune pusiqu’ils qu’ils ne sont pas collectés avec un tamis. A l’inverse, 7 des 38 phylums sont strictement méiofauniques ! C’est à dire que tous leurs représentants y appartiennent ! Mais il y a mieux, deux phylums qui ne sont pas dans cette liste pourraient bientôt y être rajoutés. Ils ont été assignés aux annélides (ver de terre, sangsue et ver du pêcheur) mais n’en feraient probablement pas partie, et constitueraient leurs propres groupes !
Pour récapituler :
-Phylums : 38
-Phylums avec au moins un representant méiofaunique : 23
-Phylums strictement méiofauniques : 7 (plus peut-être 2 nouveaux)
Un tamis, du sable, un seau. Voilà un futur explorateur de la méiofaune !  Source : futur zoologiste.
Vous pouvez vous douter qu’appartenir à la méiofaune, c’est subir de fortes contraintes ! A ces dimensions, l’eau est visqueuse comme de la mélasse et il faut éventuellement se déplacer entre les grains de sables ou dans la boue. Toute force de friction en général est décuplée. De plus, le moindre courant d’eau peut emporter nos petits animaux au large. Plusieurs caractères vont donc régulièrement être retrouvés ; beaucoup vont posséder des glandes adhésives par exemple. Ben oui, lorsque les vagues balancent sur la plage ou qu’il y a une inondation dans votre jardin il faut être bien accroché ! La plupart de nos petits amis ont une forme allongée de ver. Mais beaucoup ont adopté quand même des formes très bizarres. Se déplacer dans ces dimensions est un défi relevé avec brio de plusieurs manières différentes. Pour n’en citer que deux, il y a le battement de cils, donnant une impression de glissade de l’animal, ou la contraction du corps pour creuser un chemin en déplaçant les particules tout autour. Pas mal d’entre eux ont aussi des « soies sensorielles », des espèces de poils qui leur permettent de sentir ce qu’il y a autour d’eux. En effet, dans ces dimensions et en général dans le sable, dur de voir ce qu’il y a autour. Comme ces animaux sont très petits ; ils sont souvent grossièrement plus « simples » et n’ont par exemple pas de système respiratoire. Mais vous verrez que certains ont des structures d’une complexité insoupçonnée. Malgré leurs petites tailles et leur simplicité ce sont des animaux au développement lent, avec un petit corps ; comme ça, pas possible de produire des tonnes de spermatozoïdes et d’ovules qu’on relâcherait au hasard dans l’eau (très commun chez les animaux marins) ! Conséquence directe ? Beaucoup d’entre eux s’accouplent par contact. Mieux encore, beaucoup incubent leurs œufs parfois jusqu’à très tard dans le développement.
Lorsqu’on tape « biodiversity » sur google, la deuxième image résume l’idée commune qu’on se fait de la biodiversité : récifs coralliens et forêt tropicale. Source : biodiversité.
Bon mais passée la théorie, faisons maintenant un petit tour de leur diversité. Aller dans la méiofaune c’est à première vue toujours croiser les mêmes organismes. Quatre représentants sont à même de se trouver quasiment systématiquement sous votre loupe binoculaire au moins en milieu marin : les nématodes, les copépodes, les gastrotriches et les plathelminthes. Certains de ces noms sont peut-être bien connus des étudiants en biologie… D’autres sont inconnus pour quasiment tout le monde mais si vous me suivez bien, ces quatre groupes sont donc parmi les animaux les plus communs autour du globe… Et si j’ai précisé « au moins en milieu marin » ça n’implique pas qu’ils soient rares en eau douce voir en milieu terrestre !
Les nématodes sont souvent plutôt réputés pour être des parasites comme l’ascaris. Ceci dit les nématodes font partie des animaux les plus communs au monde puisqu’on les trouve dans quasiment tous les milieux et notamment en très grande abondance dans le sédiment en général : sable, vase, terre que ce soit terrestre, d’eau douce ou marin. Si vous avez un microscope faites l’expérience, vous en trouverez sûrement ! Ces vers filiformes et au corps rond n’ont pas l’aspect le plus excitant… Incapables de se contracter, ils font des mouvements en S caractéristiques pour se déplacer. Vu que ce sont des ecdysozoaires (voir article mue), c’est à dire des animaux à squelette externe qui muent, ils n’ont pas de cils ! Pourtant c’est presque la règle chez les animaux aquatiques de la méiofaune. Mais comme d’hab il faut faire attention aux règles : ça ne les empêche pas d’être parmi les plus abondants !
Dracograllus, un des nématodes les plus bizarres. Croyez-moi, les autres sont assez monotones pour ne pas que je vous montre un bon gros vieux nématode. Source : super nématode.
Les Copépodes sont de petits crustacés. On les trouve principalement en milieu marin quand il s’agit de méiofaune du sédiment. Habituellement on les trouve (ou du moins on en entend plus parler) dans le plancton (voir article plancton). La forme générale des copépodes planctoniques rappelle une goutte, l’avant étant plus large que l’arrière. Cependant, comme je vous l’ai dit la plupart des animaux de la méiofaune ont une forme de ver. Les copépodes harpacticoides n’échappent pas à cette règle et ont un aspect allongé. Pour certains, à première vue, il est difficile de les reconnaître comme des copépodes. Mais leur comportement agité ne trompe pas, tout comme leur manière de nager par à-coups. Ces petits animaux filtreurs se frayent un chemin entre les grains de sable. Ils font partie, avec les nématodes, du cauchemar des gens travaillant sur la méiofaune marine. Ils sont si communs qu’ils ont vite fait d’ennuyer le plus patient des biologistes.
Un copépode harpacticoïde. Notez la forme allongée et le sac d’œuf typique des copépodes.  Source : l’ami de la bino.
Les plathelminthes sont en général, tout comme les nématodes, mieux connus des médecins puisque certains d’entre eux peuvent être de gigantesques parasites (ver solitaire). Cependant, de l’autre côté de l’échelle de taille, on trouve une grande diversité de plathelminthes. Il est assez difficile de décrire ces animaux de manière excitante. Ils sont recouverts de cils et semblent glisser entre les grains de sable. Ils ont une bouche et pas d’anus… Bref, c’est à peu près tout. Mais ils sont assez rigolos. Déjà malgré cette description morne (et approximative, exprès, je l’avoue) on trouve une grande diversité de formes : certains tout ronds, certains très allongés, certains avec des mâchoires… Bref, les plathelminthes de la méiofaune ne sont pas exempts de surprises… Ce manque de caractères cependant a une autre conséquence : certains groupes manquant aussi de caractères y sont parfois placés par défauts (gnathostomulides et acoeles, je reviendrai sur les gnathostomulides). En gros, si vous voulez passer pour un bon méiofauniste, si vous trouvez un « truc » qui ne ressemble à rien, appelez ça un plathelminthe et ça devrait passer.
Un plathelminthe Kalyptorhinchia. A part être mignon, on ne peut pas lui prêter tellement d’attributs.  Source : Plathelminthe chou.
Les gastrotriches quant à eux sont un phylum entier exclusivement méiofaunique. Ce sont encore une fois des vers mais ils ont des formes et des ornementations très différentes. On peut les trouver aussi dans les sols humides de terre ferme. Autrement dit, ils se trouvent en eau douce ou de mer. Ce sont des vers plats, un peu comme les plathelminthes… Mais leur ciliation est uniquement ventrale. Ils ont en général soit des écailles qui leur donnent des formes extraordinaires, soit plein de glandes adhésives, qui leur assurent une cohésion maximale (ça sonne comme une pub pour une super-glue gastrotriche). Ils ont par ailleurs un aspect assez rigolo puisqu’ils ont une bouche terminale et qu’ils ne peuvent pas la fermer… cela leur donne donc un aspect un peu béat/idiot. 
Aperçu de la diversité des gastrotriches d’Afrique du Sud… Mais on trouve la même diversité sur nos côtes ! Source :  Diversité des gastrotriches.
Mais en quoi la méiofaune est-elle pleine de découvertes (encore plus je veux dire !) ? Ce dernier siècle, 3 nouveaux phylums y ont été décris et peut-être que 2 nouveaux vont bientôt l’être. 
En 1956, Peter Ax, un des explorateurs fous de la méiofaune, décrit un nouveau groupe : les gnathostomulides. Ce groupe un peu étrange est assigné aux plathelminthes, dont j’ai parlé plus haut. Les raisons ? Ils n’ont pas d’anus et sont ciliés… Enfin, soyons précis, leur anus est transitoire : parfois ils en ont, parfois non… Bref, ces caractères ne sont pas hyper convainquant pour les classer parmi les plathelminthes, mais je vous ai expliqué que de toutes manières, les plathelminthes n’ont eux même pas tellement de caractères convaincants. D’ailleurs, pas mal d’animaux n’ont pas d’anus et beaucoup d’autres sont ciliés. Ceci dit un caractère retient l’attention chez ces animaux… Les mâchoires ! En effet, ces petits monstres des grains de sables cachent de terribles mâchoires. Or certains plathelminthes aussi en ont ! Mais les choses ne sont pas si simples. Plus tard ils ont aussi été placés chez les annélides, en effet, on connaît aussi de petites annélides avec de petites mâchoires. Bon, alors, ils vont où les gnathostomulides ? Finalement, il a été décidé de les garder à part, dans leur propre phylum : ce ne sont ni des annélides ni des plathelminthes. Ils seraient plutôt proches, sans en être, d’autres animaux bien connus et portant aussi des mâchoires : les rotifères. Depuis leur découverte les gnathostomulides ont été retrouvés plein de fois et plus de 100 espèces ont été décrites ! On sait qu’ils sont très communs voir même super abondants dans certains sédiments. Rendez vous compte, avant 1956 ces animaux étaient pourtant inconnus des scientifiques ! Bon, pour être honnête, ils étaient connus depuis les années 1920 mais aucun écrit scientifique ne les avait décrits !
Les gnathostomulides. Oui ce sont des vers de la méiofaune typique… Mais regardez moi ces belles mâchoires !  Source : jolies chicot
Bon, à part leurs mâchoires rigolotes les gnathostomulides ne sont pas les plus folichons des animaux… Là nous allons parler des animaux qui sont à mon sens parmi les plus fous… Les loricifères. Découverts en 1974 au large de Roscoff, en Bretagne, ils n’ont été décrit scientifiquement qu’en 1983, très récemment donc ! L’histoire vaut le détour : Reinhardt Kristensen, celui qui les a décrits (on reparlera de lui bientôt) avait 100kg de sable à traiter… En un jour ! En effet, il devait partir de la station marine de Roscoff juste après. Au lieu d’anesthésier gentiment les animaux pour les extraire du sédiment (ce qu’on fait avec du chlorure de magnésium), il leur a tout simplement balancé de l’eau douce à la gueule ! Il ne devait pas y aller de main morte, en effet, il chassait le tardigrade, de petits animaux très résistants. Le traitement à l’eau douce est violent pour les animaux d’eau de mer, pour des questions de pression osmotique. En plus de trouver une vingtaine d’espèces de tardigrades (au lieu de trois attendues !) il retrouva en pagaille ce drôle d’animal (qu’il avait déjà rencontré à plusieurs reprises à d’autres localités) et pu ensuite en décrire la morphologie et le cycle de vie. Ces animaux, les loricifères, font partie des plus petits animaux mais ont une des apparences les plus complexes… Je vous laisse en juger :
Un loricifère ou « animal feu d’artifice ».  Source : Loricifère.
Cet aspect psychédélique est dû à ce qu’on appelle des scalides qui sont, pour faire simple, des épines qui permettent de s’accrocher au sédiment et de creuser. Il me serait difficile de vous dire pourquoi elles ont une telle complexité. En tout cas pour faire encore pire, il faut savoir qu’il y a plusieurs formes par individus avec des larves, des mâles et des femelles… Chacun étant différent, notamment dans l’organisation des scalides ! En plus d’être morphologiquement tordus, leur cycle de vie lui même l’est !
Diagrammes à scalides au cours des différentes phases du cycle de vie Pliciloricus pedicularis…Un vrai casse tête ! Source : Gad 2005
Pour finir, la dernière surprise des loricifères, dont j’ai parlé dans l’article du premier Avril (ce n’était justement pas une blague), ces petits coquins sont les seuls animaux que l’on connaisse à ce jour à pouvoir effectuer leur cycle de vie complet dans un environnement totalement anoxique, c’est à dire dépourvu d’oxygène ! Et ce ne sont pas moins de trois espèces en méditerranée qui ont été découvertes dans ce cas ! Mieux encore, ces loricifères ne semblent pas avoir de mitochondries (des organites présents dans nos cellules assurant la respiration). Ils ont à la place des structures rappelant des « hydrogénosomes », des organites que l’on retrouve chez les organismes unicellulaires vivants en milieu anoxique. Associés à ces hydrogénosomes se trouvent des organismes unicellulaires : des bactéries ou des archées (les archées sont des organismes ressemblant grossièrement à des bactéries mais qui sont plus proche de nous). A vrai dire le mécanisme qui leur permet de survivre sans oxygène est encore mal connu mais j’espère ne plus avoir à vous convaincre que les loricifères sont des animaux très étranges !
Le cycle de vie des Loricifères. Pas si facile à interpréter… Source : Kristensen 2002.
J’aurais du garder le meilleur pour la fin mais j’ai préféré conserver un ordre chronologique. Même s’il sera difficile de faire mieux que les loricifères, le groupe dont je vais vous parler maintenant vaut quand même largement le détour (en plus je travaille dessus, c’est mon chouchou). C’est le dernier phylum décrit ou « Micrognathozoa ». Découvert au Groenland par Kristensen (encore lui !), cet animal vivant associé aux mousses des cours d’eau douce froide mesure moins de 150 µm et est parmi les plus petits de tous. A première vue rien de bien extraordinaire, on a un personnage de la méiofaune classique : glandes adhésives, ciliature ventrale, forme de ver (enfin ici, plus précisément de saucisse)… Rien de bien folichon… Si ce n’est qu’il a probablement les mâchoires parmi les plus complexes que l’on trouve chez les animaux après les vertébrés (ce n’est évidemment pas fair-play, les vertébrés sont infiniment plus gros)… Micrognathozoa signifiant « animaux microscopiques à mâchoires », tout est dans le nom. Ah, vous souvenez-vous d’animaux à mâchoires ? Oui, ils seraient très proches des gnathostomulides ! Mais avec des mâchoires quand même plus complexes ! Cela a demandé pas mal de temps aux scientifiques pour les comprendre, il faut dire qu’avec ces dimensions, ce n’est pas facile à explorer. 
Un  Micrognathozoa : 
Bon vous allez me dire que ça suffit avec les images de vers informes… Mais attendez…  Source : petit Limnognathia.
Les mâchoires (reconstitution 3D) :
Ah ouais, ça c’est des mâchoires complexes pour un si petit animal ! Source : mâchoires de folie.
Il reste encore pas mal de mystères à résoudre sur ces animaux. Déjà, tout n’est pas bien compris quant à l’organisation de leurs mâchoires. Puis, pour l’instant aucun mâle n’a été trouvé ! Seraient-ils comme beaucoup de rotifères (leurs proches parents bien mieux connus et communs) parthénogénétiques, ça veut dire avec des femelles se reproduisant toutes seules ? Ou les individus seraient-ils successivement mâle puis femelle ? Dans ce cas on n’aurait pas encore trouvé les mâles simplement. Une autre question, ils vivent dans les cours d’eau froide du Groenland qui gèlent chaque année. On a tenté de les congeler une fois rapatriés au Danemark… Mais ils sont morts… Comment résistent-ils ? On a bien trouvé des œufs supposés résistants mais rien n’est encore sûr. Une dernière anecdote, on les trouve dans les îles Crozet, proche de l’Antarctique, à l’autre pôle. Paraît-il la même espèce ! Comment sont-ils arrivés là ? Certains supposent que ce seraient les chasseurs de baleines qui les y auraient introduits !
Le genre de paysage où l’on peut trouver Limnognathia au Groenland… En été !  Source : “cold spring”.
Et alors, vous pensiez que c’en était fini des découvertes ? Non, non, non ! Et en totale exclusivité je vais, sans entrer dans les détails, vous parler de deux groupes qui pourraient être des phylums à part. Nos deux mystérieux amis ont, comme vous pouvez vous en douter, des noms barbares : Diurodrilus et Lobatocerebrum (il y en a même un troisième Jennaria, mais selon les auteurs il serait à placer à côté de Lobatocerebrum ou pas). Lobatocerebrum et Diurodrilus ont été découverts respectivement en 1980 par Rieger et en 1925 par Remane, deux autres grands explorateurs de la méiofaune. Chacun d’eux a été dès le premier abord placé dans les annélides, un large groupe dont j’ai parlé plusieurs fois, ici par exemple, et surtout sur mon autre blog, ici ou ici. Cependant cette position est peu convaincante, ces animaux ayant peu de caractères permettant de les mettre à coup sûr chez les annélides. Après tout ils sont si petits. Alors qu’en est-il ? Il a été envisagé que chacun d’eux représente son propre phylum ! Rien que ça ! Diurodrilus serait peut-être proche des Micrognathozoa ! Le seul hic ? Il n’a pas de mâchoires, sinon le reste colle bien, mais cela demande encore pas mal de recherches avant que ce soit confirmé. Pour ce qui est de Lobatocerebrum c’est encore confus et on n’a pas encore d’idée bien intéressante d’où le positionner. En effet, ce petit cachottier n’a été retrouvé que quelques fois et toujours en très petites quantités. Bref encore beaucoup de mystères comme vous pouvez le voir…
Lobatocerebrum… Ouais, c’était juste pour mettre une image.  Source : animal mystérieux.
Au final, la méiofaune nous révèle une grande diversité d’organismes, dont beaucoup aux caractères parfois étranges. Ces animaux miniatures se retrouvent dans tellement de groupes et de milieux différents qu’on peut se demander au final si l’ancêtre des animaux bilatériens (à symétrie bilatérale) faisait partie de la méiofaune ou pas. Et figurez vous que c’est une question d’actualité qui n’a pas encore de réponse…
Bibliographie :
Pour aller plus loin : vous pouvez toujours aller voir à la Grande Galerie de L’évolution au Jardin des Plantes à Paris. Il y a une petite exposition qui vous emmène entre les grains de sables. A première vue un peu austère, faites l’effort de regarder entre les grains de sables géants pour y découvrir des organismes aux formes plus qu’étranges…
Ax, P. 1956. Die Gnathostomulida, eine rätselhafte Wurmgruppe aus dem Meeressand. Abhandl. Akad. Wiss. u. Lit. Mainz, math. – naturwiss. 8: 1–32.
-Gad G. 2005. A parthenogenetic, simplified adult in the life cycle of Pliciloricus pedicularis sp. n. (Loricifera) from the deep sea of the Angola Basin (Atlantic). Organisms Diverity and Evolution. 5(1), 77-103.
-Higgins R. P. et Thiel H. 1988. Introduction to the study of meiofauna. Smithonian Instutition Press. London.
-Kristensen R. M. 1983. Loricifera, a new phylum with Aschelminthes characters from the meiobenthos. Z. zool. Syst. Evolut. 21 : 163-180.
-Kristensen & Funch, 2000 : Micrognathozoa : a new class with complicated jaws like those of Rotifera and Gnathostomulida Journal of Morphology 246, p 1-49.
-Kristensen R. M. 2002. An Introduction to Loricifera, Cycliophora, and Micrognathozoa. Integrative & Comparative Biology, 42 : 641-651.
-Rieger, R.M. 1980: A new group of interstitial worms, Lobatocerebridae nov. fam. (Annelida) and its significance for metazoan phylogeny. Zoomorphology 95:41-84.
-Swedmark B. 1963. The Interstitial Fauna of Marine Sand. Biol. Rev. 39, 1-42.
-Sørensen M. V. 2003. Further structures in the jaw apparatus of Limnognathia maerski (Micrognathozoa), with notes on the phylogeny of the Gnathifera. Journal of Morphology 255: 131-145.
-Worsaae K. et Rouse G. W., « Is Diurodrilus an annelid? », Journal of Morphology, vol. 269, no 12, 2008, p. 1426–1455.
-Worsaae K., Sterrer W., Kaul-Strehlow S., Hay-Schmidt A. et Giribet G. 2012. An Anatomical Description of a Miniaturized Acorn Worm (Hemichordata, Enteropneusta) with Asexual Reproduction by Paratomy. PLoS ONE 7(11): e48529. 
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