Des chercheurs rapportent que les palourdes des grands fonds ajustent leurs partenariats bactériens lorsque l'énergie chute

Une équipe de recherche dirigée par Qian Peiyuan, professeur titulaire au Département des sciences de l'océan de l'Université des sciences et technologies de Hong Kong, a rapporté des résultats sur la manière dont les symbioses chimiosynthétiques des grands fonds — des partenariats entre animaux et microbes qui fonctionnent à l'énergie chimique — font face aux changements environnementaux, selon Phys.org. Les travaux ont été menés avec des partenaires internationaux et publiés dans la revue Science Advances. L'article est intitulé « In situ evidence of tiered adaptations buffering a chemosynthetic clam holobiont against environmental sulfide fluctuations ».

Selon le rapport, des preuves directes manquaient depuis longtemps sur la manière dont les organismes symbiotiques des grands fonds s'adaptent à des environnements fluctuants et dont les hôtes et les symbiotes travaillent ensemble pour maintenir la stabilité du système. L'équipe s'est concentrée sur Archivesica marissinica, une palourde des grands fonds dominante au suintement froid de Haima, et sur ses symbiotes bactériens sulfo-oxydants — des bactéries vivant avec les palourdes qui tirent leur énergie de composés soufrés.

Le suintement froid de Haima contient des sites de suintement à différents stades de développement, que les chercheurs ont décrits comme un « laboratoire naturel » pour étudier les réponses biologiques aux changements environnementaux. Les palourdes ont été déplacées de leurs sédiments d'origine vers des cages de transplantation positionnées à environ 0,5 mètre (1,6 pied) au-dessus du fond marin, les empêchant d'atteindre le sédiment riche en sulfure d'hydrogène. Selon le rapport, ce dispositif simulait une diminution de la disponibilité du sulfure d'hydrogène, entraînant une réduction de l'acquisition d'énergie et de nutriments.

Les chercheurs ont mené des études de transplantation sur deux sites, HM-2 et HM-3, HM-2 représentant une limitation sévère en sulfure d'hydrogène et HM-3 une limitation relativement modérée. Ils ont combiné des expériences de transplantation in situ en milieu profond avec une fixation d'échantillons in situ, et ont utilisé des techniques qui analysent les gènes, les protéines et les structures cellulaires, notamment la métagénomique, la transcriptomique, la protéomique, la PCR quantitative, l'hybridation in situ, la microscopie électronique à transmission et la prédiction de structure des protéines. Selon le rapport, la disponibilité réduite du sulfure d'hydrogène a d'abord déclenché une reprogrammation métabolique prononcée chez les symbiotes bactériens.

Les chercheurs ont décrit une stratégie d'adaptation à plusieurs niveaux chez l'holobionte — l'animal hôte avec ses partenaires microbiens — couvrant le métabolisme des symbiotes, la régulation de la symbiose par l'hôte et le transport des ressources. Ils ont rapporté que la flexibilité métabolique des symbiotes, associée à la population finement régulée de symbiotes bactériens de l'hôte, aide à maintenir la stabilité énergétique de l'hôte. Le rapport indique que les résultats fournissent des preuves in situ de la manière dont les holobiontes chimiosynthétiques des suintements froids des grands fonds restent résilients lorsque les apports énergétiques fluctuent.

Outre la HKUST, la recherche a impliqué le Laboratoire des sciences et de l'ingénierie marines du Guangdong méridional (Guangzhou), l'Université océanique de Chine, l'Institut d'océanologie de l'Académie chinoise des sciences et l'Université de Calgary au Canada, selon le rapport. Elle représente un résultat dans le cadre de deux programmes de la Décennie des Nations unies, « CliMetS » et « MOCSI ».