Bioluminescence des organismes marins : le cas de la seiche lilliputienne d’Hawaï

 

La seiche lilliputienne d’Hawaï a développé une incroyable relation symbiotique avec une bactérie luminescente du genre Vibrio, lui permettant d’optimiser sa technique de camouflage et son métabolisme.

 

Le coup de foudre symbiotique

 

Alors que le calmar géant peut mesurer plus de 18 m de long et peser plus d’une tonne, c’est bien une seiche lilliputienne qui éblouit la recherche scientifique. L’organisme modèle poids plume, Euprymna scolopes ne mesure que quelques centimètres (3,5cm) et se développe dans les eaux tropicales aux abords d’Hawaï. Le mystère réside cependant au sein de ses organes photophores, là où E. scolopes héberge l’espèce de bactérie Vibrio fischeri. Cette association symbiotique exclusive bénéficie à la fois à l’hôtesse et à ses symbiotes.

Durant la nuit, lorsque la seiche est active, la lumière bleue émise par les bactéries masque l’ombre de la seiche et « bio-illumine » les fonds sablonneux, lui permettant ainsi de chasser sans être détectée par ses prédateurs. Cependant, les chercheurs ont observé que les bactéries ne produisaient pas un niveau de lumière uniforme en journée, mais que l’intensité lumineuse émise semblerait suivre un mécanisme s’apparentant à un rythme circadien (un cycle regroupant tous les processus biologiques d’une durée d’environ 24h de la plupart des êtres vivants, notamment l’être humain).

 

Les rythmes circadiens de la seiche seraient-ils directement influencés par la bactérie qu’elle héberge ?

 

Les travaux de recherche du groupe de Margaret McFall-Ngai de l’Université du Wisconsin-Madison (USA) ont contribué à démontrer le potentiel de Vibrio fischeri à modifier le rythme circadien de la seiche.

A la suite de diverses manipulations incluant des individus d’E. scolopes pourvus et dépourvus de bactéries, les chercheurs ont mis en évidence l’expression d’un gène (Escry1). Il est impliqué dans la production de protéines responsables de la régulation des rythmes circadiens. Ce gène était transcrit de manière prépondérante durant la nuit lorsque la seiche chasse et exprimé exclusivement lorsque les bactéries étaient présentes.

Ces résultats mettent en évidence l’importance du microbiome de l’animal pour son développement et permettront d’améliorer les connaissances d’écosystèmes microbiens plus complexes, comme celui de l’humain. A noter que le gène Escry1 est également présent chez l’homme, suggérant que nos rythmes circadiens seraient sensibles à la présence de certaines bactéries symbiotiques !

Crédits photo : Sciences et Avenir

 

 

Crédits vidéo : National Science Foundation