Une équipe de l’UQAR vient de publier dans la revue Scientific Reports une étude levant le voile sur des stratégies d’adaptation uniques de certains invertébrés marins de très grande taille qui évoluent dans les eaux glaciales de l’Antarctique. Un phénomène appelé gigantisme polaire observé notamment chez les arthropodes, les échinodermes, les éponges, les tuniciers et les némertes.
La recherche dirigée par le professeur Piero Calosi et son collègue le professeure Miguel Pardo de l’Université australe du Chili (Universidad Austral de Chile, UACH) montre que certains invertébrés qui atteignent des tailles allant bien au-delà de celles observées chez leurs proches parents ont une évolution physiologique très différente.
« Afin de mieux comprendre le phénomène de gigantisme polaire, nous avons comparé les profils de certains métabolites, soit de petites molécules impliquées dans le fonctionnement cellulaire, de plusieurs invertébrés marins géants à ceux d’autres espèces parentes de tailles plus modestes. Les organismes ont été exposés en laboratoire à des conditions environnementales simulant leur milieu naturel ainsi qu’à des températures plus élevées », explique le professeur Calosi.
Le métabolisme reflète la manière dont un organisme utilise l’énergie pour survivre et croître, poursuit le professeur en biologie marine de l’UQAR. « Jusqu’à présent, les preuves moléculaires des adaptations associées au gigantisme polaire demeuraient très limitées. En conséquence, nous voulions comprendre si ces espèces géantes possèdent des signatures métaboliques particulières qui expliqueraient leur capacité à atteindre de si grandes tailles dans un environnement aussi extrême que l’Antarctique. »
Les résultats de l’étude révèlent que, malgré leur appartenance à des groupes biologiques très différents et distants sur le plan de l’histoire évolutive, les espèces géantes présentent des modifications similaires dans l’utilisation des voies métaboliques impliquées dans la production d’énergie. « Nous avons observé une véritable convergence adaptative. Ces espèces, bien que très éloignées sur le plan évolutif, semblent avoir reprogrammé leur métabolisme de façon comparable pour répondre aux mêmes contraintes environnementales, tout en évoluant vers des tailles extrêmement grandes », indique le professeur Calosi.
L’étude montre également que les géants antarctiques ne sont pas simplement des versions agrandies de leurs proches parents. Les résultats des travaux publiés dans Scientific Reports confirment une rupture claire dans les relations entre le métabolisme cellulaire et la taille corporelle des espèces étudiées. « Cela signifie que leur fonctionnement biologique change de manière fondamentale avec la taille, et ce, quand le seuil du gigantisme est atteint. Ce ne sont pas simplement des organismes plus grands, mais des organismes qui fonctionnent différemment », note le responsable des analyses de l’étude, le chercheur postdoctoral Lauric Feugère.
Au-delà du cas particulier des invertébrés géants, ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour étudier la façon dont les espèces marines répondent aux changements environnementaux en cours, conclut le professeur Calosi. « Notre étude met en évidence le rôle central des adaptations métaboliques dans l’évolution des organismes vivant dans des environnements extrêmes ainsi que dans leur vulnérabilité aux changements globaux. Cela va apporter une meilleure compréhension des mécanismes biologiques qui façonnent la biodiversité en Antarctique. »
En plus de MM. Calosi, Pardo et Feugère, l’équipe de recherche était formée de Fanny Vermandele de l’Université Laval, de Mathieu Milour et Bertrand Genard des Laboratoires Iso-BioKem de Rimouski, de Paulina Bruning et Ignacio Garrido de l’UACH. On peut lire l’article Adaptive metabolic reprogramming conserves energy status in Antarctic giants ici.
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