Ambystoma maculatum

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Une salamandre photosynthétique : du jamais vu !

Les salamandres semblent décidément très originales... Des scientifiques ont montré l’existence d’une algue photosynthétique à l’intérieur des cellules de cet amphibien. Une symbiose de ce type n’avait encore jamais été observée chez les vertébrés.

Les salamandres sont fascinantes pour plus d’une raison. Ces amphibiens aux couleurs éclatantes savent régénérer leur queue, des membres, un œil ou même une partie de cerveau endommagée. Aujourd’hui, la salamandre révèle une nouvelle facette de son mode de vie, inédite chez les vertébrés.

Une sorte de symbiose était déjà connue entre l’algue Oophilia amblystomatis et la salamandre Ambystoma maculatum. En effet, les œufs de salamandre se développant dans l’eau, on pensait que les algues entouraient les œufs pour assainir l’eau en captant les déchets riches en azote tout en augmentant la concentration en oxygène.

Ambystoma maculatum. Photo pour illustration. Source: google

Au 9e congrès international de la morphologie des vertébrés qui a eu lieu à Punta del Este en Uruguay, des scientifiques de l'Université Dalhousie à Halifax au Canada ont présenté une nouvelle théorie : les algues qui entourent les œufs de salamandre vivraient aussi à l’intérieur même des cellules de l’amphibien. Une telle cohabitation est déjà connue chez d’autres animaux, comme le corail mais la présence d’algues photosynthétiques dans un organisme vertébré est une grande première.

Qui plus est, elle pose une énigme aux biologistes. En effet, les vertébrés sont dotés d’un système immunitaire bien développé qui rend a priori impossible la présence dans une cellule d'un organisme étranger. Il semblerait qu’ici le système immunitaire de l’amphibien soit désactivé ou bien que l’algue soit capable de passer outre cette défense.

Les mitochondries (l'une est vue ici au microscope électronique à transmission), réservoir d'énergie de la cellule,
s'accumulent autour de l'algue intracellulaire pour capter directement les sucres. Crédits DR

L’algue, une source d’énergie pour la salamandre

Pour offrir l’habitat aux algues, la salamandre doit donc y trouver son compte. Les travaux des chercheurs laissent penser que la photosynthèse a lieu à l’intérieur des cellules de la salamandre et qu’elle approvisionnerait l’animal en produits directement issus du processus de photosynthèse : de l’oxygène et des hydrates de carbone (les sucres).

En effet, en observant les œufs au microscope électronique à transmission, qui possède un pouvoir grossissant suffisamment fort, les scientifiques ont montré que les mitochondries s'accumulent autour du symbionte. Les mitochondries (elles-mêmes suspectées d’avoir une origine symbiotique) représentent le réservoir d’énergie de la cellule et sont responsables de la transformation des sucres en molécules de transport de l’énergie, l’ATP. Se retrouver proche du symbionte permet à la mitochondrie de récupérer rapidement les produits issus de l’algue et de fabriquer de l’énergie. Le rôle de la symbiose semble donc évident, d'autant plus que les œufs de salamandre privés d’algues dans le milieu environnant sont plus lents à éclore.

Toutefois, les chercheurs ne savent toujours pas à quel moment les algues pénètrent dans les cellules. Au sein de l'embryon, la population d’algues croît de manière logarithmique avec le développement de l’amphibien, indiquant que soit les algues se multiplient à l’extérieur de l’œuf en même temps que les cellules embryonnaires de la salamandre, soit les algues pénètrent les cellules de l’animal rapidement et sont automatiquement répliquées à chaque multiplication cellulaire.

Une vidéo incite à pencher vers la deuxième hypothèse : elle montre l’apparition d’une zone lumineuse qui correspond à quelques cellules végétales proches de l’œuf au moment de la formation du système nerveux de l'animal. Les scientifiques supposent que cet amas d’algues pourrait avoir été attiré par les déchets azotés expulsés par la salamandre. S’il existe un moyen d’évacuer des déchets, il doit exister également une voie pour entrer dans l’œuf, voie qui serait exploitée par les algues.

Cependant, les algues seraient déjà présentes à un stade plus précoce de l'embryon puisque les cellules végétales ont été observées dans l'oviducte de la mère salamandre. Les algues pourraient se transmettre à la descendance, de manière extracellulaire, dans le gel entourant les œufs.

Bien que la salamandre soit un « animal fabuleux », il n’est pas impossible que cette découverte ouvre la voie vers l’identification d’autres vertébrés, moins originaux, également hôtes d’algues ou d’autres symbiontes. La nature n'a certainement pas fini de nous étonner...
Source: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/zoologie/d/une-salamandre-photosynthetique-du-jamais-vu_24633/

[Marie-Laure1111 0]

Incroyable ! Comme dit la fin de l'article, la nature n'a pas fini de nous étonner.

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Une salamandre dont les cellules abritent des algues vertes a été découverte. C'est le premier cas d'une telle endosymbiose chez un vertébré.

Certains animaux, par exemple les anémones de mer Condylactis gigantea, abritent dans leurs cellules des algues photosynthétiques (des zooxanthelles), celles-ci procurant à leur hôte des molécules organiques. Ce type de relation – une endosymbiose – entre une algue et un animal est répandu chez certains groupes, tels les anémones, mais aussi les coraux et les éponges. En revanche, chez les animaux plus complexes, les cas sont rares voire inexistants. Aussi, celui découvert par Ryan Kerney, de l'Université Dalhousie, à Halifax, au Canada, et ses collègues est-il particulièrement étonnant, car l'animal en question est un vertébré : une salamandre.

Les salamandres passent la période de reproduction en groupe dans des points d'eau où les femelles pondent. On connaissait depuis longtemps l'association entre Ambystoma maculatum et les algues vertes Oophila amblystomatis, mais on l'imaginait « superficielle », ces dernières étant parfois présentes à la surface des embryons de l'amphibien. En outre, on supposait que ce rapprochement cessait avec l'éclosion des œufs. Le bénéfice est réciproque : le végétal (le genre de l'algue, Oophila, signifie d'ailleurs « qui aime les œufs ») profite des déchets azotés de l'embryon en développement, celui-ci recevant un surcroît d'oxygène produit par l'organisme photosynthétique.

Des embryons de salamandre, qui se développent dans les œufs, abritent des algues vertes (qui donnent sa couleur à cette photo) soit héritées de leurs parents,
soit venues de l’extérieur (on distingue des algues sur l’enveloppe protectrice de l’ensemble des œufs).

Les liens qui unissent les deux espèces sont plus intimes qu'on ne le pensait. En effet, les travaux des biologistes (étude de la fluorescence de la chlorophylle intracellulaire et analyses de séquences d'ADN) ont montré que les algues pénètrent à l'intérieur des cellules embryonnaires jusqu'à un stade avancé du développement larvaire. Plus encore, on détecte le végétal, sous forme de kystes, dans les œufs à des stades très précoces, avant que des algues venues de l'extérieur n'aient pu s'y glisser : l'algue était déjà là au moment de la ponte. Enfin, des traces d'algues ont été repérées dans le système reproducteur des salamandres adultes. R. Kerney en déduit que les algues sont aussi transmises d'une génération d'amphibiens à la suivante et s'installeraient de façon stable dans les cellules animales ! Le végétal échappe donc au système immunitaire de l'hôte (sans doute en envahissant les cellules avant qu'il ne se mette en place), un système dont l'efficacité expliquerait la rareté des endosymbioses chez les vertébrés.

L'endosymbiose a joué un rôle crucial dans le monde vivant. Par exemple, la lignée des végétaux terrestres est issue d'une cellule qui a internalisé une cyanobactérie photosynthétique, devenue un plaste (un organite cellulaire) qui assure la fonction photosynthétique. Ainsi, la salamandre est-elle peut-être en train de quitter le royaume animal pour rejoindre le monde végétal !
Source: http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-une-salamandre-br-qui-se-transforme-en-vegetala-26798.php

Article:

http://www.pnas.org/content/early/2011/03/29/1018259108.abstract

[Rudy04 0]

Dingue... merci Askook.