Les espèces marines possèderaient deux horloges biologiques distinctes

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Selon une nouvelle étude, certains animaux marins auraient besoin de plusieurs horloges biologiques internes pour rester à l'heure. Des chercheurs viennent de découvrir que ces horloges multiples pourraient même être une caractéristique classique de nombreux animaux marins. 

"La découverte des mécanismes circadiens, internes à l'organisme de nombreux espèces terrestres, y compris l'homme, a représenté une découverte majeure pour la biologie", affirme Charalambos Kyriacou de l'Université de Leicester. Mais, cette découverte pourrait bien ne pas s'appliquer aux organismes marins…

Grâce à des études menées sur un pou de mer tacheté, les scientifiques ont découvert que certaines espèces marines possédaient deux rythmes biologiques internes dont un serait pour certaines, basé sur les marées. "Ces résultats nous offrent une nouvelle perspective excitante sur la façon dont l'horloge biologique des organismes marins est déterminée", s'enthousiasme Charalambos Kyriacou, qui a mené la première étude, reprise par ScienceDaily. 

Pour en arriver là, le scientifique et ses collègues ont manipulé, au niveau environnemental et au niveau moléculaire, l'horloge biologique quotidienne afin d'observer les conséquences. Résultat ? Selon eux, lorsque le cycle circadien de 24 heures est perturbé, le cycle des marées de 12,4 heures continue de tourner.


Quelques illustrations de l'expression du rythme circadien et du rythme biologique chez l'Homme - Lamiot / CC-BY-SA-3.0

Le pou de mer tacheté (Eurydice pulchra) est un crustacé qui s'allonge de 5 mm et s'enfouit dans le sable lorsque la mer se retire. Quand la marée revient, il retourne dans les eaux pour nager et se nourrir. Au cours de l'expérience, le cycle circadien des poux a été éteint de manière génétique et in vitro par les scientifiques. Mais malgré cela, les poux ont continué de nager en fonction des marées. "Le plus surprenant a été de découvrir à quel point le rythme des marées est robuste, indépendant et profondément ancré dans ces animaux. Il continue de fonctionner, peu importe ce que subit le cycle circadien", explique Charalambos Kyriacou.

Une seconde étude a permis à un groupe de scientifiques, mené par Kristin Tessmar-Raible de l'Université de Vienne, de mettre en évidence les interactions entre le cycle circadien classique de 24 heures et le cycle circalunaire des animaux marins. "Les résultats suggèrent que l'espèce de vers que nous avons étudiée possède deux horloges biologiques indépendantes, endogènes et qui interagissent : une quotidienne et une mensuelle. En comparant avec d'autres études, nous avons pu déterminer que la présence d'organismes marins à horloges biologiques multiples pourrait être normale plutôt qu'exceptionnelle", affirme Kristin Tessmar-Raible. 


À l'instar de la première étude, l'équipe de Kristin Tessmar-Raible a montré que le rythme des vers marins est déterminé par celui de la Lune. Par conséquent, cela offre à l'animal une connaissance intrinsèque des mois. Une horloge interne qui continue de fonctionner même en cas que perturbation du cycle de 24 heures. Les chercheurs précisent que les deux cycles interagissent. En revanche, c'est la durée et la puissance du cycle circadien qui s'ajustent à l'horloge circalunaire.

"Nous venons à peine d'effleurer tout un pan de la régulation, au niveau moléculaire et comportemental, de ces animaux marins", ajoute la scientifique. En effet, ces découvertes simultanées pour deux espèces marines soulèvent des questionnements sur la nature cellulaire et moléculaire de ces différentes horloges biologiques ainsi que leur rôle pour chaque animal.


MAXISCIENCES 5/10/2013