La Limace De Mer Verte Est À La Fois Animale Et Végétale

SEATTLE — Il est facile d’être vert pour une limace de mer qui a volé suffisamment de gènes pour devenir le premier animal montré à fabriquer de la chlorophylle comme une plante.

En forme de feuille elle-même, la limace Elysia chlorotica a déjà la réputation d’enlever les organites photosynthétisants et certains gènes des algues. Maintenant, il s’avère que la limace a acquis suffisamment de biens volés pour faire fonctionner toute une voie de fabrication de produits chimiques à l’intérieur d’un corps animal, dit Sidney K. Pierce de l’Université de Floride du Sud à Tampa.

Les limaces peuvent fabriquer la forme la plus courante de chlorophylle, le pigment vert des plantes qui capte l’énergie de la lumière du soleil, a rapporté Pierce le 7 janvier lors de la réunion annuelle de la Society for Integrative and Comparative Biology. Pierce a utilisé un traceur radioactif pour montrer que les limaces fabriquaient elles-mêmes le pigment, appelé chlorophylle a, et ne se fiaient pas simplement aux réserves de chlorophylle volées dans les algues dont les limaces se nourrissaient.

» Cela pourrait être une fusion d’une plante et d’un animal — c’est tout simplement cool « , a déclaré le zoologiste invertébré John Zardus de La Citadelle de Charleston, en Caroline du Sud

Les microbes échangent facilement des gènes, mais Zardus a déclaré qu’il ne pouvait pas penser à un autre exemple naturel de gènes circulant entre les règnes multicellulaires.

Pierce a souligné que cette limace verte va bien au-delà des animaux tels que les coraux qui hébergent des microbes vivants qui partagent les bienfaits de leur photosynthèse. La plupart de ces hôtes rentrent dans les cellules partenaires entières dans des crevasses ou des poches parmi les cellules hôtes. La limace de Pierce, cependant, ne prend que des parties de cellules, les petits organites photosynthétiques verts appelés chloroplastes, des algues qu’elle mange. Le réseau intestinal très ramifié de la limace engloutit ces morceaux volés et les retient à l’intérieur des cellules de la limace.

Certaines limaces apparentées engloutissent également des chloroplastes, mais E. chlorotica seule préserve les organites en état de fonctionnement pendant toute une durée de vie de la limace de près d’un an. La limace aspire facilement les entrailles des filaments d’algues chaque fois qu’elles sont disponibles, mais en bonne lumière, plusieurs repas ne sont pas essentiels. Les scientifiques ont montré qu’une fois qu’une jeune limace a avalé son premier repas de chloroplaste d’une de ses rares espèces préférées d’algues Vaucheria, la limace n’a pas à manger à nouveau pour le reste de sa vie. Tout ce qu’il a à faire est de bronzer.

Mais les chloroplastes ont besoin d’un apport continu de chlorophylle et d’autres composés qui s’épuisent pendant la photosynthèse. De retour dans leurs cellules algales natives, les chloroplastes dépendaient des noyaux de cellules algales pour les approvisionnements frais. Pour fonctionner si longtemps en exil, « les chloroplastes auraient pu prendre un gobelet avec eux lorsqu’ils ont quitté les algues », a déclaré Pierce.

Il y a eu des indices précédents, cependant, que les chloroplastes de la limace ne fonctionnent pas uniquement avec des fournitures stockées. À partir de 2007, Pierce et ses collègues, ainsi qu’une autre équipe, ont trouvé plusieurs gènes liés à la photosynthèse chez les limaces apparemment prélevés directement sur les algues. Même les limaces de mer non écloses, qui n’ont jamais rencontré d’algues, portent des gènes photosynthétiques « algaux ».

Lors de la réunion, Pierce a décrit la découverte de gènes d’algues plus empruntés dans le génome de la limace pour des enzymes dans une voie de synthèse de la chlorophylle. L’assemblage de l’ensemble du composé nécessite environ 16 enzymes et la coopération de plusieurs composants cellulaires. Pour voir si la limace pouvait réellement fabriquer de la nouvelle chlorophylle a pour ravitailler les chloroplastes, Pierce et ses collègues se sont tournés vers des limaces qui ne s’étaient pas nourries depuis au moins cinq mois et qui avaient cessé de libérer des déchets digestifs. Les limaces contenaient encore des chloroplastes débarrassés des algues, mais toute autre partie des tapis d’algues velues aurait dû être digérée depuis longtemps, a-t-il déclaré.

Après avoir donné aux limaces un acide aminé marqué avec du carbone radioactif, Pierce et ses collègues ont identifié un produit radioactif comme de la chlorophylle a. Le composé étiqueté radioactivement est apparu après une séance de bain de soleil de limace, mais pas après avoir laissé les limaces s’asseoir dans l’obscurité. Un article avec les détails du travail devrait paraître dans la revue Symbiosis.

Zardus, qui dit qu’il essaie de maintenir un scepticisme sain par principe, aimerait en savoir plus sur la façon dont l’équipe a contrôlé la contamination par les algues. Les possibilités de la photosynthèse empruntée sont intrigantes, dit-il. Mélanger les génomes des algues et des animaux pourrait certainement compliquer le traçage de l’histoire évolutive. Dans l’arbre de vie, a-t-il déclaré, la limace de mer verte « soulève la possibilité que les pointes des branches se touchent. »

« Bizarre », a déclaré Gary Martin, biologiste des crustacés à l’Occidental College de Los Angeles. « Les étapes de l’évolution peuvent être plus créatives que je ne l’aurais jamais imaginé. »

Image: Nicholas E. Curtis et Ray Martinez

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