Acidification des océans et oursins pourpres : mise en évidence expérimentale de l’évolution (in French)

La hausse des teneurs atmosphériques en dioxyde de carbone n’affecte pas seulement l’actuel changement climatique. Elle représente également une menace pour la faune et la flore marine en acidifiant les océans. Les organismes présentant une coquille ou un exosquelette calcaire pourraient bien se retrouver fragilisés, en raison de la corrosion chimique du carbonate de calcium liée à cette acidification. La situation est d’autant plus préoccupante que l’évolution du pH marin semble bien plus brutale que lors des précédentes crises environnementales rapportées dans les données géologiques. La question se pose donc : allons-nous vers une adaptation ou une disparition rapide de ces organismes marins ?

Une réponse intéressante est proposée par des scientifiques des Universités d’Indiana, de Stanford et de Californie concernant l’oursin pourpre (Strongylocentrotus purpuratus), un modèle d’étude courant en biologie marin dont le génome a été séquencé voici quelques années. Les biologistes se sont intéressés à des populations issues de zones côtières pacifiques nord-américaines, vivant dans des eaux déjà enrichies en dioxyde de carbone. Fertilisant les œufs des femelles avec le sperme des mâles de ces spécimens sauvages, ils ont ensuite exposé leurs cultures larvaires d’oursins pourpres à deux conditions expérimentales : une à teneur actuelle en dioxyde de carbone (400 ppm) et l’autre à forte teneur telle qu’attendue d’ici le siècle prochain (900 ppm). Les larves d’individus croissant à forte teneur de dioxyde de carbone ont présenté de nombreux changements génétiques significatifs par rapport aux larves témoins, mais peu de changements dans leur morphologie et leur développement larvaire. Au total, les chercheurs ont identifié des changements alléliques chez 40 gènes codant pour des protéines fonctionnelles impliquées dans la biominéralisation, le métabolisme lipidique, ou encore l’homéostasie ionique, toutes ayant un rapport avec la régulation du pH et l’élaboration de la thèque (coquille).

Les chercheurs interprètent ces résultats comme une sélection naturelle des larves d’oursins présentant des génotypes favorables aux conditions expérimentales plus acides. Nous sommes donc en présence d’un mécanisme d’adaptation génétique suite à une modification brutale de la pression sélective du milieu. Ces changements génétiques, en plus de représenter un mode d’adaptation génétique du fitness d’organismes marins sensibles à l’acidification des océans, démontrent également l’existence chez l’oursin d’une réponse adaptative rapide face à un stress environnemental. Cette réponse n’a cependant pu se mettre en place que grâce à une grande diversité génétique au sein des populations d’oursins. Il est donc nécessaire de préserver ces populations afin de leur garantir une adaptation efficace aux variations brutales de leur environnement.

Sources : Pespeni et al. (2013). Evolutionary change during experimental ocean acidification. Proceedings of the National Academy of Sciences doi: 10.1073/pnas.1220673110

Traqueur Stellaire, 15 April 2013. Article.


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