Magali ZBINDEN

Au sein de l'équipe AMEX, nous travaillons sur les écosystèmes chimiosynthétiques et notamment les sources hydrothermales, que l'on trouve le long des dorsales océaniques qui parcourent tous les océans du globe. Ces écosystèmes sont très particuliers, les fluides s’échappant des cheminées hydrothermales à 350°C sont anoxiques et constitués de composés chimiques réduits tels que sulfure, méthane, hydrogène et des métaux lourds. Les sites que nous étudions se trouvent entre 800 et 3600 mètres de profondeur : il n’y a pas de lumière et donc pas de photosynthèse. La matière organique à la base du réseau trophique est produite grâce à la chimiosynthèse, réalisée par des bactéries chimioautotrophes. Ces bactéries sont soit sous forme libre, soit en association avec des animaux, ce que l’on appelle la symbiose. Depuis dix ans, mes recherches se concentrent sur les animaux vivant avec des ectosymbiontes, c’est-à-dire des bactéries qui vivent à l’extérieur des tissus de leur hôte, contrairement aux endosymbiontes qui vivent dans les tissus de l'hôte. Mon animal de prédilection est la crevette Rimicaris exoculata. Dotée d'une tête (céphalothorax) hypertrophiée, la crevette y héberge une véritable "chambre de culture de bactéries".

L'étude de cette symbiose nous a permis de mettre en évidence une grande diversité morphologique, phylogénétique et métabolique des bactéries, ce qui permet à la crevette de coloniser différents sites dont les fluides ont des compositions chimiques très différentes. Nous avons également élucidé comment la crevette se nourrit. On savait depuis longtemps, grâce aux analyses des isotopes des tissus de l’animal, que la crevette se nourrit essentiellement grâce à ses bactéries. Mais la manière dont elle se nourrit restait un mystère. Grâce à des expériences in vivo dans des aquariums pressurisés IPOCAMP^TM, nous avons pu mettre en évidence que l’animal ne se nourrit pas en « grattant » et ingérant ses bactéries, comme cela avait été largement suggéré, mais par diffusion de petites molécules organiques à travers sa cuticule. Un système assez étonnant car la cuticule des crustacés est généralement décrite comme imperméable !

Je travaille sur l’adaptation sensorielle chez les crevettes. Les sources hydrothermales profondes sont des écosystèmes relativement éphémères dépendants des activités volcaniques des dorsales océaniques et distants les uns des autres. La recherche de nouveaux sites hydrothermaux est donc un point crucial dans les phénomènes de dispersion et de colonisation de ces espèces. La dispersion et la colonisation se font généralement au stade larvaire. Mais les adultes, notamment Rimicaris exoculata, qui doit veiller à l'approvisionnement de ses symbiontes en composés chimiques, doivent également être capable de détecter les émissions de fluide. Les questions qui se posent sont nombreuses « quels sont les signaux captés par les animaux : température, concentration de sulfure, nourriture ? Quels sont les récepteurs impliqués  et où sont-ils localisés?»

Nos derniers travaux (Machon et al. 2019; Ravaux et al; 2021) indique que l'olfaction ne serait pas le sens principal permettant la detection des sources. En revanche, la température pourrait être un attractant clé vers les sites.

Nous avons récemment débuté une nouvelle thématique sur la résilience des coraux d'eaux froides aux changements globaux (réchauffement, acidification). Grâce au développement d'aquarium pressurisés spécialement conçus pour la maintenance de ces coraux, nous allons étudier l'effet du réchauffement et de l'acidification sur la biologie de 3 espèces de coraux profonds: Desmophyllum pertusum, Madrepora oculata  et Solenosmillia variabilis.