Le lac Mono en Californie, de par sa composition, est le pire endroit où vivre pour n’importe quel organisme vivant. Pourtant il abrite quelques rares micro-organismes.
Et maintenant, les scientifiques de Caltech viennent de découvrir une nouvelle espèce de ver prospérant dans cet environnement extrême. Cette nouvelle espèce, baptisée Auanema sp., peut supporter jusqu’à 500 fois la dose mortelle d’arsenic pour l’homme, elle porte ses petits dans son corps comme un kangourou, et a jusqu’à trois sexes différents.
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Huit nouvelles espèces de nématodes dans le lac Mono, dont une qui a trois sexes
Le lac Mono, situé dans le désert de la Sierra Nevada en Californie, est trois fois plus salé que l’océan et son pH alcalin est de 10. Avant la récente étude, seules deux autres espèces (à l’exception des bactéries et des algues) vivaient dans le lac : les crevettes à saumure et les mouches alcalines. Mais une équipe de scientifiques vient de découvrir huit autres espèces appartenant toutes à une classe de vers microscopiques appelés nématodes, prospérant dans et autour du lac Mono.
Les espèces de nématodes récemment découvertes ont été temporairement baptisées Auanema sp., et l’une d’entre elles est particulièrement intéressantes. En effet, cet étrange ver possède non pas un, ni deux, mais trois sexes différents, rapporte l’équipe. Et il peut survivre à une dose d’arsenic 500 fois supérieure à ce qui est humainement supportable.
Généralement, la différenciation des sexes chez les espèces de nématodes est simple, ils sont soit hermaphrodites soit mâles. Mais Auanema sp. a des vers de sexe féminin en plus. Il présente en outre d’autres caractéristiques intéressantes, comme le notent les chercheurs, « l’arrangement des papilles génitales chez les Auanema sp. mâles est unique dans le genre ».
Comme si cela ne suffisait pas, les scientifiques affirment que ce ver microscopique donne également naissance à une progéniture vivante, une approche unique dans le monde typique des nématodes pondeuses.
En somme, les chercheurs ont mis la main sur une créature extrême vivant dans un environnement extrême, et ce n’est probablement pas une coïncidence. L’équipe pense en effet que les caractéristiques étranges de ce ver font partie de ce qui le maintient en vie dans les eaux hyper-salées et alcalines du lac Mono.
Des recherches en laboratoire pour étudier les nématodes
Les travaux relatifs à la nouvelle étude ont été effectués principalement dans le laboratoire de Paul Sternberg, professeur de biologie à Bren. Le laboratoire de Sternberg s’intéresse depuis longtemps aux nématodes, en particulier aux Caenorhabditis elegans, qui utilise seulement 300 neurones pour mettre en œuvre des comportements complexes, comme bouger, sentir, apprendre et dormir.
Cette simplicité fait de Caenorhabditis elegans un organisme parfait pour étudier les questions fondamentales en neuroscience. De plus, C. elegans peut facilement prospérer en laboratoire à des températures et pressions ambiantes normales.
La nouvelle étude a été dirigée par deux anciens étudiants diplômés du laboratoire Sternberg, Pei-Yin Shih et James Siho Lee. Shih est diplômé postdoctoral à l’Université Columbia et Lee est quant à lui diplômé postdoctoral à l’Université Rockefeller. Leur étude s’intitule « Newly Identified Nematodes from Mono Lake Exhibit Extreme Arsenic Resistance. »
Les nématodes étant considérés comme le type d’animal le plus abondant sur la planète, Shih et Lee se sont dit qu’il y avait des chances qu’ils les trouvent dans le rude environnement du lac Mono.
Des organismes qui pourraient nous aider à contrer les effets de l’arsenic
Les huit espèces de nématodes que Shih et Lee ont trouvées sont tous résistants aux conditions du lac Mono, qui est rempli d’arsenic. Elles sont ainsi considérées comme des extrémophiles, c’est-à-dire des organismes qui se développent dans des conditions inadaptées à la plupart des formes de vie.
En comparant la nouvelle espèce d’Auanema à des espèces sœurs du même genre, les chercheurs ont découvert que les espèces similaires présentaient également une résistance élevée à l’arsenic, même si elles ne vivaient pas dans des environnements riches en arsenic. Une autre découverte surprenante est que Auanema sp. lui-même s’est avérée capable de prospérer en laboratoire dans des conditions normales et non extrêmes. Seuls quelques extrémophiles connus dans le monde peuvent être étudiés en laboratoire.
Il semblerait donc que les nématodes aient une sorte de prédisposition génétique qui leur permet de s’adapter à la fois aux environnements extrêmes et bénins. « Les extrémophiles peuvent nous apprendre énormément sur les stratégies novatrices pour faire face au stress », a déclaré Shih. « Notre étude montre que nous avons encore beaucoup à apprendre sur la manière dont ces animaux à 1 000 cellules maîtrisent la survie dans des environnements extrêmes. »
L’équipe veut maintenant déterminer s’il existe des facteurs biochimiques et génétiques particuliers qui jouent un rôle dans la résistance exceptionnelle des nématodes. Ils veulent également séquencer le génome d’Auanema sp. pour rechercher des gènes susceptibles de favoriser la résistance à l’arsenic.