Comment les anémones de mer vivant sur les évents hydrothermaux des grandes profondeurs évitent-elles l'intoxication aux métaux ?

La vie près des sources hydrothermales profondes peut être assez métallique - littéralement.

En plus des pressions écrasantes, de l'obscurité totale et des températures brûlantes, des panaches toxiques surgissent de sous la surface de la Terre. Les émanations de ces cheminées sous-marines contiennent des particules de métaux lourds tels que le fer et le manganèse, qui deviennent toxiques à des concentrations élevées. Mais de nombreux animaux se blottissent près de ces sources et forment des communautés florissantes, semblant capables de résister aux métaux dangereux qui les entourent.

Maintenant, les chercheurs ont une idée de la manière dont une créature survit à cet environnement extrême. L'anémone de mer Alvinactis idsseensis possède une abondance surprenante de gènes conçus pour produire des protéines qui déplacent les métaux dans une zone cellulaire où ils ne peuvent pas causer de dommages, rapportent les chercheurs le 20 octobre dans Science Advances.

De nombreux organismes possèdent quelques-uns de ces gènes MTP pour le métabolisme normal des métaux. Par exemple, une autre anémone de mer qui vit dans les eaux peu profondes possède un gène MTP. En comparaison, A. idsseensis possède 13 gènes MTP, ont découvert le biologiste marin Haibin Zhang et ses collègues.

Les champs de sources de Edmond et de Kairei dans le sud-ouest de l'océan Indien abritent cette anémone de mer abondante et discrète. A. idsseensis "est l'espèce dominante vivant dans ces champs de sources, et se nourrit de crevettes aveugles", déclare Zhang, de l'Institut de Science et d'Ingénierie des Grands Fonds de l'Académie chinoise des sciences à Sanya. "Mais comment ces anémones s'adaptent aux conditions extrêmes des sources de chaleur n'est pas bien compris."

Les chercheurs ont découvert les secrets de l'anémone lorsqu'ils ont analysé le génome d'un des invertébrés tentaculaires, collecté dans le champ de sources de Edmond par le véhicule habité Shenhaiyongshi en 2019. En génétiquement en modifiant deux des gènes MTP les plus actifs de l'anémone de mer dans de la levure, on a protégé la levure des niveaux toxiques de fer et de manganèse, les métaux les plus courants dans l'environnement des sources.

La prolifération de gènes MTP est une stratégie de détoxification des métaux également présente chez les plantes. Par exemple, la moutarde Arabidopsis halleri prospère dans les sols riches en zinc et possède plus de gènes MTP que ses parents, qui ne supportent pas trop de métaux.

Zhang pense que cette nouvelle découverte est une preuve de "l'évolution convergente" entre les anémones et les plantes, où des pressions environnementales similaires conduisent au développement de la même solution chez des organismes distants.

Je pense que "cette étude a en effet découvert une bonne convergence, ou du moins une stratégie similaire pour la détoxification des métaux", déclare Felipe Klein Ricachenevsky, physiologiste végétal à l'Université fédérale de Rio Grande do Sul à Porto Alegre, au Brésil, qui n'a pas participé à l'étude.

La manière exacte dont les gènes MTP de l'anémone empêchent l'empoisonnement par les métaux reste à voir. Chez les plantes, les MTP séquestrent les métaux dans de grandes compartiments cellulaires appelés vacuoles (SN: 4/6/19). Mais les cellules animales n'ont pas ce type de vacuoles. "Quel est l'organite qui le fait chez ces animaux ?", demande Ricachenevsky. "Je pense que cela sera très intéressant à explorer à l'avenir."

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