Une bonne parentalité a évolué plusieurs fois dans la mousse :

image: Les bryozoaires sont un groupe incroyablement ancien, avec des fossiles qui remontent avant l’évolution de la vie sur terre. Les chercheurs ont récemment publié la plus grande étude génétique sur les bryozoaires, soulignant leurs relations et le rôle important que les soins parentaux ont joué dans leur survie et leur diversité. Cette image représente un cheilostome encroûtant, Membranipora membranacea, recueilli en Colombie-Britannique.
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Crédit: Photo de zoologie des invertébrés du musée de Floride :

Les filaments grêles et les colonies ressemblant à des coraux de l’ancien phylum d’animaux marins connus sous le nom de bryozoaires ne sont probablement pas la première chose qui vous vient à l’esprit lorsque vous envisagez une garde d’enfants sûre et protectrice.

Mais une nouvelle étude sur l’histoire de 600 millions d’années de ces animaux obscurs met en évidence le rôle important que la bonne parentalité a joué dans leur succès durable. Dans l’une des plus grandes analyses génétiques d’organismes marins invertébrés à ce jour, les chercheurs ont séquencé l’ADN de centaines de spécimens conservés dans de l’alcool conservés dans plus de 20 musées à travers le monde.

“Il existe environ 7 000 espèces connues de bryozoaires vivants, et leur diversité réelle se compte probablement en dizaines de milliers”, a déclaré Gustav Paulay, co-auteur de l’étude et conservateur de la zoologie des invertébrés au Florida Museum of Natural History. “Ils sont proches des vertébrés en termes de diversité, et pourtant nous ne savons presque rien d’eux. C’est la première grande étude phylogénétique du groupe. »

Les chercheurs, dirigés par une équipe de l’Université d’Oslo en Norvège, ont utilisé des séquences d’ADN pour cartographier les relations entre les espèces et retracer leur chemin jusqu’aux événements clés qui se sont produits tout au long de l’histoire évolutive des bryozoaires. Leurs résultats indiquent que les espèces de l’ordre Cheilostomatida, qui représentent aujourd’hui environ 80% de la diversité des bryozoaires, ont développé des cellules de pépinière spécialisées à au moins cinq reprises.

Les cheilostomes sont des villes vivantes et mouvantes :

Les pépinières en question se présentent sous diverses formes, des ovicelles en forme de gousse qui recouvrent la surface supérieure de l’organisme aux sacs de couvaison, où les embryons sont alimentés en nutriments dans des chambres internes à parois épaisses. Mais chacune de ces crèches n’est pas qu’une cellule.

Les bryozoaires sont des organismes formant des colonies composés d’animaux individuels appelés zooïdes. Pour toute colonie en forme de plaque donnée incrustant la surface d’un fond océanique ou d’un ruban d’algues, il peut y avoir jusqu’à des milliers de zooïdes individuels, tous fusionnés en un corps chimérique parcourant les courants pour se nourrir.

La majorité des colonies de bryozoaires non cheilostomes sont constituées de zooïdes à alimentation normale, souvent de petits tubes à partir desquels un groupe rétractable de tentacules peut s’étendre pour tirer des morceaux de nourriture. Ces animaux trouvent leur force dans le nombre, se combinant pour former des motifs de ramification complexes ou des laçages délicats qui leur donnent leur nom d’animaux de mousse. Mais il y a très peu de variation ou de division du travail, leurs colonies comparables à de petits villages agricoles.

Les cheilostomes sont décidément moins obstinés. Si les autres colonies de bryozoaires sont des villages, les cheilostomes forment diverses cités. Ils ont le complément régulier de zooïdes nourrissants qui recueillent de la nourriture, mais ce ne sont qu’un type parmi une variété de structures spécialisées. Il existe des espèces dotées d’un système de nettoyage et de locomotion intégré constitué d’animaux aux longs poils saillants appelés vibracula qui permettent à la colonie de «marcher» par un mouvement coordonné.

De nombreux cheilostomes arborent une gamme d’appendices en forme de pince ressemblant à des becs d’oiseaux désincarnés qui répriment les prédateurs en maraude. “Les organismes sessiles sont soumis à tout ce qui veut venir les manger”, a déclaré Paulay. “Mais les cheilostomes sont les maîtres de la défense, qu’ils ont expérimenté de différentes manières.”

Même les zooïdes nourriciers sont spécialisés, avec des couvercles à charnières et des membranes calcifiées qui aident à la protection.

La bonne parentalité revient encore et encore :

Tous ces traits ont fait des cheilostomes un groupe d’organismes incroyablement résistants et leur ont permis de rayonner dans les habitats marins du tropique du cancer au cercle arctique et des bas-fonds des plaines intertidales aux profondeurs sans lumière des communautés des grands fonds marins.

Parmi leurs diverses spécialités, de nombreux cheilostomes créent des chambres de couvaison pour nourrir leurs petits, ce qui, selon des études antérieures, pourrait avoir entraîné une forte augmentation de leur diversité.

Les bryozoaires dépourvus de pépinières spécialisées commencent leur vie sous forme de plancton dérivant, qui sont transportés sur de longues distances pendant des mois avant de s’installer dans un nouvel environnement et de se métamorphoser en un zooïde appelé ancêtre, créant des copies de lui-même pour former une nouvelle colonie. Beaucoup de ces espèces ont par conséquent des aires de répartition étendues, parfois mondiales.

En revanche, de nombreux embryons de cheilostome passent la majeure partie de leur développement larvaire à s’abriter dans les limites des ovicelles. Les larves n’ont pas d’intestin et dépendent entièrement de leur colonie mère pour se nourrir et se protéger. Lorsqu’ils se lancent finalement seuls, ils ont tendance à rester relativement proches de la colonie mère, ce qui équivaut à créer une nouvelle banlieue à proximité. “Parfois, ils s’installent à quelques centimètres du parent”, a déclaré Paulay.

Avec moins de flux de gènes entre des populations éloignées, les colonies situées dans des zones géographiques distinctes sont isolées les unes des autres et évoluent selon des voies divergentes, a expliqué Paulay. “La différenciation par rapport à l’isolement devient énorme, ce qui leur permet d’accumuler rapidement de la diversité.”

On ne sait pas si cette tendance à rester dans les parages a conduit à une grande diversité d’espèces chez les cheilostomes. Les chercheurs n’ont trouvé aucune preuve solide que les cheilostomes couveurs avaient des taux de diversification plus élevés que ceux qui manquaient de structures de pépinière.

Ce qui est clair, c’est que les zooïdes couveurs confèrent un avantage évident aux bryozoaires qui les produisent. Selon leurs résultats, au moins cinq groupes de cheilostomes ont développé des ovicelles et des chambres de couvaison indépendamment les unes des autres. Il n’y a pas non plus eu d’exemples d’inversions évolutives, ce qui signifie qu’une fois qu’un groupe a développé des pépinières, il n’a jamais cessé de les produire.

Les zooïdes spécialisés ont rendu les cheilostomes exceptionnellement réussis et diversifiés, même par rapport à d’autres organismes marins. Pour chaque espèce de corail dans les océans du monde, il y a 10 fois plus d’espèces de bryozoaires qui filtrent activement les environnements aquatiques, dont la plupart sont des cheilostomes. Étant donné le peu de connaissances que nous avons actuellement sur la biologie de base des bryozoaires, l’auteur principal Lee Hsiang Liow, professeur au Musée d’histoire naturelle de l’Université d’Oslo, espère que cette étude fournira une plate-forme à partir de laquelle les scientifiques pourront lancer de futures enquêtes.

“Maintenant que nous savons comment ces espèces sont liées, nous sommes mieux en mesure d’étudier pourquoi certaines espèces prospèrent mieux que d’autres”, a-t-elle déclaré. « Est-ce parce que certains avaient plus de chambres de couvaison ou parce qu’ils sont de meilleurs concurrents ? Ou les deux? Les cheilostomes sont d’excellents systèmes modèles car ils se conservent bien et leurs méthodes de reproduction sont directement documentées dans les archives fossiles. »

L’étude a été publiée dans la revue : Les avancées scientifiques.


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