La reproduction sexuée est un processus biologique fondamental dans l’évolution du vivant. Dans le milieu terrestre, la pollinisation est un parfait exemple de co-évolution développée entre les plantes et les animaux au cours du temps, permettant d’augmenter l’efficacité de la reproduction chez les plantes, tandis que les animaux bénéficient d’une source de nourriture.
Ainsi, les pollinisateurs, en aidant plus de 90 % des espèces de plantes à fleurs à se reproduire, occupent une place essentielle dans nos écosystèmes. Si beaucoup de scientifiques se sont intéressés à la vulnérabilité de ses interactions face aux changements globaux et à ses répercussions sur le maintien des écosystèmes, personne, ou presque, ne s’est intéressé à la place de ces relations animaux-végétaux dans le milieu marin.
Pourtant le milieu marin est soumis à une pression anthropique croissante, et est lui aussi victime d’une dynamique d’effondrement de la biodiversité, qu’il est difficile d’enrayer sans connaître la complexité des relations entre les organismes qui constituent cet écosystème.
Notre équipe s’est intéressée aux relations animaux-végétaux dans le cadre de la reproduction des algues, et nous avons montré dans une étude récemment publiée dans Science que des animaux facilitaient la rencontre des gamètes chez les algues.
La reproduction sexuée en mer
Dans le milieu marin, de nombreuses espèces animales et végétales relâchent leurs cellules reproductrices mâles et femelles (les gamètes) directement dans l’eau de mer. Ils sont, pour la plupart, guidés par des phéromones sexuelles et pourvus de flagelle, un filament leur permettant de nager la distance finale jusqu’à leur partenaire. Mais, pour parcourir la majeure partie de la distance, les gamètes sont dépendants des mouvements d’eau, longtemps considérés comme le principal vecteur entrant en jeu dans leur rencontre.
Une idotée agrippé à une algue rouge, dont elle transporte les gamètes.
Wilfried Thomas/Station biologique de Roscoff/SU/CNRS, CC BY-NC-SA
Ce dogme a récemment été levé en 2016 chez la plante à fleurs Thalassia testudinum, qui constitue le premier cas connu de pollinisation en milieu marin. Nous avons cherché à savoir si les animaux jouent aussi un rôle dans la reproduction d’une autre espèce végétale emblématique de la mer : les algues ?
Des gamètes mâles sans flagelle
Cette question est particulièrement pertinente pour l’algue rouge Gracilaria gracilis dont les mâles libèrent dans l’eau de mer des gamètes dépourvus de flagelle, appelés « spermaties » tandis que les femelles gardent leurs gamètes qui ne sont pas relâchés dans l’environnement.
De même que le grain de pollen, la spermatie est totalement incapable de se déplacer seule et est dépendante des courants marins pour atteindre la femelle, sur laquelle se déroule la fécondation, comme chez les plantes. Comparé aux gamètes flagellés des algues brunes ou vertes par exemple, qui peuvent se déplacer d’eux-mêmes, nous pouvons penser que la probabilité qu’ont les spermaties d’atteindre la femelle est faible. Pourtant, la reproduction chez G. gracilis n’est pas rare comme on a pu le montrer dans des études précédentes sur une population suivies depuis plus de 20 ans, située au Cap Gris-Nez dans le Nord de la France, ce qui en fait un modèle de choix.
Aquarium contenant algues rouges et idotées, pour tester le transport de gamètes par ces invertébrés.
Christophe DESTOMBE/EBEA/Station biologique de Roscoff/SU/CNRS, CC BY-NC-SA
Une étude montre même que la majorité des fécondations dans cette population se fait à marée basse lorsque les individus sont immergés dans les flaques avec très peu de mouvements d’eau.
Sur le terrain, l’invertébré marin Idotea balthica – qui appartient au même ordre que les cloportes (Isopoda) – est souvent associé à l’algue rouge G. gracilis.
Cet animal, couramment appelé « idotée », se nourrit des « épiphytes » de G. gracilis, c’est-à-dire des petites algues parasites qui poussent sur l’algue rouge. Chez les plantes, c’est l’activité alimentaire des animaux – lorsqu’ils se nourrissent du pollen – qui seraient l’origine…
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Auteur: Emma Lavaut, Doctorante dans l’unité internationale "Evolutionary Biology and Ecology of Algae (EBEA)" de la Station biologique de Roscoff, Sorbonne Université
