Découverte de l’une des premières amitiés entre différentes espèces | Science

Sur des routes très éloignées de la mer, comme celles de certaines villes du Léon oui Palenceun promeneur attentif peut déceler une présence étonnante : des récifs coralliens archaïques au milieu de la montagne, entre vaches et anciennes mines. Ce sont les vestiges d’une autre époque, le Paléozoïque, où les mers tropicales recouvraient une bonne partie de l’actuelle Europe. L’équipe du géochimiste Alfredo Martínez García a maintenant fait une découverte inattendue. Des chercheurs ont analysé des coraux fossiles de l’intérieur de l’Allemagne et d’Afrique du Nord et ont identifié la plus ancienne trace chimique de la coopération entre étrangers dont dépend une grande partie de la vie sur Terre : la symbiose entre le seul animal visible depuis l’espacele corail et certaines algues unicellulaires. La découverte, une amitié de 385 millions d’années, est publiée ce mercredi dans le magazine Naturel’une des vitrines de la meilleure science mondiale.

Dans le drame de l’évolution, la symbiose est la force calme qui redessine les destins et redéfinit les possibilités, selon les mots de l’essayiste américain Dorion Sagan. Un botaniste allemand, Albert Bernhard Frank, a inventé le terme symbiose. en 1877pour désigner la vie commune de deux espèces totalement différentes dans un seul organisme : le lichen, couple indissociable formé par un champignon et une algue. Le biologiste Leopoldo García Sancho proclame dans un nouveau livre, Le triomphe d’une étrange amitié (Ediciones Pirámide), que ces petites symbioses « font bouger le monde ».

García Sancho, professeur à la Faculté de Pharmacie de l’Université Complutense de Madrid, n’exagère pas. Le professeur se souvient qu’en avril 1836, un naturaliste anglais de 22 ans, nommé Charles Darwin, arrivait aux atolls des Cocos, dans l’océan Indien, à bord du navire HMS Beagle. Le jeune scientifique sentait que les coraux grandissaient vers la lumière et essayaient de rester très près de la surface. García Sancho explique pourquoi. Les coraux sont de minuscules animaux sédentaires dotés de tentacules, mais ils obtiennent la plupart de leurs nutriments grâce aux algues unicellulaires qui vivent à l’intérieur de leur organisme. Il s’agit d’une endosymbiose intracellulaire, « la forme la plus intime de relation entre inconnus », selon le professeur.

Les algues qui vivent à l’intérieur de l’animal, appelées zooxanthelles, ont besoin de la lumière du soleil pour réaliser la photosynthèse et transformer le dioxyde de carbone (CO₂) en sucres. C’est pourquoi les coraux ne vivent que dans des eaux cristallines et lumineuses. Cette symbiose parfaite produit « le miracle », comme le décrit García Sancho. Les récifs ne couvrent que 0,2 % du fond océanique, mais abritent un quart de toutes les espèces marines, fournissant de la nourriture à 500 millions de personnesselon les Nations Unies.

Le géochimiste Alfredo Martínez García, né à Castellón de la Plana il y a 42 ans, dirige depuis 2015 son propre groupe à l’Institut de chimie Max Planck, à Mayence (Allemagne). Lui et son collègue américain Daniel Sigman Il y a plus de dix ans, ils ont développé une nouvelle technique révolutionnaire, capable d’analyser quelques microgrammes de matière et de déterminer la concentration des deux variantes stables de l’azote : l’azote-14 (léger) et l’azote-15 (lourd). « Cela nous donne des informations sur les relations entre les différents organismes : qui mange qui », explique Martínez García.

« Lorsque vous mangez, vous métabolisez plus rapidement l’azote léger et c’est ce que vous excrétez dans votre urine, donc proportionnellement vous êtes enrichi en azote lourd par rapport à votre alimentation. C’est très intéressant, car c’est une quantité assez fixe entre différents organismes», poursuit le chercheur Max Planck. Les scientifiques mesurent cet enrichissement en parties pour mille. Un herbivore serait enrichi d’environ quatre parties pour mille par rapport à la plante qu’il mange. Et un carnivore serait enrichi d’environ quatre parties pour mille par rapport à l’herbivore qui mange et d’environ huit parties pour mille par rapport à la plante, selon Martínez García. “En mesurant la concentration de tissus animaux, vous pouvez reconstruire des réseaux alimentaires complexes”, se félicite-t-il.

Son équipe a analysé des coraux fossiles récemment collectés dans le Sauerland, une région montagneuse de l’intérieur de l’Allemagne, ainsi que d’autres spécimens historiques conservés dans le Sauerland. le Musée d’Histoire Naturelle de Francfortoriginaire de la région volcanique allemande de l’Eifel, du Tafilálet (Maroc) et Sahara occidental. Ce sont les restes de récifs du Dévonien, une période du Paléozoïque qui a commencé il y a environ 419 millions d’années et s’est terminée il y a environ 359 millions d’années, lorsque la planète comptait deux supercontinents : le Gondwana et la Laurrusia.

Le groupe de Martínez García a également examiné les coraux vivants actuels. Dans le même récif, la plupart ont des algues unicellulaires à l’intérieur, mais d’autres n’en ont pas et se nourrissent de leurs tentacules. L’équipe a observé que les coraux qui se nourrissent seuls sont enrichis en azote lourd d’environ quatre pour mille, par rapport aux coraux qui tirent leurs nutriments de leurs algues. « Si vous avez des symbiotes, vous êtes un niveau trophique en dessous, comme une plante. Du point de vue de l’azote, c’est comme si on faisait de la photosynthèse », explique le géochimiste.

Cette caractéristique nous a permis de déduire que certains coraux fossiles vivaient déjà en symbiose il y a 385 millions d’années, soit presque deux fois plus longtemps que ce qu’on savait jusqu’à maintenant. Il s’agit de la première preuve de symbiose chez les coraux, mais d’autres amitiés plus anciennes entre différentes espèces sont connues. Le fossile de un lichen Trouvé à Weng’an, dans le sud de la Chine, il a environ 600 millions d’années.

La vieille amitié entre les coraux et les algues expliquerait pourquoi les récifs ont atteint des tailles énormes au Paléozoïque, malgré le manque de nutriments dans l’environnement. Aujourd’hui, la Grande Barrière de Corail d’Australie est « la plus grande structure vivante sur Terre et le seul visible depuis l’espace », selon l’Agence spatiale européenne. Le biologiste Leopoldo García Sancho prévient que ces géants sont confrontés à une menace : le blanchissement, un phénomène provoqué par l’augmentation brutale des températures, qui amène les coraux à expulser leurs algues colorées, acquérant une teinte pâle.

« On estime que si la température moyenne des eaux de surface augmente de 1,5 degré, une bonne partie de cette symbiose disparaîtra sans aucune chance de guérison. Certains récifs pourraient survivre dans des endroits où ils semblent les moins sensibles au réchauffement, comme le golfe Persique et la mer Rouge, mais ils ne seront que les vestiges d’un monde magnifique et en voie de disparition dont la disparition entraînera avec elle une grande partie de la diversité de nos océans. “, prévient García Sancho dans Le triomphe d’une étrange amitié.