Les organismes marins unicellulaires tirent leurs proies à l'aide de réseaux, comme les
mitrailleuses miniatures de Spider-Man et de
Gatling .
Les dinoflagellés appelés Nematodinium et Polykrikos sont des planctons microscopiques flottant à la surface des créatures avalées par des tonnes de baleines. Mais parmi les dinoflagellés mentionnés, l'un des types de
protistes , la vie est remplie de son propre drame. Ce sont des chasseurs qui mangent d'autres dinoflagellés, pour lesquels ils ont des armures, du matériel militaire microscopique et même des armes chimiques.
Une nouvelle étude a révélé que le Nematodinium et ses dinoflagellés apparentés ont inventé leur propre type d'arme: et bien qu'ils soient très similaires aux cellules de méduses piquantes, ces structures ont évolué indépendamment, probablement parce que la course aux armements a eu lieu dans le monde du plancton.
«Ils auraient pu être des flics océaniques», a déclaré Gregory Havelis, chercheur, postdoctorant à l'Arizona State University, qui a dirigé la recherche sur les dinoflagellés lorsqu'il travaillait à l'Université de la Colombie-Britannique. «Ils ont une quantité absurde d'équipement pour atteindre leurs objectifs.»
Les cellules les plus cool
Les dinoflagellés sont «objectivement parlant, les cellules les plus fraîches», a déclaré Havelis. Avant cela, il avait déjà découvert que Nematodinium avait un cache-œil avec une lentille et un pigment photosensible; cela signifie que, malgré l'unicellularité, cet organisme peut en un sens voir.
Un ensemble inhabituel d'armes Nematodinium appelé nématocystes. Havelis et ses collègues ont utilisé un microscope électronique à balayage pour obtenir des images de nématocystes à la fois de cette espèce et d'une autre espèce de dinoflagellés bien armée, Polykrikos kofoidii.
Ils ont également d'abord tiré un coup de feu avec une arme Polykrikos kofoidii.
Ils ont vu le travail de structures assez complexes: le nématodinium a des nématocystes assemblés sous forme de douilles et ressemblant à une mitrailleuse Gatling à plusieurs canons.
"Personne n'a vu ces créatures chasser depuis que Nematodinium est extrêmement rare", a déclaré Havelis. "Contrairement à la mitrailleuse Gatling, ils tirent très probablement toutes ces capsules en même temps."
Et P. kofoidii est encore plus étrange. Ces dinoflagellés placent des capsules à leur surface, et chacun d'eux est équipé d'une saillie en forme de doigt, un téniocyste. Quand elle rencontre la victime, le téniocyste explose, tirant, comme le croit Havelis, une substance adhésive ressemblant à la toile de Spider-Man. L'explosion amène la capsule, le nématocyste, à tirer un tube tordu en spirale, au bout duquel il y a une forte saillie sous la forme d'un poignard, d'un stylet. Le stylet pénètre dans la proie, la spirale se dissout et la proie est attachée au prédateur dinoflagellé par une sorte de remorqueur.
«Ils utilisent le remorqueur comme pour tirer un poisson attrapé par un harpon», explique Havelis.
Et puis il est temps de manger.
Polykrikos kofoidiiEvolution indépendante
Les animaux marins piqueurs, les méduses et autres animaux
hurlants ont également des nématocystes dans leur arsenal. Pour cette raison, dit Havelis, il existe depuis longtemps des théories selon lesquelles les dinoflagellés et les conflits sont descendus d'un parent éloigné et commun qui possédait un arsenal de protection impressionnant. Une autre possibilité est que les dinoflagellés et les strewniks échangent plusieurs gènes. Une espèce de dinoflagellés vit en symbiose avec les coraux, qui appartiennent également à la piqûre, ce qui rend possible l'échange de gènes.
Havelis et ses collègues ont étudié le génome de l'
hydre et comparé ses gènes responsables de nématocystes avec des gènes unicellulaires. Ils ont également comparé les protéines présentes dans les vers de l'arc avec celles des dinoflagellés.
Et ils n'ont trouvé aucune connexion. Havelis dit que les gènes qui construisent les nématocystes dans les dinoflagellés sont complètement différents des gènes qui le font dans les stewards. De nouvelles découvertes, publiées fin mars dans la revue Science Advances, signifient que les efforts et les dinoflagellés ont indépendamment obtenu des armes similaires à la suite de l'évolution.
Havelis soupçonne que les dinoflagellés ont développé un équipement de chasse aussi sophistiqué à travers l'évolution parce que leurs proies sont dangereuses pour eux - ce sont d'autres dinoflagellés. Les polykrikos, par exemple, dévorent le plancton responsable des
bouffées rouges toxiques. Les protistes propulsés par des bactéries n'ont pas besoin d'armes spéciales, comme le dit Havelis, mais les dinoflagellés peuvent avoir des prédateurs et des victimes menant une course aux armements pour survivre.
Lui et l'équipe testent maintenant cette hypothèse, déterminant si les dinoflagellés produiront plus de "canons" si leur opposition est mieux armée. Si c'est le cas, le nombre de nématocystes produits devra dépendre de l'entreprise dans laquelle ils se retrouveront.
«Maintenant, en fait, nous avons des batailles microbiennes dans les cellules, où nous rencontrons différentes espèces», explique Havelis.