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Les moules bleues sont confrontées à un double dilemme lorsque leurs poils branchiaux microscopiques ralentissent

Papier: Meseck, S.L, Sennefelder, G., Krisak, M., et Wikfors, G.H. (2020). «Taux d'alimentation physiologique et suppression des cils chez les moules bleues (Mytilus edulis) avec des niveaux accrus de carbone dissous.» Indicateurs écologiques, 117 (106675), pages 1-8. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106675

Pour de nombreuses créatures marines, les branchies sont responsables de l'échange de gaz nécessaire à leur survie – en d'autres termes, la respiration. Certains animaux marins ont même des branchies très spéciales qui les aident à respirer et à manger, le tout grâce (en partie) à des structures incroyablement minuscules et ressemblant à des poils appelées cils qui battent dans les deux sens.

Les moules bleues font partie de celles qui ont évolué à la fois pour respirer et se nourrir via des branchies. Les cils sont situés sur des structures en forme de peigne à l'intérieur des branchies, appelées filaments. Là, ils poussent et tirent de l'eau et de la nourriture sur les branchies. La moule bleue filtrante a trois types de poils minuscules. Les cils latéraux sont responsables de la création d'un mouvement dans l'eau qui facilite l'échange de gaz, la capture des aliments et l'élimination des déchets. Les cils frontaux et latéro-frontaux sont chargés de déplacer de minuscules particules le long des branchies que la moule choisira de manger ou de recracher.

Source de la photo: Wikimedia Commons, Andreas Trepte

Une situation poilue

Nous avons vu comment les perturbations de l'environnement d'une moule peuvent avoir un impact sur la fréquence ou la vitesse de battement des cils. Les proliférations d'algues toxiques et les concentrations de métaux lourds, par exemple, ont montré qu'elles dérégulaient les messages chimiques envoyés par le système nerveux de la moule bleue (appelés neurotransmetteurs), qui altèrent ensuite les battements latéraux des cils.

Alors, comment ces poils branchiaux et les comportements dont ils sont responsables se comportent-ils sous la pression d’une augmentation du dioxyde de carbone dissous (pCO2), et l'acidification des océans qui en résulte, causée par le changement climatique?

Vous avez peut-être repéré des moules bleues vous-même dans les zones intertidales… ou dans votre assiette! Fruits de mer préférés des amateurs, ces moules sont également connues pour leurs capacités de purification de l'eau via l'alimentation par filtre. Source de la photo: Administration nationale des océans et de l'atmosphère.

Shannon L. Meseck et son équipe de recherche explorent cette question à travers l'expérimentation sur le terrain et en laboratoire.

Les scientifiques ont rassemblé 40 moules bleues pour une expérience sur le terrain et 30 pour une expérience en laboratoire à Milford, CT. Sur le terrain, Meseck et al. (2020) a collecté des données sur le pCO2, pH de l'eau de mer, filtration et comportement alimentaire des moules. Alors que l'eau de mer de Milford a naturellement subi des fluctuations de pCO2 tout au long de la journée, Meseck et son équipe ont exposé les moules du laboratoire à deux niveaux différents de dioxyde de carbone pour comparer les comportements.

Un comportement modifié donne matière à réflexion

Sur le terrain, comme pCO2 a augmenté, de même que l’acidité de l’eau de mer. Avec ce changement d’acidité, les scientifiques ont trouvé des différences significatives dans le comportement alimentaire des moules.

Le taux de clairance des moules, ou le volume d'eau qu'une moule absorbe, était 28% plus bas dans l'après-midi pendant un pCO élevé2. Meseck et coll. (2020) ont également noté un taux de filtration abaissé dans le pCO élevé2 après midi. De plus, ces moules ont sélectionné et ingéré les particules différemment selon les niveaux de pCO2. Le matin, quand le pCO2 les niveaux étaient faibles, ils mangeaient 31% plus de particules organiques et avaient des taux de rejet d'aliments plus élevés. L'expérience en laboratoire a étroitement fait écho à ces résultats.

En regardant les branchies des moules, Meseck et son équipe ont découvert qu'un pCO plus élevé2 corrélé avec moins de battements latéraux de cils – ce qui est logique compte tenu du travail de ces cheveux et des comportements d'alimentation et de filtration modifiés observés

Selon Meseck et al. (2020), les résultats indiquent qu'une augmentation du pCO2 réduit les taux de filtration et d'alimentation des moules bleues, comme en témoignent les battements ralentis des cils et les différences dans la sélection des particules alimentaires.

À mesure que les niveaux de dioxyde de carbone dissous (pCO2) et de bicarbonate (HCO3) augmentent, la fréquence des battements des cils latéraux diminue. Source de la photo: Meseck et al. (2020).

Apprendre du rythme des cils bivalves

Les résultats présentent la merveille de la capacité d'une moule à s'adapter rapidement à des environnements changeants, mais aussi la mise en garde qui, à l'avenir, devrait augmenter le pCO2 persister, le bien-être des moules pourrait être menacé. Parce que ces invertébrés marins résident dans des habitats qui fluctuent fréquemment, ils ont une capacité naturelle à réagir aux changements qui les entourent. Cependant, nous savons qu'une augmentation du pCO2 nuit aux moules, telles que les eaux acides, augmentant la fragilité de leurs coquilles de carbonate de calcium, ce qui les rend incroyablement vulnérables.

Étant donné que les cils latéraux sont contrôlés par des neurotransmetteurs, Meseck et son équipe suggèrent que d'autres études explorent la façon dont le système nerveux des moules répondra à l'augmentation de la pCO2 niveaux et l'acidification des océans qui en résulte. L'équipe encourage également la poursuite des travaux sur la production et la sécrétion de mucus dans les branchies des moules, ce qui facilite le processus physique consistant à manger ou cracher des particules de nourriture.

Nous pouvons nous inspirer des battements des cils de la moule bleue pour remarquer comment ces merveilles marines s’adaptent au changement climatique et nous assurer de les étudier davantage pour protéger leur avenir.

Rishya Narayanan

Rishya est une communicatrice scientifique multimédia avec une maîtrise en défense des médias de l'Université Northeastern, spécialisée dans les communications et la politique en sciences de l'environnement. Elle a passé un an dans l'éducation informelle et le plaidoyer politique au New England Aquarium en tant qu'éducatrice et à Save the Harbor / Save the Bay en tant que coordinatrice des communications et des relations publiques. Elle a également effectué un stage pour la série scientifique PBS, NOVA et a reçu une bourse de recherche sur les politiques publiques 2019, qu'elle a servie à la division des pêches maritimes du Massachusetts. Les domaines d’intervention de Rishya sont les sciences de l’environnement, les sciences de la mer, le changement climatique… et les jeux vidéo!

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