Recherche et caractérisation de symbioses microbiennes chimiosynthétiques ou digestives chez des crustacés amphipodes associés à des accumulations végétales en milieux marins côtier et profonds.

Répandus dans les habitats côtiers et profonds, les détritus végétaux constituent des sources nutritives abondantes et attractives surtout pour la macrofaune et particulièrement pour les amphipodes, crustacés de petite taille. Ces habitats détritiques sont favorables au développement de symbioses bactériennes chez des acteurs spécialisés de la macrofaune pour exploiter des sources d’énergie alternatives, c’est-à-dire des composés réduits à travers la chimiosynthèse et des composés réfractaires du substrat à travers des microflores digestives hétérotrophes.
Dans ce travail, 12 espèces d’amphipodes de bois coulés profonds des genres Onesimoides (3 espèces) et Bathyceradocus (9 espèces) provenant de l’océan Indo-Pacifique sont comparés à 3 espèces côtières des genres Gammarus (2 espèces) et Gammarella (1 espèce) provenant de litières d’herbiers marins (Posidonia oceanica) de Méditerranée. Toutes étant supposées détritivores et liées à un substrat végétal détritique, les points de comparaison ont été focalisés sur les spécificités de leur nutrition ainsi que sur la présence et le rôle des associations microbiennes épibiotiques et digestives éventuelles qu’elles hébergent. La diversité génétique des symbiontes a été définie dans les microflores bactériennes des espèces Onesimoides, Gammarus et Gammarella.
Les résultats confirment que toutes les espèces d’amphipodes étudiées se nourrissent des débris végétaux, principalement de monocotylédones, de leur habitat et bénéficient directement ou indirectement du substrat végétal dont elles seraient d’ailleurs capables d’assimiler la cellulose grâce à des cellulases endogènes répandues et ancestrales chez les arthropodes, ce qui est appuyé par l’altération progressive des parois végétales ingérés au cours du transit. De plus, les débris végétaux ont tous subi une dégradation par des microorganismes de milieu marin (et non terrestre) préalablement à leur ingestion par les amphipodes. L’état de dégradation et le type de microorganismes impliqués varient non seulement selon le substrat, l’habitat et site de récolte mais surtout selon le groupe ou l’espèce amphipode considéré. Il est reconnu que cette dégradation « conditionne » les débris végétaux. Elle se traduit par 1) une abondance de microorganismes décomposeurs (endophytes) ou d’épiphytes croissante puis décroissante avec l’avancement de l’altération des parois végétales, 2) une accessibilité accrue de la cellulose résiduelle (démasquée) et enfin, par une 3) augmentation puis une diminution de la valeur nutritionnelle et du contenu en N des résidus.
Nos résultats suggèrent que l’état de dégradation du substrat végétal ingéré détermine le réel régime alimentaire des espèces et influence fortement le développement des symbioses digestives qui complémentent ce régime notamment par la fourniture d’azote et permettent à l’hôte d’utiliser un substrat résiduel de très faible valeur nutritionnelle. En fonction de ces critères, les espèces d’amphipodes examinées peuvent être classées dans un ordre défini : les Gammarus sp. se nourrissant sur une litière de posidonie fraîchement conditionnée complètent ainsi leur nutrition par des microorganismes (principalement des hyphes de champignon noir septé) et s’appuient sur une microflore digestive peu développée, à la fois résidente (γ-protéobacteria) et transitoire (α-protéobacteria). Gammarella fucicola par contre se nourrit de litière en fin de processus de dégradation et complète ainsi son régime par l’activité d’une importante microflore digestive résidente et diversifiée dans son proctodeum. Il en est de même des différentes espèces d’Onesimoides qui, bien qu’associées aux bois coulés en océan profond, ingèrent comme G. fucicola des tissus (vasculaires) de monocotylées fortement altérés par des microorganismes (bactéries, champignons). De plus, bien que plus diversifiée chez G. fucicola, les deux microflores comportent plusieurs points communs dont l’implication de 2 groupes de microorganismes identiques (γ-protéobacteria, Bacteriodetes). Ces ressemblances renforcent le caractère symbiotique mutualiste supposé de ces microflores. Enfin seul les Bathyceradocus semblent faire exception. Ils ingèrent aussi principalement des structures ligneuses de monocotylées très dégradées mais ne possèdent pas de microflore bactérienne digestive. Ils complémenteraient leur alimentation grâce à des microorganismes épibiotiques (bactéries, champignons) fixés à leurs pièces buccales et/ou grâce à des trichomycètes attachés à leur paroi proctodéale.
Ce travail illustre l’importance de l’action alternée et successive de différents microorganismes, de la petite faune et de microorganismes symbiotiques dans la dégradation progressive, étape par étape, de substrats végétaux détritiques en milieu marin, jusqu’au stade terminal de dégradation des éléments plus réfractaires du bois et des tissus ligneux de monocotylédones.