Étude des variations saisonnières de la bioluminescence chez Amphiura filiformis (Echinodermata-Ophiuroidea)

Details

Supervisors

Mallefet, Jérôme

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en biologie des organismes et écologie, à finalité spécialisée: biologie environnementale

Abstract

La bioluminescence est la production de lumière visible par des organismes vivants via une réaction chimique entre une molécule émettrice de lumière, la luciférine, et une enzyme, la luciférase. La coelentérazine est la luciférine la plus répandue chez les organismes marins, notamment en raison de son acquisition via l’alimentation. En effet, l’acquisition trophique de la luciférine a déjà été prouvée expérimentalement chez plusieurs espèces y compris l’ophiure Amphiura filiformis. Cette ophiure bioluminescente, qui est l’objet de cette étude, utilise la coelentérazine comme substrat pour émettre sa lumière bleue. Le principal objectif de ce travail est d'étudier les variations saisonnières des capacités lumineuses de l'ophiure A. filiformis et de comprendre comment ces variations sont influencées par la captivité et l'apport exogène de coelentérazine. Trois expériences clés ont été menées pour atteindre ces objectifs. La première a suivi les variations saisonnières des capacités lumineuses, mesurant la concentration en coelentérazine, l'activité luciférasique, la lumière émise après stimulation au KCl et l'acétylcholine au moment de la récolte en chaque saison. La deuxième a exploré la décroissance des capacités lumineuses en maintenant les individus en captivité pendant huit mois sans coelentérazine. A la suite de cela, une induction a été réalisée où les individus récoltés à chaque saison ont été nourris avec de la nourriture contenant de la coelentérazine. Une deuxième phase de déplétion, après l'induction, a été menée pour les individus récoltés en été et en automne. Les analyses ont révélé des tendances significatives dans les variations saisonnières des capacités lumineuses chez A. filiformis. Tout d’abord, il apparaît que les capacités lumineuses totales après dépolarisation au KCl et stimulation à l’acétylcholine suivent une tendance similaire à la concentration en coelentérazine. En revanche, l'activité luciférasique s'est avérée être une mesure indépendante et produite de manière continue. L'analyse saisonnière a révélé une augmentation de l'activité luciférasique en été, ce qui pourrait être lié à la période de reproduction de l'ophiure ou à d'autres besoins saisonniers. Les résultats de l'expérience de décroissance des capacités lumineuses ont montré que la concentration en coelentérazine et la lumière totale émise ont tendance à diminuer au fil de la captivité. Toutefois, ces diminutions se sont produites à des rythmes différents, certaines étant progressives, tandis que d'autres étaient marquées par des variations significatives. Ces observations suggèrent que les ophiures peuvent stocker la coelentérazine sous des formes stabilisées, et éventuellement remobiliser cette molécule, expliquant ainsi les variations dans les réponses à la captivité. Pour l'expérience d'induction, une augmentation des capacités lumineuses a été constatée après l'apport exogène de coelentérazine, mais avec parfois un délai de deux à trois semaines, indiquant une réaction non instantanée. De plus, la durée du maintien des capacités lumineuses variait en fonction de la concentration de coelentérazine dans la nourriture administrée, confirmant un stockage sous forme stabilisée. Ces observations ouvrent des perspectives passionnantes pour la compréhension des mécanismes de stockage et de régulation de la coelentérazine chez A. filiformis.