La Salamandre ponctuée (Amblystoma maculatum) est un vertébré amphibien qui vit enfouie sous terre et ne sort qu’au printemps pour pondre dans une mare ou sur les bords d’un lac.
Oophila amblystomatis, est une algue verte unicellulaire qui doit sont nom au fait qu’elle se développe dans les oeufs des salamandres ponctuées.
A partir de l’exploitation des documents proposés, donner les arguments pour dire si cet exemple peut être considéré ou non comme une endosymbiose stricte et dites en quoi il participe à la diversification du vivant.
[toc]
Document 1 : Une association très étroite
Les clichés ci-dessous montrent des étapes du développement de la salamandre et sa relation avec l’algue.
a. Embryon d’A. maculatum dans l’oeuf au stade 15; les flèches indiquent un amas d’algues chlorophylliennes à un pôle (le blastopore). Aucune algue n’est trouvée à l’intérieur de l’embryon.
b. Embryon d’A. maculatum, extrait de son oeuf et rincé abondamment (stade 35); l’embryon montre des cellules de peau auto-fluorescentes, dû à la présence de chlorophylle (A). Barre d’échelle = 1 mm.
c. Coupe transversale d’un embryon d’A. maculatum au stade 35; des algues (A) sont visibles par fluorescence dans le canal alimentaire (Al) mais aussi dans les tissus environnants (futurs muscles). Barre d’échelle = 1 mm.
d. Embryon d’A. maculatum au stade 44; la couleur verte traduit la présence d’algues chlorophylliennnes.
Les 2 clichés suivants montrent Oophila dans une relation encore plus étroite avec la salamandre Amblystoma :
e. Algue encapsulée à l’intérieur d’une cellule musculaire de salamandre. A = Algue, M = cellule musculaire, Yp = vésicule de réserves (lipides et protéines). Barre d’échelle = 2μm.
f. Agrandissement de l’algue du document e; Mi = mitochondries de la cellule musculaire, My = myofibrilles musculaires, V =vacuoles, G = chloroplaste, S = grains d’amidon. Barre d’échelle = 2 μm
Document 2 : Effet de la présence de l’algue dans l’oeuf
– La présence de l’algue chlorophyl-lienne Oophila dans l’œuf de la Salamandre en modifie les conditions physico-chimiques : les graphiques suivants traduisent les variations de la quantité de dioxygène (O2) dans l’œuf.
– En absence de l’algue chlorophyllienne Oophila, on enregistre aucune variation de la quantité de dioxygène (O2) à l’intérieur des œufs de la Salamandre, quelles que soient les conditions d’éclairement.
On rappelle qu’un être vivant chlorophyllien éclairé est capable de réaliser la photosynthèse qui se traduit, sous l’action de la lumière, par les échanges gazeux suivants : consommation du dioxyde de carbone (CO2) et dégagement de dioxygène (O2).
Graphique 1
Graphique 2
Des bénéfices pour l’algue et pour la salamandre.
– 3 lots de 300 œufs de Salamandre présentant l’association avec l’algue Oophila sont placés dans des conditions différentes : le premier lot est élevé en absence de lumière ; le second avec
une alternance de 12 H de lumière et de 12 H d’obscurité ; le troisième lot est placé dans un environnement avec 24H de lumière par jour.
– Si l’embryon est extrait de l’œuf et qu’il ne reste que la masse gélatineuse, les algues ne se multiplient pas. Les chercheurs pensent que les algues Oophila ont besoin des déchets produits par l’embryon (déchets azotés, CO2…) pour se multitiplier.
Une endosymbiose héritable : historique des recherches et actualité
Les chercheurs n’ont jamais pu décrire l’algue Oophila en tant qu’algue vivant librement dans une mare ou un étang. De plus il n’a jamais été possible de mettre en évidence l’acquisition de cette algue par les salamandres à partir de l’environnement.
L’utilisation du microscope optique n’a jamais révélé la présence d’Oophila dans les oviductes, les ovocytes (gamètes femelles) ou les voies génitales mâles de la salamandre. Les cultures d’eau de lavage des oviductes n’ont jamais mis en évidence la présence de ces algues.
Les derniers travaux effectués par Ryan Kerney et ses collaborateurs de l’université d’Halifax (Canada) ont porté sur la recherche de l’ADN ribosomale 18S, spécifique de l’algue Oophila, dans les tissus reproducteurs de la salamandre.
Chez les 3 salamandres femelles testées, de l’ADNr 18S specifique d’Oophila a été trouvé dans les parties postérieures et antérieures des oviductes et une seule fois dans les ovaires. Chez 3 salamandres mâles testées, de l’ADNr 18S d’Oophila à été repéré une fois dans la partie basse des spermiductes et une fois dans la partie haute de ces canaux.
Arbre phylogénétique des eucaryotes et endosymbioses.
Le document ci-dessous présente l’arbre phylogénétique (= relations de parenté) des organismes eucaryotes.
Cet arbre représente les 8 grands groupes d’eucaryotes reconnus aujourd’hui.
On constate que les termes végétaux, champignons et animaux ne correspondent pas à des groupes monophylétiques ( = dont les membres sont uniquement constitués de descendants d’un même ancêtre commun récent) :
– Les animaux regroupent traditionnellement les métazoaires (en bleu) et les protozoaires (en marron clair).
– Les lignées qui présentent une photosynthèse sont écrites en vert.
Les ronds roses pointent des endosymbioses réalisées avec un être vivant unicellulaire photosynthétique dont le nom est indiqué.
Les triangles bleus montrent que certaines lignées sont issues d’un ancêtre commun ayant perdu leur chloroplaste.