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La découverte des éponges carnivores

Dossier - Les éponges carnivores
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On connaissait déjà les éponges, étonnants animaux aquatiques, mais les meilleurs zoologistes ont été surpris par la découverte d'éponges carnivores !

  
DossiersLes éponges carnivores
 

Longtemps considérées comme des végétaux, les éponges ne cessent de nous étonner. Elles peuvent donc également être carnivores ! Cette découverte s'est faite en plusieurs étapes.

Asbestopluma hypogea à 18 mètres dans une grotte sous-marine. Longueur maximum : 15 millimètres. © jean Vacelet, 1996

Cladorhiza abyssicola, une étrange éponge...

La première étape de la découverte a été l'œuvre d'un zoologiste norvégien, Michael Sars, qui a décrit en 1872 une éponge très bizarre, vivant vers 550 mètres près des îles Lofoten. Plantée dans la vase par un système de rhizoïdes, en forme de petit arbre avec de nombreux rameaux, elle ressemblait plutôt à un hydraire. Mais elle avait des spicules, éléments en silice caractéristiques du squelette des éponges. Il l'a appelée Cladorhiza abyssicola, tout en s'étonnant de ne voir aucune trace des canaux, pores et oscules habituels chez les éponges. Avec logique, il a mis cette absence sur le compte du mauvais état de l'animal après sa remontée des profondeurs dans une drague. Il avait quand même un doute : la surface des ramifications était hérissée de minuscules spicules en forme de crochet, et de nombreux petits animaux et des particules étaient collés sur cette surface très adhésive. Sars s'est alors demandé si la nourriture de cette éponge ne serait pas différente de celle des éponges avec système aquifère, et ne pourrait pas se faire à partir des organismes et particules collés sur sa surface.

Cladorhiza abyssicola. © Sars 1872

Le mystère des cladorhizidae

Par la suite, plusieurs éponges aux mêmes caractéristiques ont été découvertes, toujours à grande profondeur. On les a classées dans une famille spéciale, les cladorhizidae. L'expédition du Challenger, en particulier, un peu après la description de Sars, a fourni un bon nombre de cladorhizidae, décrites par Dendy et Row. Or, ces excellents observateurs reconnaissent n'avoir jamais vu chez elles la moindre trace de système aquifère. Néanmoins, ils jugent la supposition de Sars hautement invraisemblable. Tous leurs successeurs ne se posent même plus la question : ils décrivent avec minutie de nouvelles cladorhizidae - on en connaissait environ 90 espèces à la fin du XXe siècle - sans plus s'étonner de l'absence de système aquifère.

Et puis en 1995, Nicole Boury-Esnault et Jean Vacelet, en explorant une grotte sous-marine de Méditerranée, découvrent une cladorhizidae, non plus à grande profondeur, mais à seulement une vingtaine de mètres. Cette grotte, près de La Ciotat, est assez particulière. Contrairement aux grottes d'origine karstique de la région, creusées par d'anciens cours d'eau lors de bas niveaux océaniques et donc à profil ascendant, celle-ci est à profil descendant, avec une ouverture à 15 m et le fond à 24 mètres de profondeur. L'eau froide hivernale, à 13° C comme dans les grands fonds de toute la Méditerranée, est piégée par densité dans les parties basses de la grotte et ne se réchauffe que partiellement en été. Ces zones de la grotte offrent donc des conditions d'obscurité, de température et de calme assez comparables à celles des abysses méditerranéens. Nous savions déjà que la grotte avait été colonisée, vraisemblablement à partir d'un canyon sous-marin tout proche, par une éponge hexactinellide, un groupe d'éponges (les « éponges de verre ») normalement localisé dans les profondeurs.

Cette découverte d'une cladorhizidae littorale était très excitante : l'espèce, appartenant au genre Asbestopluma encore inconnu en Méditerranée, ressemblait beaucoup à Asbestopluma occidentalis, la championne du monde de la profondeur chez les éponges avec une récolte à 8.800 mètres dans une fosse du Pacifique. On avait enfin à disposition une cladorhizidae en bon état, accessible en plongée et non traumatisée par une remontée de plusieurs centaines ou milliers de mètres dans un chalut, et on allait voir comment était son système aquifère que personne n'avait réussi à observer. Mais voilà : l'éponge préservée dans les meilleures conditions possibles, n'avait ni canaux, ni ouvertures, ni ces cellules flagellées si caractéristiques des éponges, les choanocytes. Comment se nourrissait-elle ?

Elle est bien carnivore !

On a d'abord supposé une absorption directe de substances organiques dissoutes, l'éponge étant petite (un pédoncule de 20 millimètres de haut et un corps d'une dizaine de millimètres) et ayant de nombreux filaments augmentant sa surface de contact avec l'eau. Des expériences in situ avec des matières organiques marquées n'ont pas confirmé l'hypothèse. La présence fréquente de petits crustacés à la surface des filaments de l'éponge, d'abord pris pour des organismes associés mais souvent englobés dans les tissus, nous a alors amené à tenter, sans trop y croire, l'expérience un peu extravagante de déposer près de l'éponge des nauplii d'Artemia, nourriture classique des poissons d'aquarium. Succès complet : grâce à sa surface adhésive, l'éponge piège des petits crustacés, les englobe grâce à la migration de ses cellules vers la proie, et les digère. Elle est bien carnivore ! La découverte, surprenante pour les zoologistes, a été si bien médiatisée par la revue Nature qu'il a fallu rassurer les plongeurs et les baigneurs en précisant la taille du monstre....

La découverte d’une éponge carnivore a été très médiatisée. © Nature

Ces premières expériences ont été faites sur des individus en place dans la grotte. C'est évidemment plus facile qu'à 8.000 mètres, mais pas très pratique tout de même. Rapidement il est apparu que Asbestopluma hypogea, ainsi baptisée, était en fait un excellent animal de laboratoire. Alors que les éponges marines « normales » sont difficiles à garder vivantes en aquarium, celle là offre d'appréciables facilités. Récoltée avec un fragment des parois rocheuses sur lesquelles elle est attachée, elle survit des années dans 500 ml d'eau de mer, à condition de maintenir l'eau aux environs de 13°C et de la nourrir de temps en temps avec quelques nauplii d'Artemia ou autres petits crustacés. Ce sont des conditions idéales pour étudier en détail son mode de vie, si inhabituel chez les éponges, et en particulier les mécanismes de son alimentation.