La vie abyssale

1. La vie abyssale Oudoire Stéphanie Penel Marie TPE L3 Biologie 2009/2010

2. Sommaire Introduction I/ La géologie abyssale 1/ Généralités 2/ Les sources hydrothermales II/ Condition de vie du milieu abyssale : contraintes et adaptations 1/ La lumière 2/ La pression 3/ La nutrition 4/ La reproduction III/ La faune abyssale 1/ La faune des sources hydrothermales 2/ La vie des fonds abyssaux Conclusion

3. Introduction Que sont les abysses ? • Zone aphotique divisée en 3 couches • 4 000 m de profondeur (en moyenne) • 2/3 de la surface du globe • Conditions extrêmes

4. La Géologie Abyssale

5. 1/ Généralités Abysses = plaines sous –marines Fosse des Mariannes = 11 000 mètres Pressions élevées: augmentation de 1 bars / 10 m Pas de lumière = pas de photosynthèse Température ne dépassant pas 4°C

6. 2/ Les sources hydrothermales Découverte par la mission Alvin 1re découverte de sources avec de la vie Au niveau des dorsales océaniques Durée de vie éphémère • 2 types : • fumeurs noirs • fumeurs blancs Fumeurs noirs

7. Fumeurs noirs • Infiltration de l’eau dans les fissures • Réchauffement de l’eau jusqu’à environ 800°C • Perte de l’oxygène • Chargement en sulfures polymétalliques • Remonter de l’eau (T = 300 à 400 °C) • Précipitation des sulfures • Formation de la cheminée • Variation de température entre 2 et 400°C

8. Fumeurs Noirs / Fumeurs Blancs

9. Conditions extrêmes Les conditions du milieu sont très difficiles et pourtant on y trouve un grand nombre et une grande variété d’espèce alors comment se sont-ils adaptés. Quelles sont les contraintes et les adaptations de ces animaux ?

10. Conditions de Vie du Milieu Abyssale :Contraintes et Adaptations

11. 1/ La Lumière • Pas de photosynthèse • Emission d’infrarouges au niveau des sources • Adaptations morphologiques : • bioluminescence • adaptation de la taille des yeux

12. Bioluminescence • Produite par des bactéries (complexe luciférine – luciférase) Différents cas : Tout le corps Un appendice Différents rôles : la protection, la chasse et la reproduction.

13. Adaptation de la taille des yeux Développement disproportionné Animaux aveugles Animaux des profondeurs moins importantes Au niveau des sources hydrothermales

14. 2/ La pression Pression très élevée • 2 types d’adaptations : • Structure du corps -> souvent corps gélatineux • Absence de vessie natatoire Inconvénients : animaux très fragiles

15. 3/ La nutrition Apport de 3% de la matière organique de la surface • 3 formes : • particules • cadavres • Organismes vivants Herbivores remplacés par les détritivores + chaîne alimentaire autour des sources

16. La nutrition au niveau des sources : la chimiosynthèse Condensation d’un pentose Réduction de l’acide organique en sucre Régénération du pentose

17. Différentes adaptations • Chez les poissons carnivores : • mâchoire très développée • développement de leurres • grâce à des antennes sensitives (diable de mer) • Estomac déformable • Pas de sélection de la nourriture

18. Différentes adaptations • La symbiose : • par des bactéries chimiosynthétiques • Au niveau des cheminées des fumeurs noirs • Dans l’organisme Aspiration des sédiments

19. 4/ La reproduction Mode de reproduction peu connu Beaucoup d’espèces ovipares Parfois, dimorphisme sexuel très marqué Exemple : diable de mer Mâle parasite, taille = 1.6 cm Femelle beaucoup plus grande, taille = 20 cm Eventuel regroupement au niveau des sources

20. Récapitulatif

21. III/ La Faune Abyssale

22. III/ La Faune Abyssale Plusieurs milliers d’espèces inconnues Grande majorité endémique à cette zone Faune différente en fonction du lieu

23. 1/ La faune des sources hydrothermales Abondante et diversifiée Biomasse = entre 50 et 100 kg/m² Au niveau des sources: 92% d’espèces de 3 embranchements 91% d’espèces endémique au sources Bactéries chimiosynthétiques Organisation en auréoles : distribution en fonction de la préférence et de la résistance aux émissions de sulfures

24. Exemple : Riftia pachyptila • Annélide de la lignée des vestimentifères • Vit dans un tube chitinoprotéique • Constitué de 3 parties • Pas de tube digestif • Bactéries chimiosynthétiques dans le trophosome • Hémoglobine fixant O2 CO2 et sulfures • Chimiosynthèse pour fournir de la matière organique à l’hôte

25. Exemple : Alvinella pompejana • Annélide polychète de la famille des Alvinellidés • Vit dans un tube • Affinité de l’hémoglobine pour l’O2 + système branchial particulier • 2 modes de nutrition : filtration + symbiose • Adaptation toxicité : bactéries, métallothionéine et formation de cristaux de pyrite • Adaptation température : mitochondries thermorésistantes, « manteau » isolant

26. 2/ La vie des fonds abyssaux Densité plus faible que les sources Anatomie simplifiée Difficile à étudier Paradoxe de la taille des individus : soit très petit, soit gigantisme Majorité des individus petits, bioluminescent et avec des bouches disproportionnées Exemple : calmar géant (Architeutisdux) mesure 18 m de long

27. Exemple : la baudroie abyssale • Melanocetus johnsoni • Vit entre 1000 et 3000 m • Espèce ovipare, dimorphisme sexuel : mâle = 3cm, femelle = 12 cm • Photophore présent chez la femelle • Tube digestif extensible • Nutrition : poissons, vers, crustacés

28. Récapitulatif + Mode de vie lent Animaux mal connus et certains étaient considérés comme disparus

29. Conclusion Mode de vie difficile et pourtant, vie abondante Adaptation anatomique et métabolique des animaux Moins bien connu que l’espace (moins de 5% de la zone abyssale connue actuellement) car : • Manque de moyens techniques sophistiqués • Vie d’abord jugée impossible • Espèces difficiles d’études

30. Perspectives • Question sur l’origine de la vie :sources hydrothermales = lieu idéal de développement de la vie? • Utilisation des bactéries chimiosynthétiques pour leurs propriétés enzymatiques

31. Merci de votre attention!!!