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Le premier cas d’éponge des grands fonds capable de créer sa propre lumière a été signalé par des chercheurs des grands fonds – à la suite d’un « contact » fortuit en laboratoire.
Des scientifiques du Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) avaient déployé leur ROV Don Ricketts sur les fonds marins de 4 km de profondeur, à 100 milles au large de la mer. La Californie côte lorsque sa caméra a capté l'éponge ancrée dans la boue.
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Les chercheurs observaient ces espèces anonymes sur le fond marin depuis des décennies, de l'Arctique canadien au golfe du Mexique et autour des îles hawaïennes, mais ne les avaient jamais étudiées auparavant. Le spécimen a été collecté uniquement pour étudier un cténophore à sa surface.
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Ramené à la surface, l'animal a été placé dans le laboratoire sombre à bord du navire de recherche. Circulaire de l'Ouest – où, à la surprise des chercheurs, un léger contact lui a fait émettre une lueur bleu-vert.
"L'éponge a été laissée dans l'échantillonneur après que tout le monde ait sélectionné les animaux d'intérêt", a déclaré la scientifique qui a fait la découverte, Séverine Martini de l'Institut océanographique méditerranéen de Marseille.
« À cette époque, je travaillais sur la liste benthique des organismes bioluminescents et je testais tout ce que je pouvais. J'ai décidé d'essayer celui-ci ; nous n'avions aucune idée de ce que c'était à ce moment-là. Lorsque je l’ai stimulé, il était clairement brillant et durait plusieurs secondes.
De nombreux animaux des grands fonds brillent, mais les éponges ont toujours été considérées comme une exception. Certains qui semblaient lumineux se sont avérés contenir des bactéries incandescentes, ou avaient mangé ou été colonisés par des animaux bioluminescents – c’est ainsi que tant d’animaux des grands fonds sont capables de briller.
Martini, avec le co-auteur de l'étude Carrin Schultz de l'Université de La Californie et les biologistes marins de MBARI ont maintenant démontré que l'éponge contient de la coelentérazine, le produit chimique clé nécessaire à la création de lumière, utilisé par d'autres organismes marins, des méduses aux céphalopodes.
"Cette découverte est assez spectaculaire sur le plan évolutif dans la mesure où nous ne connaissons aucune autre éponge qui utilise de la coelentérazine, et encore moins qui s'est révélée clairement bioluminescente", a déclaré Schultz.
Les caméras du ROV n'étaient pas suffisamment sensibles pour détecter la lumière provenant de l'éponge et des cinq autres collectées plus tard, mais une caméra vidéo à faible luminosité a pu capturer le dessus, les filaments et la tige de chaque éponge brillant suffisamment au toucher pour être facilement visibles à l'œil nu pendant 5 à 10 secondes.
La découverte initiale a été faite en 2017, bien que l'étude ait été publié seulement ce mois-ci dans Frontiers in Marine Science.
« Après que Séverine ait identifié que les éponges étaient bioluminescentes, il nous a fallu plusieurs années et trois expéditions de recherche pour comprendre ce qui se passait biochimiquement », a déclaré Schultz.
« Au cours de chaque croisière, nous n’avons pu collecter que deux ou trois éponges… au final, toutes les preuves indiquaient que l’éponge n’utilisait pas de symbiote bactérien pour la bioluminescence, mais utilisait des produits chimiques et des enzymes de ses propres cellules pour produire de la lumière.
"À l'avenir, nous déterminerons si les gènes nécessaires à la bioluminescence sont codés dans le génome de l'éponge et utiliserons ces informations pour en savoir plus sur la façon dont cette espèce a développé la capacité de produire sa propre lumière."
Les chercheurs espèrent déterminer quel avantage les éponges tirent du fait d’être bioluminescentes uniquement au contact – qu’il s’agisse d’une tactique pour dissuader les prédateurs ou pour attirer des proies. La nourriture étant rare dans les profondeurs de l'océan, ces éponges ont évolué pour devenir carnivores, attrapant leurs proies de passage avec de minuscules hameçons à leur surface.
