Patterns in adaptive developmental biology and symbioses of small-sized deep-sea chemosymbiotic mussels (Bathymodiolinae) - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2014

Patterns in adaptive developmental biology and symbioses of small-sized deep-sea chemosymbiotic mussels (Bathymodiolinae)

Aspects adaptatifs de la biologie du développement et des symbioses chimiosynthétiques chez les petites moules Bathymodiolinae de l'Océan profond

Résumé

An array of deep-sea habitats are characterised by thermo- and/or biogenic production of chemically reduced compounds. Benthic communities thrive at these ‘reducing habitats’, due to trophic links to free-living and symbiotic chemosynthetic bacteria which derive energy from electron donors (sulphides, hydrocarbons) and acceptors (O2), at reduction-oxidation boundaries. The bathymodiolin mytilids (sensu lato) are a keystone taxon in these habitats; all-but-one species host gill-associated symbiotic Gammaproteobacteria as adults, but data are scarce on the remaining lifecycle, particularly at organic falls. To understand how mussels are adapted to these habitats, this research characterises the reproductive, developmental and nutritional lifecycle biology of two species, Idas modiolaeformis and I. simpsoni. Anatomical, histological and molecular analyses on post-larval-to-adult size spectra are complemented with live observations. Contrasting and converging aspects of their biology and symbioses are presented. In both species, aposymbiotic post-larvae confirm strict, larval heterotrophy. While still very small, environmental symbiont infection is extracellular and initially non-specific, becoming progressively isolated to latero-abfrontal gill surfaces in adults. Maturation is rapid, in parallel with a transition from heterotrophy to chemosymbiotic mixotrophy: symbioses, filter-feeding, and the retention of a complete gut are observed simultaneously. Interspecific and habitat differences are discussed in the context of both species’ evident evolutionary success in adapting to ephemeral, chemically reduced habitats in the deep sea.
Plusieurs habitats de l'Océan profond sont caractérisés par la présence de composés chimiques réduits. Les communautés benthiques prospèrent dans ces "habitats réducteurs", en raison de liens trophiques avec des bactéries chimiosynthétiques, qui tirent l'énergie de donneurs (sulfures, hydrocarbures) et accepteurs (O2) d'électrons. Les moules bathymodiolines sont un taxon clé dans ces habitats. À l'âge adulte, presque toutes possèdent des bactéries symbiotiques, mais les données sont rares concernant leur cycle de vie. Cette recherche explore la biologie de la reproduction, le développement et la nutrition dans le cycle de vie des espèces Idas modiolaeformis et "I." simpsoni. Les analyses anatomiques, histologiques et moléculaires à divers stades du développement sont associées à des observations in vivo. Une comparaison est proposée entre ces espèces. Chez les deux, les post-larves n'ont pas de symbiotes, suggérant des larves strictement hétérotrophes. L'infection par les symbiotes est environnementale, extracellulaire et initialement non-spécifique, se restreignant aux surfaces latéro-abfrontales des filaments branchiaux chez les adultes. La maturation est rapide, de même que la transition de l'hétérotrophie à la mixotrophie chimiosymbiotique: les symbioses, l'alimentation par filtration, et la rétention d'un système digestif complet coïncident. Les différences entre espèces et habitats sont discutées dans le contexte de leur évidente réussite évolutive à s'adapter aux habitats réduits et éphémères de l'Océan profond.
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  • HAL Id : tel-01135209 , version 1

Citer

Sven Laming. Patterns in adaptive developmental biology and symbioses of small-sized deep-sea chemosymbiotic mussels (Bathymodiolinae). Development Biology. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI; Universidade de Aveiro (Portugal), 2014. English. ⟨NNT : 2014PA066265⟩. ⟨tel-01135209⟩
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