Tardigrade

Définition

Un tardigrade Tardigrada, aussi appelé ourson d'eau, est un animal microscopique à tronc à l'intérieur des animaux pouvant muer (Ecdysozoa). Les petits animaux à huit pattes, de généralement moins d'un millimètre de long, rappellent, par leur apparence et leur déplacement, comme la locomotion des ours, ce qui a conduit à leur nom commun.

Un tardigrade au microscope :

Ce tardigrade (espèce Paramacrobiotus craterlaki) est dans de la mousse aquatique, vu par micrographie électronique à balayage (SEM) avec couleurs améliorées d'un ourson d'eau dans son état actif. Paramacrobiotus craterlaki est une espèce carnivore qui se nourrit de Nématodes et de rotifères. Ce spécimen provenait d'échantillons de mousse dans le lac Crater, au Kenya.

Origine

Le nom scientifique Tardigrada (composition du latin tardus, "lent" et gradus, le "pas") rappelle la locomotion lente (avec un déplacement tardif).

Les derniers parents récents des tardigrades sont probablement des membres des arthropodes (Arthropoda) et des Onychophores (Onychophora, les vers de velours), avec lesquels ils forment le taxon des panarthropodes (Panarthropoda), un clade d'animaux ecdysozoaires (capable de muer, d'exuviation) segmentés à squelette externe plus ou moins rigide.

Explications

Les oursons d'eau (ou tardigrades) sont de minuscules invertébrés qui vivent dans des habitats aquatiques et semi-aquatiques tels que le lichen et la mousse humide. Ils ont besoin d'eau pour obtenir de l'oxygène par échange gazeux. Dans des conditions sèches, ils peuvent entrer dans un état de dessiccation cryptobiotique, connu sous le nom de cryptobiose, pour survivre. Dans cet état, les tardigrades peuvent survivre jusqu'à une décennie.

Les tardigrades sont présents dans le monde entier, y compris dans les régions de températures extrêmes, telles que les sources chaudes, et les pressions extrêmes, telles que les profondeurs sous-marines. Ils peuvent également survivre à des niveaux élevés de rayonnement et le vide de l'espace.

Les tardigrades sont de minuscules créatures qui vivent à peu près partout : mousse, eaux usées, sources chaudes, glace Antarctique, tranchées océaniques profondes, et plus encore. Ils sont l'un des animaux les plus résistants de la planète et peuvent survivre dans des environnements extrêmes, y compris le froid sévère et la radiation de l'espace. Ces animaux extrêmophiles sont parfois considérés comme indestructibles.

L'un des traits des animaux tardigrades est la cryptobiose, un état normalement mortel auquel ils peuvent survivre à des conditions environnementales extrêmes. Les tardigrades peuvent se nourrir à la fois du contenu des cellules végétales et comme microprédateur des petits animaux tels que les vers ronds nématodes ou les rotifères, qu'ils percent et sucent.

Les tardigrades se reproduisent habituellement sexuellement. Cependant, certaines espèces se multiplient également parthénogénétique, c'est-à-dire sans la participation des mâles; les oeufs des femelles se développent dans ce cas sans fertilisation.

Secrets de l'évolution des tardigrades

Une analyse génétique de deux espèces de tardigrades, ou ourson d'eau, a permis de mieux comprendre les mécanismes génétiques qui les aident à survivre à des conditions extrêmes. Bien que les tardigrades ressemblent aux arthropodes comme les insectes et les araignées, leurs gènes montrent une relation beaucoup plus étroite avec les vers ronds.

Un tardigrade :

Le génome du tardigrade révèle les secrets de leur ténacité et de leur évolution.

Bien qu'ils aient le statut de rock star dans certains recoins d'Internet, les tardigrades sont peu connus du grand public en raison de leur taille microscopique. Ces minuscules organismes, ne dépassant jamais un millimètre de longueur, sont très appréciés pour un certain nombre de raisons, mais surtout parce qu'ils sont presque indestructibles. Différentes espèces de tardigrades ont été desséchées, congelées et cuites au four; exposés à des pressions élevées, un vide, des toxines et des rayonnements ionisants. Dans chaque cas, ils survivent à des conditions extrêmement difficiles.

Les tardigrades se trouvent dans presque tous les environnements sur Terre, mais sont particulièrement abondants sur les mousses et les lichens. Ces petits animaux ont des corps en forme de saucisse divisés en segments. La plupart ont quatre paires de pattes dodues avec des poils au bout et une tête avec une bouche en forme de tube utilisée pour percer les cellules végétales et en aspirer le contenu. Ils ressemblent à des ours en peluche mignons et extraterrestres, ce qui a donné naissance à leurs deux noms anglais : ours d'eau et porcelets de mousse.

Les premières recherches génétiques sur les tardigrades ont suggéré un certain nombre d'autres choses étranges, y compris un grand nombre de gènes "empruntés" à des bactéries.

Pour en savoir plus sur ces animaux incroyables, Yuki Yoshida et ses collègues ont effectué et publié une analyse génétique complète de deux espèces tardigrades, Hypsibius dujardini et Ramazzottius varieornatus, et les ont comparées aux gènes d'un grand nombre d'autres animaux. Yoshida et ses collègues ont obtenu un certain nombre de résultats intéressants, notamment la découverte que les tardigrades sont un peu plus "normaux" qu'on ne le pensait auparavant. Les tardigrades n'ont en fait pas emprunté de gènes bactériens. Au lieu de cela, ils ont découvert que les analyses précédentes des génomes tardigrades étaient contaminées par des bactéries.

Leurs recherches ont également permis de mieux comprendre les gènes responsables de la quasi-invincibilité des tardigrades. En surveillant quels gènes ont été activés pendant la dessiccation, Yoshida et ses collègues ont découvert quelles protéines sont conçues pour remplir l'espace normalement occupé par l'eau et comment ce processus se déroule. De plus, ils ont identifié des protéines qui peuvent aider à protéger l'ADN des radiations.

L'aspect peut-être le plus surprenant du travail des chercheurs concerne l'endroit où les tardigrades tombent sur l'arbre de vie.

La plupart des gens apprennent que les animaux peuvent être regroupés en vertébrés et invertébrés. L'histoire réelle est beaucoup plus compliquée, les vertébrés n'étant qu'une brindille sur un arbre généalogique ramifié complexe. Parmi les animaux, il existe une lignée large et diversifiée qui a une symétrie bilatérale; c'est-à-dire qu'ils ont un côté droit et un côté gauche et que leur corps a une extrémité avant et arrière. Ces animaux bilatéraux comprennent de nombreux animaux ressemblant à des vers qui ne sont pas nécessairement apparentés, ainsi que des animaux avec des plans corporels plus complexes comme les insectes, les crustacés, les mollusques et les vertébrés.

Les premiers arbres généalogiques basés uniquement sur l'anatomie reliaient un certain nombre de groupes avec des corps segmentés ainsi que des jambes. Ceux-ci incluent les insectes, les araignées, les crustacés et les trilobites – collectivement appelés arthropodes – ainsi que les tardigrades et les vers de velours. Ces animaux sont collectivement connus sous le nom de panarthropodes.

Des arbres généalogiques plus récents ont montré que les panarthropodes font partie d'une lignée majeure appelée Ecdysozoa, tous liés par la mue de leur peau. En plus des panarthropodes, Ecdysozoa comprend plusieurs groupes de vers, certains avec des segments et d'autres avec une peau lisse. Il peut sembler intuitif de penser que les premiers ecdysozoaires étaient des vers à corps lisse qui sont ensuite passés par un stade de ver segmenté avant d'arriver aux panarthropodes segmentés portant des pattes.

Cependant, Yoshida et ses collègues ont déterminé que l'histoire de l'évolution des ecdysozoaires est beaucoup plus compliquée. La première lignée à se ramifier était en fait des vers segmentés. Fait intéressant, ils ont découvert que les tardigrades, au lieu d'être les plus proches des arthropodes, sont en fait plus étroitement liés aux nématodes et aux nématomorphes - les vers à poils lisses appelés vers ronds et vers à "crin de cheval".

Bien qu'il s'agisse d'une découverte surprenante, Yoshida et ses collègues ont trouvé qu'elle était très bien soutenue par les gènes HOX, les gènes qui régulent le développement du nez à la queue ainsi que le développement des membres. La plupart des animaux bilatéraux ont dix ensembles de gènes HOX, mais les tardigrades et les nématodes ont tous deux perdu les cinq mêmes gènes HOX, ce qui est un solide soutien à la relation.

Cela nous permet également de déterminer que les premiers ecdysozoaires étaient probablement segmentés et ressemblaient à des vers. De ces ancêtres a émergé une lignée à pattes qui comprend des vers de velours, des arthropodes, des tardigrades. Cette lignée comprend également des vers ronds et en crin de cheval non segmentés et sans pattes, qui semblent avoir évolué à partir d'ancêtres segmentés portant des pattes.

Cette recherche, bien que n'étant pas le dernier mot sur les tardigrades, est certainement un grand pas en avant dans la compréhension des mécanismes génétiques qui rendent les tardigrades incroyablement durs, ainsi que l'histoire évolutive des ecdysozoaires. Parlant de l'avenir, Mark Blaxter, co-auteur avec Yoshida, a déclaré : "Ce n'est que le début - avec le plan d'ADN, nous pouvons maintenant découvrir comment les tardigrades résistent aux extrêmes et peut-être utiliser leurs protéines spéciales dans la biotechnologie et les applications médicales".

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