L'Elysie émeraude, ou la limace qui faisait la photosynthèse

Elysia chlorotica est une limace marine dotée de la capacité végétale de faire la photosynthèse. Comment et pourquoi ?
10

Aujourd'hui, on sait que les êtres vivants, comme les animaux, respirent et que les plantes font la photosynthèse à l'aide de la chlorophylle qu'elles contiennent (et qui donne leur couleur verte aux feuilles). Toutefois, l'évolution suivant son chemin, des chercheurs ont fait l'étonnante découverte d'un animal vert. Il s'agit d'une limace de mer, l'Elysie émeraude ( Elysia chlorotica ), qui a la propriété de fabriquer de la chlorophylle.

Présentation globale et caractéristiques d'Elysia chlorotica

Elysia chlorotica est une limace que l'on trouve en Floride. Elle mesure entre deux et trois centimètres en moyenne, et sa durée de vie est de 10 mois. Ses flancs parapodiaux (les parties situées sur le côté de son pied) sont plus ou moins allongés, ce qui lui donne l'apparence d'une feuille et, pour compléter son camouflage, ce gastéropode est vert.

Il se nourrit d'une algue, Vaucheria litorea et peut ne manger qu'une seule fois au cours de sa vie. Pourquoi ? Parce qu'il stocke dans son organisme les chloroplastes de l'algue pour produire sa propre chlorophylle, d'où sa couleur verte.

Comme l'Elysie émeraude possède de la chlorophylle, cela signifie qu'elle peut faire la photosynthèse. C'est même pour ça qu'elle peut n'avoir besoin de manger qu'une seule fois au cours de sa vie : une fois qu'elle a stocké assez de chloroplastes, elle se débrouille comme une plante pour produire son énergie et, plus étonnant encore, elle peut mourir si on la prive d'énergie lumineuse et qu'elle ne trouve pas non plus de nourriture. En effet, si Elysia chlorotica a développé cette particularité, c'est que l'algue Vaucheria litorea , sa seule nourriture, n'est disponible que sur une courte période ; il a donc bien fallu que cette limace "trouve un substituant".

Comment Elysia chlorotica a-t-elle intégré sa particularité ?

Les cellules végétales, à la différence des cellules animales, comportent des organites (éléments d'une cellule) appelés "plastes". S'il en existe différents types, nous nous intéressons ici aux chloroplastes, qui contiennent de la chlorophylle (pigment qui permet la photosynthèse). Lorsqu'un animal se nourrit d'un végétal, il le digère mais ce n'est pas pour autant que si nous mangeons des épinards, nous nous mettons à faire de la photosynthèse. Que s'est-il alors passé chez cette limace ?

Lors de sa digestion, l'Elysie émeraude digère les cellules de l'algue, à l'exception des chloroplastes qu'elle stocke et assimile à ses propres cellules. C'est pour cela que l'on qualifie parfois la limace de kleptoplaste (voleuse de plastes). Cependant, un animal n'est pas censé pouvoir garder en lui des chloroplastes : en effet, le chloroplaste ne peut coder seul qu'environ 20% de son génome (donc environ 20% de son ADN total), les 80% restants étant codés par le noyau de la cellule. Pour pouvoir conserver ses précieux chloroplastes, Elysia chlorotica a donc procédé à un échange de gènes entre le noyau des cellules végétales et celui des siennes.

L'expérience qui valide la singularité d' Elysia chlorotica

A l'Université de Floride du Sud, Sidney Pierce et son équipe ont fait des recherches sur cet animal étonnant afin de savoir si le transfert de gènes de l'algue à la limace était suffisant pour lui permettre de synthétiser sa propre chlorophylle, même plusieurs mois après ingestion de son repas. Pour se faire, ils ont donné à des Elysia chlorotica un acide aminé nécessaire à la production de chlorophylle qu'ils avaient préalablement marqué au carbone radioactif. Les spécimens ayant servis à l'étude n'avaient pas mangé depuis cinq mois, il ne restait donc aucune trace, aucun résidu d'algue dans leur organisme à l'exception des chloroplastes qu'ils avaient stocké. Les chercheurs ont ensuite fait deux groupes : un qu'ils ont exposé pendant plusieurs jours à un bain de soleil et l'autre à l'obscurité (qui servit de groupe témoin). A l'issue de l'expérience, Sidney Pierce et son équipe ont pu constater que les Elysies émeraudes exposées au bain de soleil possédaient dans leur organismes des pigments de chlorophylle contenant le marqueur de carbone radioactif, contrairement à celles qui avaient été maintenues dans l'obscurité. Preuve est ainsi faite que ces limaces synthétisent elles-même leur propre photosynthèse, suite à l'échange de gènes et à l'assimilation des chloroplastes.

Elysia chlorotica est ainsi le premier animal à faire la photosynthèse, le portant à un rang "d'hybride" entre la plante et l'animal. Mais qui sait si, au fil du temps, l'évolution ne permettra pas à cette espèce d'être la première d'un genre, voir d'un règne nouveau dont les êtres vivants pourront faire la photosynthèse sans avoir à manger d'algues ni d'autres plantes ; des animaux aux caractéristiques végétales ?

Après tout, comme le dit le chimiste Antoine Lavoisier : "Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme".

Sources :

Futura-sciences

Le blog d'Albert Barrois

Wikipédia

Sur le même sujet