Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : During the course of their life cycle organisms are exposed to natural environment variations capable of inducing physiological, morphological and behaviour changes, thus a phenotypic plasticity. Phenotypic plasticity is the ability of a genotype to generate a new phenotype following exogeneous or endogeneous stress. Here, we investigated the phenotypic plasticity of the non-calcifying symbiotic cnidarian Anemonia viridis at multiple levels of structural complexity, in vivo and in vitro. In vivo, we determined the mechanisms behind the phenotypic plasticity under expected future climate change (i.e. ocean acidification and ocean warming). Our results show physiological changes in the inorganic carbon use of the sea anemone A. viridis exposed to high pCO2 during a long-term stress in natura or a short-term stress in controlled conditions. We then observed an equivalent decrease in carbonic anhydrase activity, a key enzyme of cnidarian carbon concentrating mechanisms. Also, we demonstrated that an increase in seawater temperature modified the response observed during a high pCO2 scenario. In vitro, we established a viable primary cell culture from regenerating tentacles of A. viridis. We determined the gastrodermal tissue origin of the cultivated cells and validated the use of this new tool to the in vitro study of stress response at the cellular level. The set-up of this powerful in vitro tool will open a multitude of perspectives for the study of cellular responses to exogeneous stress (as global change perturbations) and to endogeneous stress (as the symbiosis constraints experienced by symbiotic cnidarians)
Durant leur cycle de vie, les organismes sont exposés à des variations environnementales capables d'induire des changements physiologiques, morphologiques et comportementaux, résultant d’une plasticité phénotypique. La plasticité phénotypique est la capacité d'un génotype à générer un nouveau phénotype suite à un stress. Ici, nous avons étudié la plasticité phénotypique d’un Cnidaire symbiotique et non-calcifiant, l’anémone de mer Anemonia viridis, à de multiples niveaux de complexité structurale, in vivo et in vitro. In vivo, nous avons identifié les mécanismes sous-jacents de la plasticité phénotypique potentiellement induits par les futurs changements climatiques (acidification et réchauffement des océans). Nos résultats montrent des modifications dans l'utilisation du carbone inorganique par A. viridis exposée à une forte pCO2 lors d’un stress chronique in natura ou lors d’un stress court en conditions contrôlées. Nous avons ainsi observé une diminution des activités anhydrase carbonique, une enzyme clé des mécanismes de concentration du carbone chez les Cnidaires. Nous avons aussi démontré que l'augmentation concomittante de la température modifie la réponse observée lors d'une élévation seule de la pCO2. In vitro, nous avons établi une culture de cellules primaires viables issue de tentacules d’A. viridis en régénération. Nous avons déterminé l'origine gastrodermale des cellules cultivées et validé l'utilisation de ce nouvel outil pour l'étude de la réponse au stress au niveau cellulaire. Ce nouvel outil ouvre une multitude de perspectives pour l'étude des réponses cellulaires aux stress exogènes (changement climatique) et endogènes (contraintes dues à la symbiose)
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Droits : info:eu-repo/semantics/OpenAccess
NNT : 2016AZUR4136
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Éditeur(s) : HAL CCSD Oldendorf/Luhe
Résumé : International audience
Non-calcifying photosynthetic anthozoans have emerged as a group that may thrive under high carbon dioxide partial pressure (pCO(2)) conditions via increased productivity. However, the physiological mechanisms underlying this potential success are unclear. Here we investigated the impact of high pCO(2) on the dissolved inorganic carbon (DIC) use in the temperate sea anemone Anemonia viridis. We assessed the impacts of long-term exposure to high pCO(2), i.e. sampling in situ natural CO2 vents (Vulcano, Italy), and short-term exposure, i.e. during a 3 wk controlled laboratory experiment. We focused on photo-physiological parameters (net photosynthesis rates, chlorophyll a content and Symbiodinium density) and on carbonic anhydrase (CA) activity, an enzyme involved in the energy-demanding process of DIC absorption. Long-term exposure to high pCO(2) had no impact on Symbiodinium density and chlorophyll a content. In contrst, short-term exposure to high pCO(2) induced a significant reduction in Symbiodinium density, which together with unchanged net photosynthesis resulted in the increase of Symbiodinium productivity per cell. Finally, in both in situ long-term and laboratory short-term exposure to high pCO(2), we observed a significant decrease in the CA activity of sea anemones, suggesting a change in DIC use (i.e. from an HCO3- to a CO2 user). This change could enable a shift in the energy budget that may increase the ability of non-calcifying photosynthetic anthozoans to cope with ocean acidification.
ISSN: 0171-8630

hal-01546163
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DOI : 10.3354/meps11916