Une cellule qui grossit, forme en son centre une poche vide, puis y fait naître d’autres cellules avant d’exploser pour les libérer dans l’eau. Ce scénario, digne d’un film de science-fiction, n’est pas une fiction. C’est le mode de reproduction que des chercheurs écossais viennent de documenter chez un microbe marin baptisé Caledochytrium aldermanii, et selon leurs propres mots, cette découverte rappelle la reproduction du monstre extraterrestre du film Alien.

Le microbe a été identifié à trois reprises en Écosse, ce qui explique la première partie de son nom, tirée de Caledonia, l’ancien nom latin du pays. La seconde partie rend hommage à un scientifique bien précis : il est nommé en l’honneur du chercheur du CEFAS David Alderman, sans qui les premières cultures n’auraient pas survécu. L’organisme appartient à un groupe méconnu de microorganismes marins, les Labyrinthulomycetes, qui agissent comme des recycleurs de la nature en décomposant la matière organique morte dans les mers et autres eaux salées. Rien ne le distinguait a priori de ses cousins, jusqu’à ce que des chercheurs pointent leur microscope au bon moment.

Une chambre secrète au cœur de la cellule

Le professeur Peter Morris, biologiste végétal à l’université Heriot-Watt, décrit un mécanisme qui contredit tout ce que l’on attendait d’un microorganisme de ce type. Au lieu de se diviser en deux comme on pourrait s’y attendre, les cellules matures développent une large chambre interne dans laquelle poussent des cellules filles entièrement nouvelles. Cette chambre n’est autre qu’une vacuole, une poche interne habituellement utilisée pour le stockage, détournée ici en véritable nurserie cellulaire.

Le processus ne s’arrête pas à une génération. Certaines de ces cellules filles portent déjà en elles une autre génération en développement, avant même d’être libérées lorsque la cellule mère se rompt. Le professeur Morris résume la situation avec une image saisissante : ces microbes peuvent être des grands-mères enceintes, tout comme certaines espèces de pucerons naissent déjà enceintes. Trois générations imbriquées, littéralement l’une dans l’autre, avant qu’aucune ne touche l’eau de mer.

La publication, parue dans la revue Protist, précise le détail technique du phénomène. Une cellule mature se vacuolise et produit des cellules secondaires à l’intérieur de la vacuole ; les cellules filles sont libérées par rupture de la cellule mère, et la cellule fille peut déjà contenir une cellule tertiaire en son sein. Les cellules matures mesurent en moyenne entre 7 et 8 micromètres de diamètre, une taille qui varie selon les souches et les conditions de culture.

Pourquoi ce comportement bouscule les biologistes

Ce n’est pas la reproduction interne qui surprend en soi. Chez les thraustochytrides, la famille à laquelle appartient ce microbe, il est courant de produire des spores à l’intérieur d’une paroi cellulaire parent. Ce qui distingue vraiment Caledochytrium aldermanii, c’est l’architecture et le calendrier de ce processus, une chambre dédiée qui devient une véritable nursery plutôt qu’un simple bourgeonnement vers l’extérieur.

Aucun autre membre du groupe ne fait cela.

Les chercheurs eux-mêmes ont eu du mal à croire ce qu’ils observaient au microscope. L’équipe, composée de scientifiques de l’université Heriot-Watt, de sa spin-off Strameno, du CEFAS de Weymouth et de l’Institut d’aquaculture de l’université de Stirling, a documenté le phénomène par observation directe et description classique. C’est une approche de terrain, à l’ancienne, presque à contre-courant d’une recherche aujourd’hui largement tournée vers le séquençage génomique.

Le microbe ne se limite d’ailleurs pas à ce seul mode de reproduction. Il affiche une gamme de mécanismes de dispersion depuis ses sporanges, incluant des aplanospores sans flagelle se déplaçant sur des réseaux ectoplasmiques, des spores ovoïdes à flagelles doubles typiques des thraustochytrides, ainsi que des spores piriformes flagellées et des cellules rondes flagellées ressemblant à des gamètes. Une véritable boîte à outils reproductive, dont la chambre interne n’est finalement qu’une option parmi d’autres.

Un microbe pas si anodin

Contrairement à l’inquiétant xénomorphe qu’il évoque, ce microbe ne présente aucun danger pour l’humain. À la différence du monstre extraterrestre de Ridley Scott, cette minuscule forme de vie est totalement inoffensive pour les personnes. Mais son potentiel dépasse largement la simple curiosité scientifique.

Les chercheurs y voient un intérêt industriel concret. Ils pensent qu’il pourrait aider à améliorer la production d’huiles oméga-3 précieuses et fournir une source naturelle de colorants alimentaires roses appelés caroténoïdes. Ces deux composés sont utilisés dans les compléments alimentaires, les préparations pour nourrissons et l’élevage animal et piscicole. À cela s’ajoute une composition remarquable : les cellules sont également composées d’environ 50 % de protéines.

Le microbe a été retrouvé dans des environnements bien spécifiques du littoral écossais. Il a été associé à des poulpes et à leurs tanières, à des truites arc-en-ciel, et de manière indépendante, dans un marais salant sur la côte est de l’Écosse. Trois habitats, trois occasions de croiser ce recycleur de matière organique sans jamais soupçonner la mécanique surprenante qui l’anime.

Pour l’université Heriot-Watt, comprendre cette reproduction en cascade n’est pas un simple exercice de taxonomie. Comprendre comment cette espèce se reproduit est la clé pour comprendre comment elle pourrait être utilisée dans des contextes commerciaux, comme l’aquaculture. Un microbe de quelques micromètres, capable de produire trois générations imbriquées avant d’exploser, pourrait ainsi finir dans l’alimentation des poissons d’élevage ou dans les gélules de compléments vendues en pharmacie.

Sources : hw.ac.uk | pubmed.ncbi.nlm.nih.gov