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Un voilier nommé Velella

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Image de couverture : Unconventional Mermaid: Portuguese Man o’ War. Auteure : MayContainBirdseed. Source : Deviantart.

Traduit par Marc Long

Au début de l’hiver, la nouvelle annonçant l’échouage de milliers de « méduses » sur les plages galiciennes a fait écho dans la presse et sur les réseaux sociaux, il s’agissait d’échouages de Velella velella mais aussi Physalia physalis. Cependant, malgré leur apparence de méduses, il s’agit en fait de colonies d’organismes et non de méduses individuelles.

Velella et Physalia sont des cnidaires de la classe des hydrozoaires.

Distribution de Velella velella en Europe. Source: Mer et Littoral

La Velella velella, commune sur ces côtes espagnoles, est populairement connue sous le nom de vélelles (veleiriños ou encore « medusa velero » en espagnol).

En Europe, elles sont plus abondantes en Méditerranée, dans l’ouest de la péninsule ibérique, en France et au Royaume-Uni (« by-the-wind sailor » ou « marin au gré des vents »).

Portées par les vents et les courants, leurs invasions de plages, peuvent former des images spectaculaires avec des millions d’individus le long de la côte ouest de l’Amérique du Nord, en Italie ou même en Nouvelle-Zélande. Sur les plages de Ligurie (Italie), on a compté entre 20.000 et 120.000 colonies/m2 !

  • Velella velella sur la plage de Samil, mars 2017 (Vigo). Source: Faro de Vigo.
  • Milions de Velella velella dans le Pacifique, près de La Push (Washington). Auteur : NOAA. Source: Theconversation
  • Velella velella (Sardaigne, Italie; 31-III-2015). Auteur: R. Hölzl. Source: Alamy.

Le deuxième envahisseur, Physalia physalis (un peu moins commun ici), est précédé de sa renommée et de son surnom: Man o’War portugais (« Galère portugaise » en français). Les vélelles et les Physalies sont toutes deux bleues grâce à des pigments caroténoïdes (astaxanthine) obtenus de leurs proies. Ils servent à les protéger des rayons UV et à se camoufler de prédateurs tels que les oiseaux, les tortues et les poissons. Malgré leurs couleurs similaires ces deux organismes présentent des différences importantes comme nous allons le voir…

Les vélelles ne sont pas dangereuses pour toi (ni pour ton chien qui se promène sur la plage), mais elles ont quand même des cellules urticantes et il n’y a aucune raison d’aller vérifier qu’elles piquent bien. Elles sont plus petites que les Physalies et se distinguent par leur “voile” sur la partie aérienne (contrairement aux galères portugaises qui, elles, ont un flotteur).

Il n’est pas conseillé de toucher l’une ou l’autre, et si vous voyez le flotteur d’une Physalia, ne pensez même pas à aller vérifier que ce que je vous dis est vrai. Dans certains cas, leur piqûre peut être grave. Elles peuvent provoquer des lacérations de la peau et, au minimum, elles vous laisseront une douleur persistante et gênante.

Heureusement, l’échouage de ces hydrozoaires se produit généralement en dehors de la saison estivale et le risque d’une mauvaise rencontre est relativement faible. Mais faites attention si vous les rencontrez sur la plage. Leur couleur bleue est attirante mais… On ne touche pas !!!

Le nouveau projet scientifique collaboratif DIVERSIMAR (IEO) a signalé son arrivée en janvier, et fournit une description complète de Physalia.

“Avec des vents de Nord et d’Ouest les « Galères portugaises » apparaissent sur les plages galiciennes. Elles sont craintes par les baigneurs et les pêcheurs en raison de leur piqûre dangereuse. Elles sont apparues le long des côtes de l’arc Ártabro et la photo a été envoyée par Martiño de Praia das Furnas en Pontevedra.”

Rogelio Santos Queiruga (@QueirugaRogelio), un pêcheur et vulgarisateur que je vous recommande de suivre sur twitter, a posté une vidéo en indiquant que c’était la première fois qu’il voyait ça. Quatre heures après l’avoir touché, il sentait encore la piqûre dans ses doigts. La curiosité prend souvent le dessus, mais dans ce cas, on ne touche pas !

« Aujourd’hui nous avons trouvé dans nos filets une petite méduse « Galère portugaise ». C’est la première fois que je le vois et mon ignorance m’a fait toucher ses filaments urticants. C’était il y a 4 heures et je sens encore la piqûre d’une ortie dans mes doigts. Méfiez-vous d’elles !!! »

En plus de leur aspect et de leur venin, il y a autre chose qui distingue les vélelles des galères portuguaises. Un détail qui n’est pas perceptible à l’œil nu mais qui nous intéresse tout particulièrement dans ce blog. Velella abrite des dinoflagellés symbiotiques alors que Physalia n’en abrite apparemment pas.

Les informations sur l’écologie de Velella sont limitées, mais le zooplancton (œufs de poisson, copépodes, cladocères, larves d’invertébrés, etc.) et les symbiotes dinoflagellés semblent jouer un rôle essentiel dans leur alimentation.

La relation entre Velella et ses symbiotes rappelle celles que possèdent d’autres cnidaires comme les anthozoaires, notamment les anémones et les polypes formant des récifs (associés par exemple à des dinoflagellés du genre Symbiodinium). Avec Velella, ces symbiotes voyagent et parcourent le monde…

Où sont les dinoflagellés de Velella et qui sont-ils ???

A la question de « où sont-ils ? » je répondrai qu’ils sont dans le tissu endodermique des gonophores (individus médusoïdes qui vivent dans la colonie formant des grappes sur les branches génitales ou gonozoaires). À l’intérieur de l’hôte, les symbiotes ont une forme arrondie, ce sont de petites boules dorées appelés “zooxanthelles”.

  • Anatomie de Velella velella. Auteur: José Castellanos. Source: Slideshare
  • Endosymbiotes de Velella velella. Source: aphotomarine.

Et pour répondre à la question « qui sont-ils » ?, je vais devoir vous raconter une histoire qui remonte à une centaine d’années.

Les symbiotes de Velella velella isolés en Méditerranée étaient appelés Endodinium chattonii en 1922, puis ils ont changé de genre. En 1924 ils étaient identifiés comme Zooxanthella, puis en 1971 ils ont été identifiés comme Amphidinium et enfin Scrippsiella chattonii en 1993.

Dans ce dernier travail (Banaszak et al. 1993), les symbiotes ont été isolé et cultivé pour la première fois en dehors de leur hôte. Les auteurs de ce travail ont observé qu’en culture, les symbiotes alternaient d’une forme de cellules rondes à une autre forme de cellules motiles recouvertes de plaques de cellulose. Et ils l’ont identifiés comme étant Scrippsiella velellae.

Scrippsiella velellae. Source: Banaszak et coll. (1993).

Cette description concernait les symbiotes de Velella velella du Pacifique et ne correspondait pas exactement à ceux décrits chez la vélelle méditerranéenne. On a donc attribué à ces symbiotes le nom de Scrippsiella chattonii. Bien sur, aucune des deux descriptions n’incluait d’identification génétique…

…et le seul travail avec des analyses de séquences génétiques n’inclut pas la morphologie. Cette étude a été réalisée sur des symbiotes de Velella dans la mer des Sargasses (Gast & Caron 1996) et ces résultats ont été discutés des années plus tard en concluant que la séquence d’ADNr 18S correspondait à d’autres séquences. Et ces séquences appartenaient à un nouveau genre de symbiote chez les radiolaires : Brandtodinium (Probert et al. 2014).

Maintenant, voyons si nous pouvons démêler le noeud…

Selon cette hypothèse, Velella velella aurait la capacité de s’associer à Brandtodinium et Scrippsiella pour établir une relation symbiotique. Et Brandtodinium serait également le dinoflagellé symbiote de plusieurs groupes taxonomiques des radiolaires (Collodaria, Nassellaria et Spumellaria) selon Probert et ses collaborateurs.

Les illustrations de radiolaires d’Ernst Haeckel (1862) incluaient ces ordres et ses représentations concernaient également les zooxanthelles.

  • Radiolaires (Sphaerozoum). Figure 33 de E. Haeckel. Source: biolib.de
  • Radiolaires (Collosphaera). Figure 34 de E. Haeckel. Source: biolib.de
  • Radiolaires (Collozoum inerme). Figure 35 de E. Haeckel. Source: biolib.de

Cette habitude d’appeler zooxanthelle tout symbiote doré présent chez les organismes marins (dinoflagellés ou non) a conduit à deux reprises à proposer l’annulation du genre Zooxanthella, justifiant la création du genre Brandtodinium.

Cependant, le succès familier et l’imprécision du terme zooxanthelle n’étaient pas des raisons suffisantes pour invalider le genre Zooxanthella (décrit par Karl Brandt en 1882). Ainsi, le genre Brandtodinium n’était pas retenu et les endosymbiotes de Velella velella appartiennent toujours aux espèces Scrippsiella velellae et S. chattonii (Guiry & Andersen 2018).

La description de S. chattonii était également incorrecte, mais uniquement en raison de problèmes techniques résolus en 2018. Ses auteurs ont omis le basonyme (nom scientifique sous lequel il était initialement nommé: Endodinium chattonii), nécessaire à la traçabilité selon l’art. 41.5 du Code international de nomenclature botanique.

J’espère que je ne vous ai pas perdus avec tant de rebondissements.

Pour être clair: les débats sur les noms scientifiques passionnent les taxonomistes et je dirais que ce débat n’est pas encore tout à fait terminé. Donc si quelqu’un vous demande quels sont les symbiotes de Velella velella, répondez qu’il s’agit de dinoflagellés ou de zooxanthelles et vous ne vous tromperez pas.

Parce que Scrippsiella velellae ainsi que les autres espèces de Zooxanthella, Symbiodinium et les nouveaux genres de dinoflagellés symbiotes comme Breviolum, Effrenium, Fugacium, etc. sont et seront toujours des zooxanthelles ! Et c’est ainsi que se termine cette histoire. Colorín, colorado, este cuento se ha acabado…

Remerciements: Merci à Natalia Llopis Monferrer pour l’aide à la traduction de l’article !

Références:

  • Banaszak A.T. y col. Scrippsiella velellae sp. nov. (Peridiniales) and Gloeodinium viscum sp. nov (Phytodiniales), dinoflagellate symbionts of hydrozoans (Cnidaria). J. Phycol. 29:517-28. (1993).
  • Betti F.B. y col. Massive strandings of Velella velella (Hydrozoa: Anthoathecata: Porpitidae) in the Ligurian Sea (North-western Mediterranean Sea). Eur. Zool. J. 86: 343-353. (2019).
  • Guiry M.D. & Andersen R.A. Validation of the generic name Symbiodinium (Dinophyceae, Suessiaceae) revisited and the reinstatement of Zooxanthella K.Brandt. Notulae Algarum 58:1-5. (2018).
  • Lopes A.R. y col. “Gone with the wind”: Fatty acid biomarkers and chemotaxonomy of stranded pleustonic hydrozoans (Velella velella and Physalia physalis). Biochem. Sist. Ecol. 66:297-306 (2016).
  • Probert I. y col. (2014). Brandtodinium gen. nov. and B. nutricula comb. nov. (Dinophyceae), a dinoflagellate commonly found in symbiosis with polycystine radiolarians. Journal of Phycology 50(2): 388-399. (2014).
  • Zagalsky P.F. y Herring P.J. Studies of the blue astaxanthin-proteins of Velella velella (coelenterata: chondrophora). Phil. Trans. R. Soc. B 279:289-326 (1977).
  • Zeman S.M. y col. Trophic ecology of the neustonic cnidarian Velella velella in the northern California Current during an extensive bloom year: insights from gut contents and stable isotope analysis. Mar Biol. 165:150. (2018).

Stranded Things

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Traduit par Marc Long

« Le phare aux orques ». Basé sur des événements réels. Situé dans la Península Valdés (Chubut, Argentine), ce film raconte l’histoire du garde forestier argentin Beto Bubas, d’orques sauvages et d’un garçon autiste. (Gerardo Olivares, 2016).

Les échouages de cétacés sont des phénomènes mystérieux et impressionnants.

Ces échouages sont mystérieux parce qu’il n’y a pas de cause unique pour les expliquer, et impressionnants parce qu’ils touchent des animaux qui inspirent l’admiration et pour lesquels nous avons une empathie toute particulière.

La plupart des échouages concernent des odontocètes (cétacés à dents), le sous-ordre auquel appartiennent les dauphins, les orques, les baleines à bec et les cachalots. Par contre, les observations d’échouages de mysticètes (baleines à fanons) ont toujours été rares.

Cela se justifie par le comportement social des odontocètes, qui ont tendance à vivre en grands groupes, alors que les mysticètes sont plutôt solitaires ou forment des groupes limités.

En outre, les mysticètes n’utilisent pas l’écholocation pour naviguer, un élément qui est également souvent mentionné pour expliquer les échouages.

Au cours de la dernière décennie, de nombreux échouages et décès de mysticètes ont eu lieu. C’est ce que nous verrons dans cet article.

Les raisons les plus courantes sont variées. Il s’agit dans la plupart des cas de maladies, du manque de nourriture, la désorientation et les blessures (tempêtes, bruits en mer), les accidents (collisions avec des bateaux), et enfin un facteur qui nous intéresse particulièrement dans ce blog: les toxines produites par le phytoplancton.

Baleine grise (Eschrichtius robustus) avec son baleineau (El Vizcaino, Baja California, Mexique). Auteur : J.E. Gómez Rodríguez. Source : Wikimedia commons.

Les plus grands échouages de baleines mysticètes ont été enregistrés en Amérique du Nord et du Sud.

Par exemple, en 1999 et 2001, 283 et 386 échouages ont été enregistrés sur la côte nord-est du Pacifique, principalement des baleines grises adultes. Dans les deux cas, on a soupçonné des symptômes de malnutrition. (Rowntree et col. 2013).

Quant aux décès causés par les biotoxines, le seul cas confirmé jusqu’à récemment est survenu en 1987 à Cape Cod (USA), avec la mort de 14 baleines à bosse après avoir ingéré des maquereaux (Scomber scombrus) contaminés par des saxitoxines: des neurotoxines paralysantes produites dans la région par des dinoflagellés du genre Alexandrium.

Pour que les carcasses de baleines atteignent la côte, elles doivent être mortes dans des zones peu profondes proches de la terre, car dans les eaux profondes, elles ont tendance à couler et ne laissent aucune trace à la surface.

Ces dernières années, de nombreux échouages de baleines ont eu lieu le long des côtes de l’Argentine et du Chili. Dans les deux régions, les efflorescences (ou bloom) de phytoplancton toxique sont fréquentes.

Les toxines sont-elles à l’origine de la mort des baleines? Il n’est pas facile d’obtenir des preuves, mais de nombreux indices permettent de suspecter leur responsabilité.

Península Valdés (Argentina)

Observation des baleines franches australes dans la Península Valdés. Auteur: M. Catanzariti. Source: Wikimedia commons.

Les côtes de la Péninsule de Valdés, au nord de la Patagonie, en Argentine (42-43º de latitude sud), constituent une zone de reproduction pour les baleines franches australes.

Eh bien, entre les années 2005-2014, une mortalité sans précédent a été enregistrée (649 spécimens au total), principalement des baleineaux de moins de 3 mois.

Les décès s’étalent sur plusieurs mois, et ont atteint un pic de 120 individus retrouvés morts en 2012. Les femelles de ces baleines ne se reproduisent que tous les 3 ans. Avec de tels taux de natalité, vous pouvez imaginer l’impact de cette catastrophe, qui peut affecter le maintien d’une espèce dont la chasse a réduit sa population originale à un faible 20%.

Une réunion d’experts de la Commission baleinière internationale (CBI) tenue en 2010 a permis d’identifier trois hypothèses principales : la rareté de la nourriture (krill de l’Antarctique : Euphausia superba), la maladie et l’empoisonnement par des biotoxines.

Une quatrième hypothèse s’y est ajoutée lors d’une autre réunion de la CBI en 2014 : le stress causé par des goélands (Larus dominicanus), qui attaquent les baleines pour se nourrir de leur peau et de leur graisse, provoquant des plaies ouvertes.

Frustules de Pseudo-nitzschia dans les déjections de baleines franches australes (Eubalaena australis) de la Península Valdés. (A-B) P. pungens, (C) P. australis, (D) complexe P. pseudodelicatissima. Source : Fig. 2 D’Agostino et al. (2015).

Parmi ces 4 hypothèses, l’hypothèse des biotoxines est celle qui se renforce à la suite de récentes études scientifiques telles que « Potentially toxic Pseudo-nitzschia species in plankton and fecal samples of Eubalaena australis from Península Valdés calving ground, Argentina ». (D’Agostino et col., 2015).

Ces chercheurs ont découvert la présence de nombreux frustules de diatomées du genre Pseudo-nitzschia dans les excréments de baleines vivantes ou de carcasses, ainsi que dans des échantillons de phytoplancton pendant la période où les baleines se rendent à Península Valdés.

Le genre Pseudo-nitzschia comprend de nombreuses espèces qui produisent de l’acide domoïque, une puissante neurotoxine que les lecteurs de ce blog connaissent bien, et qui peut causer de graves dommages à la faune marine.

D’Agostino et ses collaborateurs suggèrent que le zooplancton, la nourriture des baleines, agirait comme vecteur de l’acide domoïque. La neurotoxine a été détectée dans des échantillons de zooplancton de la région par d’autres chercheurs. Les baleineaux seraient indirectement exposés à l’acide domoïque, par le biais du lait maternel et/ou pendant la gestation.

De plus, certaines baleines, comme les baleines franches australes, pratiquent un type d’alimentation appelé « skim feeding » dans lequel elles écument la surface de l’eau (comme une passoire qui retire la crème du lait). Les chaînes de Pseudo-nitzschia peuvent facilement dépasser 300 microns de longueur et pourraient être filtrées directement par les baleines pendant ces phénomènes d’efflorescences. Voici une baleine franche australe en train de se nourrir en « skim feeding ».

Baleine franche australe (Eubalaena australis) avec un baleineau, au large de la Península Valdés, au milieu d’une efflorescence du dinoflagellé Lepidodinium chlorophorum. Auteur : M. Sironi (Prix Hilda Canter-Lund 2009). Source : British Phycological Society.

Les baleines franches australes sont également présentes lors des épisodes toxiques («  Paralytic Shellfish Poisoning » ou toxines paralysantes) induits par Alexandrium catenella et associés aux interdictions d’exploitation des coquillages. Les saxitoxines et l’acide domoïque ont été détectés dans les tissus de certains individus morts, mais à des taux faibles.

En octobre 2010, 15 baleines de toutes classes d’âge (6 baleineaux, 7 juvéniles et 2 adultes) sont mortes, un phénomène généralement associé aux efflorescences toxiques mais inhabituel dans la Péninsule Valdés.

Les concentrations de Pseudo-nitzschia et d’A. catenella étaient élevées à cette période. Et l’alimentation par « skim feeding » avait été observée chez des individus adultes à cette période.

Les observations satellite (Wilson et col. 2015) ont confirmé l’intensification des efflorescences printanières de phytoplancton dans la région, surtout depuis 2004, ce qui coïncide avec la plupart des décès :

<<649 baleines tuées entre 2005-2014>> contre 194 au cours des 30 années précédentes.

Au cours d’une de ces efflorescences, le chercheur argentin Mario Sironi a documenté l’image d’une marée verte de Lepidodinium chlorophorum, une espèce de dinoflagellé non toxique.

Il ne semble pas que Pseudo-nitzschia fasse partie des proliférations de microalgues les plus intenses au printemps, mais son abondance a nettement augmenté au cours de la dernière décennie. De plus il existe une corrélation positive entre 1) les enregistrements mensuels de la mortalités et 2) l’abondance de Pseudo-nitzschia. Une telle relation n’existe pas avec A. catenella.

En conclusion : il existe plusieurs preuves de l’exposition des baleines aux toxines de microalgues et plusieurs indices pointent vers l’acide domoïque.

Golfo de Penas (Chile)

Rorqual boréal à Caleta Buena (nord du Golfo de Penas), avril 2015. Auteur : K.-L. Pashuk. Source : Fig. 3 (Häusserman et al. 2017).

Mi-avril 2015. Lors d’une expédition de plongée visant à étudier la faune benthique au nord du Golfe de Penas, des cadavres et des squelettes de baleines sont apparus aux yeux des plongeurs.

L’inquiétude suscitée par cette découverte a entraîné, quelques semaines plus tard, une expédition conjointe du SERNAPESCA (SERvicio NAcional de PESCA y acuicultura), de la marine chilienne et du PDI (Policía De Investigaciones de Chile, Departamento de Investigación Criminal).

Ils ont documenté par voies terrestre, maritime et aérienne le pire cas de l’histoire : la mort de 343 baleines boréales (Balaenoptera borealis).

Mais c’est une longue histoire et je vous la raconterai dans le deuxième épisode de Stranded things.

Références

  • D’Agostino V.C. y col. Potentially toxic Pseudo-nitzschia species in plankton and fecal samples of Eubalaena australis from Península Valdés calving ground, Argentina. J. Sea Res. 106:39–43 (2015).
  • Häusserman V. y col. Largest baleen whale mass mortality during strong El Niño event is likely related to harmful toxic algal bloom. PeerJ. DOI: 10.7717/peerj.3123 (2017).
  • Rowntree V.J. y col. Unexplained recurring high mortality of southern right whale Eubalaena australis calves at Península Valdés, Argentina. Mar. Ecol. Prog. Ser. 493:275–289 (2013).
  • Wilson C. y col. Southern right whale (Eubalaena australis) calf mortality at Península Valdés, Argentina: Are harmful algal blooms to blame? Mar. Mammal Sci. 32:423–451 (2015).