Etude pluridisciplinaire du genre cystodytes (Ascidiacea) : des molécules aux espèces

• Auteur / Autrice : Susanna Lopez-Legentil
• Direction : Bernard Banaigs, Xavier Turon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Perpignan en cotutelle avec Universitat de Barcelona
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan ; 1999-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ascidies

Produits de la mer -- Métabolites

Microorganismes -- Métabolisme

Résumé

L'ascidie coloniale Cystodytes est une espèce cosmopolite présente en Méditerranée sous plusieurs morphotypes. La variabilité de la production en métabolites secondaires chez Cystodytes, a été étudiée en fonction d'un certain nombre de paramètres biologiques et écologiques. Pour cela un ensemble de techniques de biologie moléculaire, phylogéographie, chimie et microscopie électronique a été utilisé. Les analyses chimiques ont permis de distinguer deux chemotypes. Le premier est constitué de pyridoacridines soufrées comme la shermilamine B, la kuanoniamine D et leurs formes déacétylées. Ces alcaloïdes sont présents dans les cellules pigmentaires des colonies de couleur violette. Le second est constitué de pyridoacridines non soufrées comme l'ascididemine et la 11-hydroxyascididemine, présentes uniquement dans les formes chromatiques bleue et verte. Les extraits, enrichis en pyridoacridines, des différents morphotypes sont toxiques et réduisent significativement la prédation par les poissons mais pas par les oursins. Les analyses génétiques montrent l'existence de plusieurs espèces en Méditerranée, ne pouvant être identifiés ni par leur couleur ni par leur contenu spiculaire. De plus, les pics saisonniers de reproduction et de croissance de la forme violette ont lieu deux mois après ceux de la forme bleue. D'autre part, le cycle de reproduction conditionne fortement la quantité d'énergie disponible pour d'autres fonctions biologiques (production de métabolites secondaires, croissance). L'approche pluridisciplinaire utilisée a permis d'obtenir une vision plus globale et sûrement plus réaliste de l'évolution de cet organisme marin dans son environnement.

The colonial ascidian Cystodytes is widely distributed in both tropical and temperate waters. At least two chemotypes exist in the Mediterranean. The first presents the sulfur-containing pyridoacridines shermilamine B, kuanoniamine D, and their deacetylated forms, and was found in a purple morph. The second presents the C9-unsubstituted pyridoacridines ascididemin and 11-hydroxyascididemin, found in blue and green morphs. An ultra-structural study of the tunic revealed that the main cell types were bladder cells, pigment cells, amebocytes, phagocytes, and morula cells and that the sulfur-containing pyridoacridines were stored in the pigment cells. All crude extracts, as well as ascididemin, were toxic and significantly deterred fish but not sea urchin predation. In contrast, acidity by itself, and spicular shape and concentration did not deter feeding. Phylogenetic and population genetic analyses pointed towards the existence of several species in the Mediterranean. In addition, both the reproductive and growth periods of the purple and blue morphs, although partially overlapping, showed significant temporal lags, reinforcing previous genetic and chemical results indicating that these morphs are distinct species. Moreover, the results showed that when the ascidian invested in reproduction, the energy allocated to other life cycle parameters, such as growth, chemical and physical defenses, was significantly reduced. The multidisciplinary approach used in this work provided an interesting case study through which to develop a better understanding of the biology, ecology and secondary chemistry of marine invertebrates.