Oudoire Stéphanie Penel Marie TPE L3 Biologie 2009/2010
Introduction I/ La géologie abyssale 1/ Généralités 2/ Les sources hydrothermales II/ Condition de vie du milieu abyssale : contraintes et adaptations 1/ La lumière 2/ La pression 3/ La nutrition 4/ La reproduction III/ La faune abyssale 1/ La faune des sources hydrothermales 2/ La vie des fonds abyssaux Conclusion
Que sont les abysses? Zone aphotique divisée en 3 couches 4 000 m de profondeur (en moyenne) 2/3 de la surface du globe Conditions extrêmes
Abysses = plaines sous marines Fosse des Mariannes = 11 000 mètres Pressions élevées: augmentation de 1 bars / 10 m Pas de lumière = pas de photosynthèse Température ne dépassant pas 4 C
Découverte par la mission Alvin 1 re découverte de sources avec de la vie Au niveau des dorsales océaniques Durée de vie éphémère 2 types : fumeurs noirs Fumeurs noirs fumeurs blancs
Fumeurs noirs Infiltration de l eau dans les fissures Réchauffement de l eau jusqu à environ 800 C Perte de l oxygène Chargement en sulfures polymétalliques Remonter de l eau (T = 300 à400 C) Précipitation des sulfures Formation de la cheminée Variation de température entre 2 et 400 C
Fumeurs Noirs / Fumeurs Blancs Fumeurs Noirs Fumeurs Blancs Emission Conduit central Plusieurs petits conduits Composition Sulfure polymétallique (H2S, CH4, Fe, Cu ) Silice, anhydrite (CaSO4, SiO2) Température 350 400 C 150-200 C Vitesse 3 4 m/s 0.5 m/s
Conditions extrêmes Conditions du milieux Lumière Pression Nutrition Reproduction Rare àpartir de 500 mètres. Absente à 1000 mètres. Augmentation de 1 bar tous les 10 mètres 3% de matières organiques Densité de population faible Les conditions du milieu sont très difficiles et pourtant on y trouve un grand nombre et une grande variété d espèce alors comment se sont-ils adaptés. Quelles sont les contraintes et les adaptations de ces animaux?
Pas de photosynthèse Emission d infrarouges au niveau des sources Adaptations morphologiques : bioluminescence adaptation de la taille des yeux
Produite par des bactéries (complexe luciférine luciférase) Différents cas : Tout le corps Un appendice Différents rôles : la protection, la chasse et la reproduction.
Développement disproportionné Animaux aveugles Animaux des profondeurs moins importantes Au niveau des sources hydrothermales
Pression très élevée 2 types d adaptations : Structure du corps -> souvent corps gélatineux Absence de vessie natatoire Inconvénients : animaux très fragiles
Apport de 3% de la matière organique de la surface 3 formes : particules cadavres Organismes vivants Herbivores remplacés par les détritivores + chaîne alimentaire autour des sources
La nutrition au niveau des sources : la chimiosynthèse Condensation d un pentose Réduction de l acide organique en sucre Régénération du pentose
Chez les poissons carnivores : mâchoire très développée développement de leurres grâce àdes antennes sensitives (diable de mer) Estomac déformable Pas de sélection de la nourriture
La symbiose : Aspiration des sédiments par des bactéries chimiosynthétiques Au niveau des cheminées des fumeurs noirs Dans l organisme
Mode de reproduction peu connu Beaucoup d espèces ovipares Parfois, dimorphisme sexuel très marqué Exemple : diable de mer Mâle parasite, taille = 1.6 cm Femelle beaucoup plus grande, taille = 20 cm Eventuel regroupement au niveau des sources
Récapitulatif Conditions du milieux Adaptations Lumière Rare àpartir de 500 mètres. Absente à1000 mètres. Pression Nutrition Reproduction Augmentation de 1 bar tous les 10 mètres 3% de matières organiques Densitéde population faible -Bioluminescence -Taille des yeux -Corps gélatineux -Pas de vessie natatoire -Chimiosynthèse -Cadavres -Particules -Vraie chaîne alimentaire -Peu connue -Possibles rassemblements
III/ La Faune Abyssale Plusieurs milliers d espèces inconnues Grande majoritéendémique àcette zone Faune différente en fonction du lieu
Abondante et diversifiée Biomasse = entre 50 et 100 kg/m² Au niveau des sources: 92% d espèces de 3 embranchements 91% d espèces endémique au sources Bactéries chimiosynthétiques Organisation en auréoles : distribution en fonction de la préférence et de la résistance aux émissions de sulfures
Exemple : Riftia pachyptila Annélide de la lignée des vestimentifères Vit dans un tube chitinoprotéique Constituéde 3 parties Pas de tube digestif Bactéries chimiosynthétiques dans le trophosome Hémoglobine fixant O2 CO2 et sulfures Chimiosynthèse pour fournir de la matière organique à l hôte
Exemple : Alvinella pompejana Annélide polychète de la famille des Alvinellidés Vit dans un tube Affinitéde l hémoglobine pour l O2 + système branchial particulier 2 modes de nutrition : filtration + symbiose Adaptation toxicité: bactéries, métallothionéine et formation de cristaux de pyrite Adaptation température : mitochondries thermorésistantes, «manteau» isolant
Densité plus faible que les sources Anatomie simplifiée Difficile à étudier Paradoxe de la taille des individus : soit très petit, soit gigantisme Majoritédes individus petits, bioluminescent et avec des bouches disproportionnées Exemple : calmar géant (Architeutis dux) mesure 18 m de long
Exemple : la baudroie abyssale Melanocetus johnsoni Vit entre 1000 et 3000 m Espèce ovipare, dimorphisme sexuel : mâle = 3cm, femelle = 12 cm Photophore présent chez la femelle Tube digestif extensible Nutrition : poissons, vers, crustacés
Récapitulatif Animaux des sources Densité Abondante Moyenne Diversité Moyenne Forte Individus Bactéries Vers Crustacés Animaux des fonds Poissons Méduses Holothuries + Mode de vie lent Animaux mal connus et certains étaient considérés comme disparus
Mode de vie difficile et pourtant, vie abondante Adaptation anatomique et métabolique des animaux Moins bien connu que l espace (moins de 5% de la zone abyssale connue actuellement) car : Manque de moyens techniques sophistiqués Vie d abord jugée impossible Espèces difficiles d études
Perspectives Question sur l origine de la vie :sources hydrothermales = lieu idéal de développement de la vie? Utilisation des bactéries chimiosynthétiques pour leurs propriétés enzymatiques
Merci de votre attention!!!