Décrypter la génétique des effets de la lune sur la vie marine
La lune exerce une grande influence sur la vie sur Terre. De nombreux organismes marins, y compris les poissons, les algues et les coraux, vivent au rythme de la lune. Les signaux lunaires peuvent agir soit directement, soit par le biais de la synchronisation d’horloges mensuelles «circalunaires», qui fonctionnent comme des calendriers internes subconscients et contrôlent des processus clés liés à la reproduction. De nombreux organismes marins se reproduisent par fécondation externe, ce qui signifie que leur reproduction doit être synchronisée à la même heure et au même jour, ce dernier dépendant du cycle lunaire. Cela se traduit souvent par des frai massifs spectaculaires à travers l’océan, que même les pêcheurs d’autrefois avaient déjà remarqués. «Le rythme lunaire est simplement un repère environnemental très marquant sur lequel les organismes peuvent s’appuyer», explique Kristin Tessmar-Raible, chercheuse à l’Institut Alfred Wegener(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et professeure de chronobiologie à l’Université de Vienne(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et de Chronobiologie marine à l’Université d’Oldenburg(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Cela existe depuis l’origine de la vie.» Néanmoins, nous savons encore peu de choses sur la manière dont les organismes réagissent exactement à ces signaux lunaires au niveau génétique. Dans le cadre du projet Mari.Time financé par le Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), Kristin Tessmar-Raible et ses collègues ont approfondi leurs recherches sur l’influence des gènes et de l’environnement sur l’horloge circalunaire, identifié les molécules jouant un rôle clé et validé leurs résultats de laboratoire dans des conditions naturelles.
Explorer les rythmes lunaires du ver à soie marin
Cette étude consistait à perturber certains gènes chez le ver à soies marin (Platynereis dumerilii), en particulier les photorécepteurs (cellules nerveuses sensibles à la lumière) et les gènes essentiels de l’horloge circadienne, qui s’activent et se désactivent en fonction de l’heure de la journée. Les chercheurs ont ensuite évalué l’impact de ces perturbations sur les rythmes moléculaires et comportementaux des vers, tant sur le plan circadien (quotidien) que circalunaire (mensuel). Des méthodes biochimiques ont permis de comprendre comment les photorécepteurs émettent des signaux à l’intérieur de la cellule, notamment grâce à des études sur les interactions protéiques. Le projet a également exploré les impacts de la lumière naturelle par rapport à la lumière artificielle, en concevant des dispositifs d’éclairage spécifiques qui imitent les deux sources. Les chercheurs ont ensuite testé la capacité des vers à régler leur calendrier intérieur, en comparant des organismes sauvages à des organismes dont les photorécepteurs ont été désactivés.
Découvrir les mécanismes des horloges circalunaires
Le premier résultat majeur a été de trouver une explication mécanique moléculaire à la manière dont la lumière du soleil et celle de la lune sont différenciées et dont les vers décodent la durée de la lumière de la lune. Conformément aux travaux réalisés dans les années 1960, les chercheurs ont constaté que les vers synchronisent leur calendrier interne avec la pleine lune, qui a la plus longue durée d’éclairage dans le ciel nocturne. L’équipe a également commencé à découvrir un mécanisme expliquant comment le clair de lune et l’horloge circalunaire peuvent influer sur le rythme quotidien et a confirmé des résultats antérieurs selon lesquels l’horloge circadienne n’est pas nécessaire au fonctionnement de l’horloge circalunaire elle-même.
Influences potentielles sur le cycle reproductif humain
Selon Kristin Tessmar-Raible, ces travaux pourraient également permettre de mieux comprendre le cycle de reproduction de la femme humaine, dont le rythme mensuel n’est pas encore parfaitement connu. «C’est tout à fait pertinent, étant donné qu’environ 50 % des femmes connaissent des irrégularités de leur cycle menstruel au cours de leur vie, ce qui entraîne souvent des problèmes de fertilité.» L’équipe n’a fait qu’effleurer la surface de ce domaine scientifique émergent. D’autres travaux permettront de clarifier le mécanisme de l’horloge mensuelle et son évolution, ainsi que le rôle exact du clair de lune. «Nous disposons des premières pièces du puzzle, mais nous avons encore besoin d’autres “pièces du puzzle de la connaissance” pour voir l’image qui se dessine», déclare Kristin Tessmar-Raible.
