Colloque LabEx CORAIL, 10.Septembre 2015, Paris SYMBIOCOMP - 2011 La diversité des dinoflagellés chez les nudibranches et les éponges de Moorea et Tahiti: associations et transferts Patricia Wecker, Alice Fournier,, Pauline Bosserelle, Cécile Debitus, Carmela Lopez, Gaël Lecellier et Véronique Berteaux

Associations marines Bénitiers et microalgaes CRIOBE On connaît un certain nombre de symbioses marinnnnnnes Poisson-clown a deux bandes et anemone Grand bernard-l’hermite et des anemomes Le gobie et la crevette Les benetiers avec des microalgae……… Bénitiers et microalgaes http://puteauxplongee.com/bio/relations.htm

Associations marines Cnidaires-Dinoflagellés CRIOBE Associations marines Cnidaires-Dinoflagellés Parmi ces symbiose les plus etudies sont les symbioses entre les cnideres et les microalgues ou dinoflagelle Etude de la symbiose marine Cnidaire-Dinoflagelle. Les cnidaires symbiotiques (coraux, gorgones et anémones de mer) vivent en symbiose avec des algues, dinoflagellés photosynthétiques, appelées zooxanthelles. Cette relation mutualiste présente des avantages, principalement d’ordre trophique, mais aussi des contraintes, nécessitant la mise en place d’un véritable dialogue moléculaire entre les deux partenaires Pour etre plus precise la symbiose Symbiose Association de 2 espèces différentes, qui ne pourraient survivre ou se développer dans un milieu donné sans cette association.

Associations marines Cnidaires-Dinoflagellés CRIOBE Associations marines Cnidaires-Dinoflagellés Parmi ces symbiose les plus etudies sont les symbioses entre les cnideres et les microalgues ou dinoflagelle Etude de la symbiose marine Cnidaire-Dinoflagelle. Les cnidaires symbiotiques (coraux, gorgones et anémones de mer) vivent en symbiose avec des algues, dinoflagellés photosynthétiques, appelées zooxanthelles. Cette relation mutualiste présente des avantages, principalement d’ordre trophique, mais aussi des contraintes, nécessitant la mise en place d’un véritable dialogue moléculaire entre les deux partenaires Pour etre plus precise la symbiose Symbiose Association de 2 espèces différentes, qui ne pourraient survivre ou se développer dans un milieu donné sans cette association. Entre le polype et les algues photosynthétiques du genre Symbiodinium 90% des apport énergétique Transfert des clades horizontal (colonne d’eau) et vertical (œufs) Diversité

Symbiodinium différenciation génétique CRIOBE Symbiodinium différenciation génétique 9 clade avec des sous-clades diviser Une classification dans des clades selon de lettre de A a I

Association marine avec des Dinoflagellés ? CRIOBE Association marine avec des Dinoflagellés ? Clade A, C and D dans les coraux durs de Moorea Anemone de mer, gorgone et coraux dure Chromodoris kuniei Nudibranches et autres opisthobranches Et les autres organism qui vivent dans le recif??

Association marine avec des Dinoflagellés ? CRIOBE Association marine avec des Dinoflagellés ? Clade A, C and D dans les coraux durs de Moorea Anemone de mer, gorgone et coraux dure Chromodoris kuniei Nudibranches et autres opisthobranches Et les autres organism qui vivent dans le recif??

Association marine avec des Dinoflagellés ? CRIOBE Association marine avec des Dinoflagellés ? Clade A, C and D dans les coraux durs de Moorea Anemone de mer, gorgone et coraux dure Chromodoris kuniei Nudibranches et autres opisthobranches Et les autres organism qui vivent dans le recif??

Eponges Phyla Proifera la deuxième position de la biomasse globale CRIOBE Eponges Phyla Proifera la deuxième position de la biomasse globale recyclage de la matière organique Bactéries symbiotiques Dinoflagelles symbiotiques ? - Haliclona sp. (Garson et al. 1998) - Cliona sp. (Hill et al. 2011) représentent la deuxi?me position de la biomasse globale derrière les coraux Une role majeure dans La plupart des éponges marines possèdent des bactéries symbiotiques (en premier lieu Pseudomonas et Aeromonas), dans certaines éponges Verongid, les bactéries peuvent représenter en moyenne environ 40 % du poids du corps (Brusca et Brusca 2003). (http://www.recif-france.com/Articles/Toonen/eponges.html) Certaines éponges possèdent des dinoflagellés symbiotiques (zoochlorelles = Algue verte coccoïde vivant à l'intérieur d'organismes non chlorophylliens (unicellulaires ou invertébrés), et d'autres maintiennent des symbioses avec des algues rouges, des algues vertes filamenteuses et des diatomées The sponge Haliclona sp. is characterized by the presence of dinoflagellates [9], but whether these are from the genus Symbiodinium or not still needs to be addressed from a molecular point of view. To our knowledge, Symbiodinium clades have only been characterized in excavating sponges from the genus Cliona [12]. Those sponges acquire their symbionts when digest-ing the coral substratum they live in Néanmoins, deux groupes ont étudiés et caractérisés des zooxanthelles le genre Cliona (Hill et al., 2011 ; Granados et al., 2008 ; Schönberg et al., 2005), éponges perforantes des coraux. Si ce genre n’a pas encore été répertorié en Polynésie française, deux éponges perforant les coraux y sont répandues mais n’ont fait l’objet d’aucune recherche dans ce domaine (C. Debitus, communication personnelle). D’autre part, plusieurs espèces d’Haliclona, genre dont certaines espèces présentent des associations avec des Symbodinium, sont présentes en Polynésie française, dont deux fréquentes sur les iles de la Société. Toutefois, là encore, la recherche de leurs symbiontes n’a pas été faite. Les connaissances sur les opisthobranches vivant en symbiose avec les zooxanthelles sont rares et les clades de zooxanthelles n’ont pas été identifiés. Tout comme pour les éponges, le nombre d’opisthobranches vivant en symbiose avec les zooxanthelles reste à ce jour inconnu et la plupart des données résultent d’observations en microscopie optique et ne mènent pas à l’identification des clades de zooxanthelles (Wägele et Johnsen, 2001 ; Moore et Gosliner, 2011).  IRD / Sylvain PETEK

Nudibranches Mollusque « Iimace de mer » CRIOBE Nudibranches www.tahitinudi.com Mollusque « Iimace de mer » toutes les mers et profondeurs, mais le pic dans les régions tropicales Carnivores vivent principalement et pondent leurs œufs a même leurs proies Dinoflagelles symbiotiques ? - « "panneaux solaires »  (Waegele et al. 2001) 2) On trouve des nudibranches dans toutes les mers et à toutes les profondeurs, même si la plupart des espèces sont limitées à la zone euphotique1, et que le pic de diversité est atteint dans les régions tropicales, notamment coralliennes. Du fait de leur mode de déplacement lent, les nudibranches vivent principalement sur leurs proies (éponges, hydraires, gorgones…) ou à proximité immédiate de celles-ci. La « mère » pond généralement ses œufs à même la nourriture qu'elle destine à sa progéniture. La plupart du temps les pontes ressemblent a des rubans spiralés/ en spiral souvent déposés dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Ces limaces de mer font partie des espèces qui ont une relation symbiotique avec les algues unicellulaires zooxanthelles présentes dans leur corps. Ces végétaux assurent leur photosynthèse et fournissent ainsi des éléments nutritifs à leur hôte. Ces nudibranches à "panneaux solaires" se nourrissent principalement de coraux moux sur lesquels ils se cachent, proche de la surface dans la zone des premiers mètres, afin de bénéficier au maximum de la photosynthèse.

CRIOBE Objectifs Caractérisation génétique des dinoflagellés présentes chez les éponges et les nudibranches d’un même site

CRIOBE Objectifs Caractérisation génétique des dinoflagellés présentes chez les éponges et les nudibranches d’un même site Sont-elles les mêmes que chez les coraux? Y a-t-il une transmission inter-espèces dans les symbiontes?

Matériel Compagne de collections (2011-2013) CRIOBE Matériel Compagne de collections (2011-2013) 38 échantillons de éponges ( C. Debitus, Sylvain Petek et J. Orempfuller, IRD Tahiti) (3 a 8 réplicas) 53 échantillons de nudibranches (P. Bosserelle, G. Siou et JB. Juhel, CRIOBE Moorea) (3 a 8 réplicas) Aquarium : nudibranche coralivore (adultes, oeufs et juveniles) et le corail Une nudibranches qui se nourisse du corail

Méthode Eponges Nudibranches Extraction des acides nucléiques CRIOBE Méthode Eponges Nudibranches Extraction des acides nucléiques Barcoding (PCR, séquençage) Caractérisation Sous-unité d’ARN ribosomique 28S Identification génétique Sous-unité I de la cytochrome c oxydase Diversité Dinoflagelle Diversité Hôte

L’arbre 28S de Dinoflagelles CRIOBE L’arbre 28S de Dinoflagelles Maximum-likelihood reconstruction of the Dinoflagellate 28S nuclear ribosomal DNA genotypes of nudibranch and sponge specimens from the islands Moorea and Tahiti in French Polynesia. Controls of the order Suessiales, Gymnodininales, and Dinophysiales were included in the analysis, as well as outgroup organisms of the phylum Apicomplexa. Node numbers indicate percentage bootstrap support from 500 replicates. Nodes without bootstrap values were supported by less than 75% of the replicates.

CRIOBE Sorites sp. Foraminifera Hill et al/ showed that excavating clionaid sponges harbor Sym from Clade A, C and G Eponge perforante

Eponge filtreuse CRIOBE Sorites sp. Foraminifera Hill et al/ showed that excavating clionaid sponges harbor Sym from Clade A, C and G Eponge perforante

Eponge filtreuse Clade A et B* CRIOBE *Venn et al.2008 Eponge perforante Si on regard plus pres les nudibranch Phesti lugubris qui coralivore Clade A et B* *Venn et al.2008

Cycle du vie du corallivore Phestilla lugubris CRIOBE Cycle du vie du corallivore Phestilla lugubris hôte Porites rus P. lugubris (adults) Une analyses detaillee des Symb, a different stade du cycle de vie du nudibranche corallivore Phestilla lugubris et de son corail hote Porites rus suggerent l’existence d’ un transfer horizontal de Sym. Proie-predateur et un transfert vertical du parent P. lugubris a ses oeufs Wecker et al. 2015 Ziegler et al. 2014 Ococoral

Cycle du vie du corallivore Phestilla lugubris CRIOBE Cycle du vie du corallivore Phestilla lugubris hôte Porites rus Transfert horizontale Clade C P. lugubris (adults) Une analyses detaillee des Symb, a different stade du cycle de vie du nudibranche corallivore Phestilla lugubris et de son corail hote Porites rus suggerent l’existence d’ un transfer horizontal de Sym. Proie-predateur et un transfert vertical du parent P. lugubris a ses oeufs Wecker et al. 2015 Ziegler et al. 2014 Ococoral

Cycle du vie du corallivore Phestilla lugubris CRIOBE Cycle du vie du corallivore Phestilla lugubris hôte Porites rus Transfert horizontale Clade C P. lugubris (adults) juvéniles oeufs Une analyses detaillee des Symb, a different stade du cycle de vie du nudibranche corallivore Phestilla lugubris et de son corail hote Porites rus suggerent l’existence d’ un transfer horizontal de Sym. Proie-predateur et un transfert vertical du parent P. lugubris a ses oeufs Wecker et al. 2015 Ziegler et al. 2014 Ococoral

Cycle du vie du corallivore Phestilla lugubris CRIOBE Cycle du vie du corallivore Phestilla lugubris hôte Porites rus Transfert horizontale Clade C P. lugubris (adults) juvéniles oeufs Clade C Transfert verticale Une analyses detaillee des Symb, a different stade du cycle de vie du nudibranche corallivore Phestilla lugubris et de son corail hote Porites rus suggerent l’existence d’ un transfer horizontal de Sym. Proie-predateur et un transfert vertical du parent P. lugubris a ses oeufs Wecker et al. 2015 Ziegler et al. 2014 Ococoral

CRIOBE A new genus or new species within the order gymnodiniales or genus gymnodinium Deux hypothese Use host tissue as habitats to aggregate and reproduce Host tissue contain symbiotic lineages of Dinophysis and Gymnodinium Utilise les chloroplastes Minhagen et al. 2008 2 Hypothèse: Dinophysis et Gymnodinium sont « free-living » ou  symbiotique  (« kleptoplastids »)

CRIOBE A new genus or new species within the order gymnodiniales or genus gymnodinium Deux hypothese Use host tissue as habitats to aggregate and reproduce Host tissue contain symbiotic lineages of Dinophysis and Gymnodinium Utilise les chloroplastes Minhagen et al. 2008

Conclusions….. Notre étude CRIOBE Conclusions….. Notre étude apporte de nouvelles données quant aux associations des éponges et des nudibranches avec les Dinoflagellés en Polynésie suggère l’existence d’un transfert horizontal de Symbiodinium du nudibranche corallivore Phestilla lugubris et de son corail hôte Porites rus proie–predateur et un transfert vertical du parent P. lugubris a ses oeufs suggère également que les nudibranches peuvent être considères comme réservoirs et vecteurs de Symbiodinium pour l’ecosystem récifal Notre etude, grace a` l’utilisation des marqueurs genetiques 28S ADNr des Symbiodinium et la sous-unite 1 de la cytochrome oxydase mitochondriale (COI) de l’hote, procure de nouvelles donne´ es quant aux associations des e´ponges et des nudibranches avec les Symbiodinium. Une analyses de taillee des Symbiodinium a differents stades du cycle de vie du nudibranche corallivore Phestilla lugubris et de son corail hote Porites rus suggerent l’existence d’un transfert horizontal de Symbiodinium proie–predateur et un transfert vertical du parent P. lugubris a ses oeufs. Since nudibranchs can move from one location to another and release healthy symbionts to the environment [15], this study reveals their ability to act as potential reservoirs and vectors of viable Symbiodinium for the whole reef ecosys-tem.

Merci de votre attention CRIOBE Remerciements Alice Fournier, Master Bioscience 2013 Merci de votre attention

Méthode Amorce universelle Amorce spécifique 265 880 5’ 3’ marqueurs génétiques: les sous-unités d'ARN ribosomique 28S et la sous-unité I de la cytochrome c oxydase figure X: Schematic map of Symbiodinium 28S rRNA gene shows the position of universal and specific primers. The gene starts 265 bp before the beginning of the Symbiodinium 28S rRNA universal primer. Clade F Forward Reverse Symbiodinium 28S rRNA (universal) Clade E Clade D Clade C Clade B Clade A

A C B F D E I G H 1 mm 10 cm 1 cm 1 mm 0,5 mm 0,5 mm 0,2 mm 5 mm  IRD / Sylvain PETEK A 10 cm  CRIOBE / Pauline BOSSERELLE C 1 mm 1 cm B  IRD / Sylvain PETEK  CRIOBE / Pauline BOSSERELLE F D 1 mm 0,5 mm E 0,5 mm I G H 5 mm  CRIOBE / Pauline BOSSERELLE 0,2 mm