Tout au long du règne animal, l’évolution a mis au point une myriade de moyens pour que les organismes se protègent des prédateurs, des concurrents et de leur environnement. L’avènement des coquillages durs et biominéralisés – des coquillages formés à partir de minéraux extraits de l’environnement et reconstitués par voie biologique — est un développement majeur dans l’évolution de la vie sur terre.
La plupart des biominéralisations se présentent sous diverses saveurs de carbonate de calcium – les coquilles de mollusques, les parties dures du corail, les tests de diatomées et d’autres zooplanctons, même des os humains. Soluble dans l’eau de mer et relativement facile à mobiliser dans les organismes vivants, le carbonate de calcium se combine avec les tissus vivants pour former des structures fortes, résistantes et en croissance constante. Mais il y a un organisme qui a décidé que le carbonate de calcium ne suffisait pas et a plutôt forgé ses coquilles à partir d’un matériau beaucoup plus dur – Chrysomallon squamiferum, l’escargot à pattes écailleuses avec une coquille en fer.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs en Chine, au Japon, en Irlande, en Allemagne et à Maurice, dévoile le génome de l’escargot à pattes écailleuses, en mettant l’accent sur les gènes qui régulent la biominéralisation. Bien que le processus de formation d’une coquille à partir de fer soit, à notre connaissance, unique parmi les animaux qui construisent des coquilles, les gènes qui contrôlent ce processus sont anciens. Plutôt que de nouveaux gènes évoluant pour contrôler la précipitation et la biominéralisation du fer, le gastéropode à pied écailleux utilise une boîte à outils disponible pour de nombreuses espèces formant des coquilles. C’est l’expression de gènes de biominéralisation communs existants qui donnent à l’escargot de fer son armure.
Comment cette expression génétique se traduit par des plaques enrichies en fer est un autre mystère qui a été récemment révélé. Dans une autre étude publiée à la fin de l’année dernière par plusieurs des mêmes auteurs, le mécanisme par lequel les nanoparticules de fer sont incorporées dans le pied écailleux de l’escargot à pattes écailleuses a été exploré. Le soufre est transporté par des canaux dans l’échelle, où il réagit avec l’eau de mer enrichie en fer pour former des couches de sulfure de fer. Curieusement, ces plaques riches en fer peuvent avoir évolué pour faciliter l’accumulation de soufre, plutôt que pour la protection.
Bien que le panache d’un évent hydrothermal puisse être incroyablement chaud, l’eau environnante est à peine élevée au-dessus de la température ambiante. Le processus d’accrétion des nanoparticules de fer à basse température pourrait apporter des avantages substantiels à la fabrication dans de nombreuses industries.
Bien que l’escargot à pattes écailleuses soit devenu une espèce ambassadrice pour les organisations œuvrant à la protection des océans profonds contre les impacts humains, il pourrait tout aussi bien servir de mascotte pour l’industrie minière en haute mer. Après tout, Chrysomallon squamiferum extrait et raffine les métaux lourds des sulfures massifs des fonds marins depuis plus longtemps que nous ne connaissons l’existence des cheminées hydrothermales.
Image en vedette: Génome de l’escargot à pied écailleux. Image de Sun et al. 2020.