Gigantisme des grands fonds - Deep-sea gigantism

Examen d'un calmar géant de 9 m (30 pi) , le deuxième plus grand céphalopode, qui s'est échoué en Norvège .

En zoologie , le gigantisme des eaux profondes est la tendance des espèces d' invertébrés et d'autres animaux vivant en eaux profondes à être plus grandes que leurs parents des eaux moins profondes dans une large gamme taxonomique. Les explications proposées pour ce type de gigantisme incluent une température plus froide, une pénurie de nourriture, une pression de prédation réduite et une augmentation des concentrations d'oxygène dissous dans les eaux profondes. L'inaccessibilité des habitats abyssaux a entravé l'étude de ce sujet.

Gamme taxonomique

Chez les crustacés marins , la tendance à l'augmentation de la taille avec la profondeur a été observée chez les mysidacés , les euphausiacés , les décapodes , les isopodes et les amphipodes . Les non-arthropodes dans lesquels le gigantisme des grands fonds a été observé sont les céphalopodes , les cnidaires et les anguilles de l'ordre des Anguilliformes .

D'autres [animaux] atteignent sous eux des proportions gigantesques. Ce sont surtout certains crustacés qui présentent cette dernière particularité, mais pas tous les crustacés, car les écrevisses comme les formes de la mer profonde sont de taille ordinaire. J'ai déjà parlé d'un gigantesque Pycnogonide [araignée de mer] dragué par nos soins. M. Agassiz a dragué un gigantesque Isopod de 11 pouces [28 centimètres] de long. Nous avons également dragué un gigantesque Ostracode . Depuis plus de 125 ans, les scientifiques ont contemplé la taille extrême de Bathynomus giganteus . – Henry Nottidge Moseley , 1880

Des exemples de gigantisme-mer comprennent la grande méduse rouge , le bathynomus , ostracodes géant , l' araignée géante de la mer , le amphipode géant , le crabe araignée japonaise , le Régalec , le plesiobatidae , la pieuvre sept bras , et un certain nombre d'espèces de calmars : le calmar colossal (jusqu'à 14 m de long), le calmar géant (jusqu'à 12 m), Onykia robusta , Taningia danae , Galiteuthis phyllura , Kondakovia longimana , et le calmar bigfin .

Le gigantisme des grands fonds n'est généralement pas observé dans la méiofaune (organismes qui traversent une maille de 1 mm), qui présente en fait la tendance inverse de la taille décroissante avec la profondeur.

Explications

Température inférieure

Chez les crustacés, il a été proposé que l'explication de l'augmentation de la taille avec la profondeur est similaire à celle de l'augmentation de la taille avec la latitude ( règle de Bergmann ) : les deux tendances impliquent une augmentation de la taille avec la diminution de la température. La tendance avec la latitude a été observée dans certains des mêmes groupes, à la fois dans les comparaisons d'espèces apparentées, ainsi qu'au sein d'espèces largement réparties. On pense que la diminution de la température entraîne une augmentation de la taille des cellules et une augmentation de la durée de vie (cette dernière étant également associée à un retard de maturité sexuelle), qui entraînent toutes deux une augmentation de la taille corporelle maximale (une croissance continue tout au long de la vie est caractéristique des crustacés). Dans les mers arctiques et antarctiques où le gradient de température vertical est réduit, il existe également une tendance réduite à l'augmentation de la taille du corps avec la profondeur, ce qui plaide contre la pression hydrostatique étant un paramètre important.

La température ne semble pas avoir un rôle similaire dans l'influence de la taille des vers tubicoles géants. Riftia pachyptila , qui vit dans des communautés de cheminées hydrothermales à des températures ambiantes de 2 à 30 °C, atteint des longueurs de 2,7 m, comparables à celles de Lamellibrachia luymesi , qui vit dans des suintements froids . Le premier, cependant, a des taux de croissance rapides et une courte durée de vie d'environ 2 ans, tandis que le second a une croissance lente et peut vivre plus de 250 ans.

Pénurie alimentaire

La rareté de la nourriture à des profondeurs supérieures à 400 m est également considérée comme un facteur, car une plus grande taille corporelle peut améliorer la capacité à rechercher des ressources largement dispersées. Dans les organismes avec des œufs ou des larves planctoniques , un autre avantage possible est que la progéniture plus grande, avec de plus grandes réserves de nourriture stockées initiales, peut dériver sur de plus grandes distances. À titre d'exemple d'adaptation à cette situation, les isopodes géants se gavent de nourriture lorsqu'ils sont disponibles, étirant leur corps au point de compromettre leur capacité à se déplacer ; ils peuvent également survivre 5 ans sans nourriture en captivité.

Selon la règle de Kleiber , plus un animal grandit, plus son métabolisme devient efficace ; c'est-à-dire que le taux métabolique d' un animal atteint approximativement la puissance ¾ de sa masse. Dans des conditions d'approvisionnement alimentaire limité, cela peut apporter un avantage supplémentaire à la grande taille.

Pression de prédation réduite

Une autre influence possible est la réduction de la pression de prédation dans les eaux plus profondes. Une étude sur les brachiopodes a révélé que la prédation était presque un ordre de grandeur moins fréquente aux plus grandes profondeurs que dans les eaux peu profondes.

Augmentation de l'oxygène dissous

On pense également que les niveaux d'oxygène dissous jouent un rôle dans le gigantisme des grands fonds. Une étude de 1999 sur les crustacés amphipodes benthiques a révélé que la taille maximale potentielle des organismes est directement corrélée à l'augmentation des niveaux d'oxygène dissous dans les eaux plus profondes. On sait que la solubilité de l'oxygène dissous dans les océans augmente avec la profondeur en raison de l'augmentation de la pression, de la diminution des niveaux de salinité et de la température.

La théorie proposée derrière cette tendance est que le gigantisme des grands fonds pourrait être un trait adaptatif pour lutter contre l'asphyxie dans les eaux océaniques. Les organismes plus gros sont capables d'absorber plus d'oxygène dissous dans l'océan, ce qui permet une respiration suffisante. Cependant, cette absorption accrue d'oxygène présente un risque d'intoxication toxique où un organisme peut avoir des niveaux d'oxygène si élevés qu'ils deviennent nocifs et toxiques.

Galerie

Un isopode géant ( Bathynomus giganteus ) peut atteindre jusqu'à 0,76 m (2 pi 6 po) de longueur.
Un crabe araignée japonais dont les pattes tendues mesuraient 3,7 m (12 pi) de diamètre.
Un calmar robuste , dont le manteau atteint 2 m (6 pi 7 po) de longueur, pêché au large de l' Alaska .
Un roi des harengs oarfish de 7 m (23 pi) , pêché au large de la Californie .
Une araignée de mer Colossendeis colossea , exposée au Smithsonian .
Une méduse Stygiomedusa , qui peut atteindre jusqu'à 10 m (33 pi) de longueur.
Une raie pastenague d'eau profonde , qui peut atteindre jusqu'à 2,7 m × 1,5 m (8 pi 10 po × 4 pi 11 po).