Les moules sont des fruits de mer populaires dans le nord de l'Allemagne. Moules dans leurs coquilles bleu-noir, se trouvent dans les régions de marée des zones côtières. Comme beaucoup de créatures dans les océans, qui se protègent avec une coquille calcaire des prédateurs, les moules sont menacées par l'acidification croissante de l'eau de mer causée par l'absorption de dioxyde de carbone supplémentaire de l'atmosphère qui est dissous dans l'eau de mer. Les moules sont très sensibles à une baisse du pH aux premiers stades de leur vie. Une raison importante à cela est l'énorme taux de calcification au stade larvaire :entre le premier et le deuxième jour de vie, elles forment une coquille calcifiée, qui correspond au poids du reste de leur corps. Ce processus est étudié par des scientifiques de Kiel et publié dans la revue internationale Communication Nature .

"Pour la première fois, nous avons utilisé deux méthodes différentes pour comprendre la calcification des larves à coquille d'un à deux jours pour estimer leur sensibilité au changement climatique", explique Kirti Ramesh, premier auteur de l'étude et doctorant dans l'équipe d'Ecophysiologie du GEOMAR et à l'Ecole Intégrée des Sciences de la Mer (ISOS) du Pôle d'Excellence "Le Futur Océan". "Avec l'aide de colorants fluorescents et de techniques de microscopie spécialisées, nous avons pu suivre le dépôt de carbonate de calcium dans les larves vivantes et montrer que le carbonate de calcium ne se forme pas de manière intracellulaire, comme on le pensait auparavant. Il est plus probable que le calcium soit acquis directement à partir de l'eau de mer et transporté vers la coquille via des protéines de transport spécifiques. Puis, très près de la coquille, la formation de carbonate de calcium a lieu", explique Kirti Ramesh.

Dans la deuxième étape, l'équipe a étudié les conditions abiotiques directement sous la coquille. Avec de minuscules microélectrodes en verre, calcium, Le pH et le carbonate ont été mesurés chez des larves mesurant seulement des dixièmes de millimètre. "Pour la première fois, nous avons pu montrer que les larves de moules sont capables d'augmenter le pH et la concentration en carbonate sous la coquille, ce qui conduit alors à des taux de calcification plus élevés », explique le Dr Frank Melzner, Responsable du Groupe de Travail Ecophysiologie chez GEOMAR. "Toutefois, avec une acidification croissante, les valeurs de pH en dessous de la coquille diminuent également, ce qui conduit à des taux de calcification réduits et, à des concentrations de CO2 très élevées, la dissolution de la coquille et une mortalité accrue se produisent", "Melzner continue. Cependant, c'est intéressant, que les coquilles ne se dissolvent qu'à des valeurs de pH très faibles. Cela suggère que les constituants organiques de la coquille des moules larvaires contribuent à la résistance à la dissolution.

« Avec ces résultats, on peut établir une relation directe entre le taux de calcification des moules et la chimie des carbonates de l'eau de mer, " explique le Prof. Dr. Markus Bleich, Directeur de l'Institut de Physiologie de l'Université de Kiel. Selon Bleich, la raison de la sensibilité élevée des larves de moules à l'acidification est la capacité limitée de régulation ionique des larves de moules.

Et après? "Nous utiliserons des méthodes génétiques et protéomiques pour étudier quelles protéines jouent un rôle dans le transport du calcium et du carbonate, et quelles substances organiques dans la coquille augmentent leur résistance à la dissolution. Les résultats de notre laboratoire montrent que certaines populations de moules, surtout de la mer Baltique, sont plus tolérants à l'acidification des océans. "Nous pensons que la clé de la résistance accrue des coquilles de moules à la dissolution réside dans la variation des constituants organiques de la coquille", dit Melzner. Des populations plus tolérantes pourraient enfin être les gagnantes du changement climatique.