Asterinides sp., une étoile de mer stygobite endémique d’une grotte anchialine et ses interactions avec des communautés procaryotes

La vie dans un monde sous‑marin caché

Bien sous les plages touristiques de l’île de Cozumel se trouve un monde très différent : des grottes inondées, obscures, où des animaux pâles et étranges survivent sans lumière. Cette étude explore l’un de ces organismes, une étoile de mer cavernicole encore non nommée, et les tapis microbiens visqueux sur lesquels elle vit. En examinant ce qui compose ces tapis et ce qui se retrouve dans l’estomac de l’étoile, les chercheurs montrent comment des microbes invisibles peuvent alimenter des animaux plus grands et structurer tout un écosystème caché.

Une grotte entre terre et mer

Les recherches ont été menées à El Aerolito, un système de grottes anchialines creusé dans le calcaire sur l’île de Cozumel, au Mexique. Les grottes anchialines sont remplies d’eaux souterraines qui communiquent avec la mer par des pores et des tunnels dans la roche. Quand l’eau saline de mer rencontre une eau souterraine plus douce, elles forment des couches distinctes avec une chimie inhabituelle, comprenant des concentrations élevées de sels dissous et peu ou pas de lumière. Ces conditions dures et isolées font de ces grottes des « laboratoires naturels » où les espèces évoluent de manière unique et existent souvent nulle part ailleurs sur Terre.

Une étoile de mer à adresse très locale

Parmi les habitants les plus remarquables d’El Aerolito se trouve Asterinides sp., une petite étoile de mer pâle qui n’a été trouvée que dans quelques passages de cette grotte. Elle passe sa vie fixée aux parois, dans la couche d’eau plus profonde et salée, souvent avec sa face inférieure molle pressée directement sur de fines couches de tapis microbiens. Comme ses proches parents sont des omnivores opportunistes qui se nourrissent en éversant, c’est‑à‑dire en tournant leur estomac à l’extérieur sur la nourriture, l’équipe a supposé que cette étoile de mer de grotte se nourrit probablement de ces tapis comme source principale de nourriture.

Échantillonner la vie invisible de la grotte

Travailler dans des passages étroits et plongés dans l’obscurité totale a requis de la plongée spéléo technique et de nouveaux outils. L’équipe a collecté quatre types d’échantillons : l’eau de la grotte, des tapis microbiens prélevés sur les parois, une roche recouverte de tapis, et le contenu stomacal des étoiles de mer. Pour obtenir du matériel digestif sans blesser les animaux, ils ont utilisé une chambre de collecte spécialement conçue (Catcher Collection Chamber) qui permettait à l’étoile de mer de régurgiter doucement le contenu de son estomac dans un conteneur protégé. De retour au laboratoire, ils ont extrait l’ADN des bactéries présentes dans ces échantillons et séquencé un gène marqueur pour identifier les groupes microbiens présents et les rôles métaboliques qu’ils pourraient jouer dans les cycles du carbone, de l’azote et du soufre.

Microbes partagés et chimie partagée

La grotte abritait une communauté bactérienne étonnamment riche et en grande partie inconnue, dominée par un groupe appelé Protéobactéries et de nombreuses lignées non encore classées à l’échelle des genres nommés. Les tapis microbiens, l’eau et les régurgitations des étoiles partageaient plusieurs groupes bactériens clés, notamment des types déjà associés au traitement du soufre et du carbone. Certaines bactéries apparaissaient uniquement dans l’intestin de l’étoile, suggérant une relation particulière avec son système digestif. En comparant les fonctions métaboliques prédites, les chercheurs ont trouvé que les tapis microbiens et les contenus stomacaux étaient plus similaires entre eux que chacun ne l’était par rapport à l’eau environnante. Dans les trois habitats, les microbes capables d’oxyder le soufre et de fixer le carbone — des processus pouvant générer de l’énergie dans l’obscurité totale — étaient particulièrement importants.

Réseaux trophiques, pollution et conservation

En regroupant ces éléments de preuve, l’étude soutient l’idée que les tapis microbiens constituent une source alimentaire majeure pour Asterinides sp., apportant énergie et nutriments via leurs cellules denses et leurs sécrétions visqueuses. Ces sécrétions peuvent lier des métaux et des polluants, ce qui signifie que les étoiles de mer peuvent aussi être exposées à des contaminants s’infiltrant depuis l’aménagement de surface et les routes voisines. Parallèlement, la découverte d’un si grand nombre de microbes peu connus souligne combien la vie dans les grottes anchialines reste mal comprise. En reliant le régime alimentaire d’un animal de grotte à l’activité microbienne, ce travail offre un cadre pour des études futures et met en lumière la nécessité de protéger ces mondes sous‑marins fragiles et évolutivement uniques.

Citation: Solís-Marín, F.A., Vergara-Ovando, C., Rojas-Oropeza, M. et al. Asterinides sp. an endemic stygobitic seastar from an anchialine cave and its interactions among prokaryotic communities. Sci Rep 16, 5926 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36065-5

Mots-clés: grottes anchialines, étoile de mer de grotte, tapis microbiens, écosystèmes d’eau souterraine, cycle du soufre