Le compte de zooplancton pour la plus grande biomasse animale dans l'océan, sont des composants clés dans les réseaux alimentaires marins, et jouent un rôle important dans les cycles biogéochimiques océaniques1,2. Le zooplancton, bien que composé d'une grande diversité d'organismes, peut être grossièrement distingué en deux catégories: gélatineux et non-gélatineux avec peu de taxons intermédiaires3,4. Comparé au zooplancton non-gélatineux, le zooplancton gélatineux est particulièrement difficile àétudier en raison de leurs histoires de vie complexes 5, et leurs tissus délicats sont facilement endommagés pendant la capture et la manipulation. Les espèces de zooplancton gélatineux sont donc notoirement difficiles à culture en laboratoire et généralementmoins étudiées que les espèces non gélatineuses 6.
Parmi les groupes de zooplancton gélatineux, un abondant et d'importance écologique dans l'océan du monde sont les Thaliacéens. Les Thaliacéens sont une classe de tuniciers pélagiques qui incluent les ordres Salpida, Pyrosomida, et Doliolida7. Les Doliolida, collectivement appelées doliolides, sont de petits organismes pélagiques en forme de baril qui peuvent atteindre des abondances élevées dans les régions nerveuses productives des océans subtropicaux. Les doliolides sont parmi les plus abondants de tous les groupes de zooplancton4,8. En tant que mangeoires de suspension, les doliolides recueillent les particules alimentaires de la colonne d'eau en créant des courants de filtre et en les capturant sur les filets de mucus9. Taxonomiquement, les doliolides sont classés dans le phylum Urochordata10. Ancestral aux chordates, et en plus de leur importance écologique en tant que composants clés des systèmes pélagiques marins, les Thaliacéens sont d'importance pour comprendre les origines de l'histoire de la vie coloniale10,11 et l'évolution des chordates5,7,10,12,13,14.
L'histoire de la vie des doliolides est complexe et contribue à la difficulté de les cultiver et de les soutenir tout au long de leur cycle de vie. Un examen du cycle de vie et de l'anatomie doliolid peut être trouvé dans Godeaux et autres15. Le cycle de vie doliolid, qui implique une alternance obligatoire entre les stades de l'histoire de la vie sexuelle et asexuée, est présenté dans la figure 1. Les ovules et le sperme sont produits par les gonozooides hermaphroditiques, la seule étape solitaire du cycle de vie. Les gonozooides libèrent le sperme dans la colonne d'eau et les œufs sont fécondés à l'interne et relâchés pour se développer en larves. Les larves éclosent et se métamorphosent en oozooïdes pouvant atteindre 1 à 2 mm. En supposant des conditions environnementales et une nutrition favorables, les oozooïdes deviennent des infirmières précoces dans un délai de 1 à 2 jours à 20 oC et initient les étapes coloniales du cycle de vie. Les oozooides produisent asexué des bourgeons sur leur stolon ventral. Ces bourgeons quittent le stolon et migrent vers le cadophore dorsal où ils s'alignent en trois rangées jumelées. Les doubles rangées centrales deviennent des phorozooïdes et les deux rangées doubles extérieures deviennent des trophozooïdes. Ces derniers fournissent de la nourriture à la fois à l'infirmière et aux phorozooïdes16,17. Les trophozooïdes fournissent à l'infirmière de la nutrition car elle perd tous les organes internes. Comme l'abondance des trophozooïdes augmente, la taille de l'infirmière peut atteindre 15 mm en laboratoire. À mesure que les phorozooïdes grandissent, ils ingèrent de plus en plus de proies planctoniques et atteignent 1,5 mm de taille avant d'être relâchés à l'instar de17individus. Une seule infirmière peut libérer 100 phorozooïdes au cours de sa durée de vie18. Après que les phorozooïdes sont libérés du cacophore, ils continuent à se développer et sont la deuxième étape coloniale du cycle de vie. Une fois qu'ils atteignent la taille de 5 mm, chaque phorozooid développe un groupe de gonozooides sur leur pédoncule ventral. Ces gonozooides peuvent ingérer des particules lorsqu'elles atteignent 1 mm de longueur. Une fois que les gonozooides ont atteint une taille de 2 à 3 mm, ils sont libérés du phorozooide et deviennent la seule étape solitaire du cycle de vie. Une fois qu'ils atteignent la taille de 6 mm, les gonozooides deviennent sexuellement matures17. Les gonozooides peuvent atteindre 9 mm ou plus de longueur. Gonozooids sont hermaphroditiques, le sperme est libéré par intermittence tandis que la fécondation des œufs se produit à l'interne16,17. Lorsque le gonozooid mesure 6 mm, il libère jusqu'à 6 œufs fécondés. La culture réussie exige de soutenir les besoins spécifiques de chacune de ces étapes uniques de l'histoire de la vie.
En raison de l'importance écologique et évolutive des Thaliacéens, y compris les doliolides, il est nécessaire que les méthodologies de culture fassent progresser la compréhension de la biologie, de la physiologie, de l'écologie et de l'histoire évolutive uniques de cet organisme19. . Les doliolides sont très prometteurs en tant qu'organismes modèles expérimentaux en biologie du développement et en génomique fonctionnelle parce qu'ils sont transparents et ont probablement rationalisé les génomes20,21. L'absence de méthodes de culture fiables, cependant, empêche leur utilité en tant que modèles de laboratoire. Bien qu'une poignée de laboratoires aient publié des résultats basés sur des doliolides cultivés, nos approches de culture du savoir et nos protocoles détaillés n'ont pas été publiées auparavant. Basé sur des années d'expérience, et des tentatives de culture d'essais et d'erreurs, le but de cette étude était d'examiner les expériences et de partager des protocoles pour la collecte et la culture des doliolides, en particulier l'espèce Dolioletta gegenbauri.