Acetabularia, un modèle d'unicellulaire (?) pour la morphogenèse

retour cours seconde, accueil, panorama

révision en cours août 2007

image de biodidac

plan

2. Un modèle expérimental réhabilité en ce début de XXIème siècle

2.1 Les premières expériences d'Hämmerling (vers 1930)
2.2 Autres données historiques
2.3 L'état des lieux en 1998 d'après D.F. Mandoli
2.4 La compréhension classique de la morphogenèse à l'aide de la biologie moléculaire reste une question ouverte
2.5 Pistes pédagogiques, théoriques et encouragements à utiliser ce modèle exceptionnel

Acetabularia est un genre moderne qui serait apparu vers 38 Ma et dont on connaît environ 8 espèces (discutées).

Croissance végétative
(elle dure un an habituellement - du printemps de l'année 1 au printemps de l'année 2 - deux ans parfois)

Pour des photos voir la page:
http:// perso.orange.fr/ gonzales. manuel/textes /la%20 mer/ Algues_marines_ benthiques/ acetabularia_ acetabulum.html

Le "thalle" végétatif est un axe dressé
pourvu de verticilles de poils ramifiés stériles.

extraite de http:// faculty.washington.edu
/ mandoli/ images/ loops-large.gif

Chez Acetabularia , où l'axe dressé peut atteindre 4 à 6 cm de haut, les rameaux verticillés sont très minces (et caduques) et plusieurs fois ramifiés (l'algue ressemble à une petite prêle - Equisetum); 14 à 19 verticilles de rameaux stériles sont observés lors de la croissance de l'axe.
Le noyau unique et très volumineux est localisé à la base de l'axe.
Une unique et gigantesque vacuole occupe la majeure partie de la cellule, le cytoplasme étant repoussé à la périphérie, contre la paroi et autour des organites.
La paroi est calcifiée sauf au niveau du rhizoïde. La cellule est chlorophyllienne (et donc autotrophe) grâce à des chloroplastes. Chaque cellule possède des millions de chloroplastes et de mitochondries.

On considère souvent qu'Acetabularia est une algue siphonnée c'est-à-dire que l'on peut déterminer des territoires cytoplasmiques non cloisonnés qui peuvent être considérés comme autant ce cellules anucléées avant la phase de reproduction...(voir partie 2.3).

Des cœnocytes ? (en anglais)
http://www.ige.tohoku.ac.jp/ outou/ outou-e/ ceonocytes-e.html

La croissance végétative dure de un à deux ans avant de laisser la place à la phase reproductrice. La fécondation à lieu au printemps lorsque l'eau est chaude (en Méditerranée !). Le zygote croît et donne en été un thalle d'une quinzaine de verticilles. Le thalle végétatif se flétrit à l'automne et seul le rhizoïde persiste en hiver. Un nouveau thalle croît au printemps. Le thalle passe ensuite à la phase reproductrice et forme un chapeau (voir ci-dessous). Habituellement Acetabularia a donc un cycle de vie bisannuel (qui se déroule sur deux ans), la seconde année correspondant à la phase reproductrice. Parfois le cycle est trisannuel.

gamétophore est employé comme synonyme de gamétange                   Redessiné d'après Acetabularia: A Unicellular Model for Understanding Subcellular Localization and Morphogenesis during Development, Jacques Dumais, Kyle Serikawa and Dina F Mandoli, J Plant Growth Regul (2000) 19:253-264, figures 4 et 5

Phase reproductive

(du printemps à l'été
de la seconde ou troisième année)

Le "thalle" reproductif comporte un chapeau.

extraite de http://faculty.washington.edu /mandoli/images/ loops-large.gif

Le "thalle" reproductif n'est pas unicellulaire mais c'est un cœnocyte, c'est-à-dire un organisme possédant plusieurs noyaux pour un seul territoire cytoplasmique.

C'est ici qu'intervient la méiose. Le noyau diploïde augmente de taille (près de 100µm de diamètre) puis diminue légèrement. Les chromosomes ne sont visibles que sous forme de fins filaments, d'abord non accolés puis accolés sous forme de bivalents (voir montage ci-contre).
Les quelques 10-11 mitoses qui interviennent ensuite se font avec des chromosomes plus épais et plus courts (voir la photo ci-contre). On obtient ainsi une centaine de petits noyaux haploïdes (le volume nucléaire total est estimé être multiplié par 40.000 - De et Berger, 1996) qui migrent (grâce au cytosquelette) dans les rayons du disque (gamétophores), avec le cytoplasme qui quitte le pédicelle; ils deviendront les noyaux des cystes (ce sont des spores)

montage photographique des 20 bivalents (formés de la prophase à la métaphase de la méiose) d'Acetabularia acetabulum;
extraite de De DN, Berger S. 1990. Karyology of Acetabularia mediterranea, Protoplasma 155:19-28, fig 2a
La taille des chromosomes méiotiques est comprise entre 52,4 et 15,8 µm.
alors que celle des chromosomes mitotiques en métaphase est comprise entre 6,0 et 2,1 µm (photo suivante).

Noyau haploïde d'Acetabularia acetabulum en métaphase (env. 10µm de diamètre);
la technique utilisée permet de montrer (supposer) la persistance de la "membrane nucléaire";
la photographie a été réalisée au microscope fluorescent; les noyaux extraits sont fixés et colorés au fluochrome; ici le noyau est observée sous lumière bleue avec le marqueur BP450/LP520 t; extraite de De DN, Berger S. 1990. Karyology of Acetabularia mediterranea, Protoplasma 155:19-28, fig 11b

Les spores, entourées d'une paroi cellulaire épaisse pourvue d'une fente circulaire délimitant un opercule (clapet), sont libérées par destruction de la plante mère.
Après un temps de repos plus ou moins long (au printemps suivant dans la nature), de nombreux petits gamètes biflagellés s'en échappent (2 à 6 millions par cellule !!!) et produiront, par copulation, des zygotes (E.U. article "Chlorophytes").
Certains petits noyaux peuvent rester dans le pédicelle avec un peu de cytoplasme et donner des gamètes ou des cystes viables (observations de Hämmerling, 1963 et Puiseux-Dao 1962).

Film vidéo de la formation des cystes en microcinématographie chez A. cliftonii

Une représentation de la vie d'un individu de l'espèce Acetabularia mediterranea comme "bisannuelle" et qui meurt donc après la phase reproductive qui intervient à l'été de la seconde année (la phase végétative peut durer 2 ans et le cycle devient alors trisannuel).

La croissance est assez lente, environ une semaine pour un article avec un verticille de poils ramifiés.

Le passage phase végétative - phase reproductive n'a pas été détaillé ici (voir ci-dessus les schémas de détail; et voir ci-dessous pour les changements de morphologie de l'apex de l'axe).

Si A. mediterranea (=acetabulum) ne possède qu'un seul chapeau, d'autres espèces, comme A. crenulata en possèdent plusieurs par allongement du pédicelle qui génère plusieurs verticilles de loges donnant des chapeaux successifs.

Chez A. crenulata les loges forment des rayons qui sont séparés du pied mère par des parois alors que chez A. mediterranea les loges communiquent entre elles et avec le pied mère.

Cycle de vie

Cycle simplifié d'Acetabularia acetabulum
http://faculty.washington.edu/mandoli/images/simplelifecycle.jpg

un cycle plus complexe :
http://courses. washington. edu/dmandoli/ lifecycle.jpg

Cycle classique présentant des inexactitudes:

Acetabularia mediterranea
(simplifié d'après P. Mazliak in Croissance et développement, Physiologie végétale II, Hermann, 1982, fig. 5.7 p 404)

Les poils ramifiés en verticilles manquent (seuls les poils verticaux ont été représentés), voir d'autres représentations. Par exemple l'image de D. Mandoli (voir article cité plus bas):

De plus la méiose, présentée ici comme hypothétique, a été mise en évidence depuis et est bien localisée au niveau de la base de l'axe à la fin de la phase reproductive lorsque le chapeau est déjà formé (De DN, Berger S. 1990. Karyology of Acetabularia mediterranea, Protoplasma 155:19-28; Runft and Mandoli 1996; Shihira Ishikawa 1984).

Enfin, les deux types de gamètes (+/- ou mâle/femelle) ne peuvent pas provenir du même cyste, contrairement à ce qui est représenté ici. Par analogie avec les plantes on peut dire qu'Acetabularia est donc un organisme "monoïque" (qui présente les cellules sexuelles de deux sexes dans des "organes" différents).

Sources:
Acetabularia: A Unicellular Model for Understanding Subcellular Localization and Morphogenesis during Development, Jacques Dumais, Kyle Serikawa and Dina F Mandoli, J Plant Growth Regul (2000) 19:253-264

Pour un bibliographie et des données récentes (en anglais),
voir la page de Dina F. Mandoli à l'Université de Washington: http://faculty. washington.edu/ mandoli/

Le laboratoire propose même des kits (fort chers) pour l'enseignement.... cela serait une bonne idée de les développer en France.

avantages

inconvénients

* une taille exceptionnelle favorisant les expérimentations (sections, greffes, électrophysiologie, études des facteurs nutritifs...), les observations (gradients...)

* cicatrisation extrêmement facile après section

(cette propriété n'est pas du tout générale, surtout pour une cellule unique)

La cicatrisation n'est pas homogène : 50% des cellules blessées au niveau du rhizoïde (non calcifié) meurent. Les jeunes cellules cicatrisent plus rapidement et plus facilement mais une blessure empêche souvent le stade reproducteur. Les cellules en phase de reproduction cicatrisent lentement et difficilement mais atteignent alors une reproduction complète. D'autre part le K+ en solution favorise la cicatrisation - c'est aussi un facteur de coagulation dans le sang humain - (voir par exemple: Wounds incurred in routine cell culture prolong the duration of the life cycle of Acetabularia acetabulum and require K+ to heal).

* culture relativement facile depuis les années 2000

* difficultés de culture avant les années 2000, ce qui a provoqué son abandon vers les années 1980, mais il y a, depuis l'année 2000, un regain d'intérêt.
La première difficulté reste un cycle difficilement réductible à moins de 97 jours.

(voir les travaux de Mandoli notamment (1998); il existe des sociétés qui commercialisent les souches et milieux de culture : c'est par exemple un service de l'université d Austin (Texas) http://www.utex.org/)

Des expériences de transformation ont été réalisées (transfert de noyau, injections de génomes étrangers, notamment viraux...) mais les résultats sont encore partiels.

* la proportion de bases GC n'est pas inhabituelle ni pour le génome nucléaire, ni pour le génome mitochondrial, ni pour le génome chloroplastique (probablement aux alentours de 44% pour le noyau), ce qui permet d'utiliser les techniques habituelles de clonage des gènes.

Des expériences de croisement avec recherche de "mutants" présentant des morphologies "anormales" ont été menées. Mais peu de résultats ont pu être interprétés dans le cadre d'une hérédité chromosomique mendélienne.

* le nombre de chromosomes n'est pas encore connu avec certitude; le chiffre le plus couramment accepté est de 40 chromosomes, notamment suite aux travaux de De et Berger (De DN, Berger S. 1990. Karyology of Acetabularia mediterranea, Protoplasma 155:19-28) qui ont observé la méiose avec la formation de 20 bivalents. les chromosomes sont très fins et difficilement observables.

Dans certaines conditions des fragments anucléés (1) et nucléés (2) peuvent régénérer (mais pas toujours...) une algue complète avec chapeau reproducteur (mais sans noyau et donc vouée à la mort pour le fragment anucléé...bien sûr).
Ce qui démontre tout au contraire le manque d'importance du noyau dans la morphogenèse reproductrice.

Si un fragment anucléé est greffé sur un fragment nucléé, et lorsqu'une algue complète est alors régénérée, le nouveau chapeau présente les caractéristiques morphologiques et structurales de l'espèce qui a fourni le fragment nucléé (3).
Ces expériences confirment le rôle du noyau dans la spécificité... du chapeau reproducteur, ce qui contredit plus ou moins le résultat précédent.

Mais, selon la taille du fragment anucléé (et selon sa position par rapport au chapeau et au noyau - l'apex du pédicelle étant la zone la plus déterminante pour un type de chapeau donné), le chapeau régénéré présente des caractéristiques plus ou moins intermédiaires (4) entre les caractéristiques des algues qui ont fourni l'un ou l'autre des fragments (on parle de "degré de pénétration").

Les interactions entre deux fragments nucléés peuvent aussi être mis en évidence par des expériences complémentaires de greffes de fragments nucléés dont voici un exemple:

(en anglais) Jean Brachet and his school, Henri Alexandre, Int. J. Dev. Biol., 36, 29-41 (1992)

« Brachet had been acutely interested in and intrigued by a paradox resulting from Hammerling's experiments in 1934: although the umbrella's structure is genetically determined by the nucleus. it develops normally and prematurely at the apex of an anucleate. thus necessarily genefree, fragment. Biochemical experiments conducted with Hubert Chantrenne enabled him to demonstrate that anucleate fragments are perfectly capable of synthesizing proteins. including specific enzymes. several weeks after enucleation. As this strongly suggested a morphogenetic role for the RNAs accumulated at the apex of the alga. Brachet concluded that -specific DNA molecules (or parts of molecules), corresponding to each gene. would act as a template for RNA synthesis: there would be as many specific RNA molecules as there were genes. Finally, each specific RNA molecule would act as a template for a specific protein-. This sentence was pronounced (and written) in April of 1959 at the -Sixth Weizmann Memorial Lecture- (J. Brachet. 1960: The biological role of nucleic acids). A few months later. Francois Jacob and Jacques Monod proposed the messenger RNA concept. Jean Brachet confided to me, one day, that if he had behaved like many colleagues worldwide. demanding that all of his co-workers, numerous by then. devote all their energy to the precise characterization of morphogenetic RNAs, he might, perhaps. have been cited as the -discoverer- of messenger RNA. But we know that Jean Brachet favored diverse approaches and. above all, had the utmost respect for each individual's freedom of endeavor.»

<< De la paternité des concepts nouveaux qui flottent dans l'air du temps
À partir des résultats observés chez Acetabularia, Brachet publia en 1959 l'idée selon laquelle chaque protéine pourrait provenir d'un ARN spécifique. Finalement son équipe ne poussa pas plus loin cette idée et c'est François Jacob et Jacques Monod qui proposèrent quelques mois plus tard le concept d'ARNm et qui sont considérés comme les "pères" des ARNm.

L'ADN chloroplastique >>
Jean Brachet avait noté en 1959 que les fragments anucléés d'Acetabularia synthétisaient des protéines mais aussi de l'ARN et de l'ADN... En 1963, avec Baltus, il détecta l'ADN dans les chloroplastes. Ce n'est qu'ensuite que l'on démontra que les chloroplastes se multiplient et qu'ils peuvent assurer partiellement leur autonomie.
C'est Françoise de Vitry qui apporta les preuve, par l'utilisation de nombreux inhibiteurs, de 1960 à 1965, que les ARN impliqués dans la morphogénèse chez Acetabularia, n'étaient pas des ARN chloroplastiques.

« I shall mention work in the latter field only, but I must briefly return to Acetabularia, which had generated an unexpected problem. It was a surprise indeed to discover that anucfeatefragments, in addition to being a site of protein synthesis, were also the site of a net synthesis of RNA and...DNA! As early as 1959. Brachet had advanced the hypothesis that this difference in behavior between Amoeba and Acetabularia fragments was due to the presence of chloroplasts in the latter. In 1963, Baltus and Brachet detected DNA in chloroplasts; thanks to this -exotic. material. they thus provided final proof ofthe existence of chloroplast DNA by discrediting the ~nuclear contamination_ argument. A year later, Andre Goffeau (now Professor of Genetics at the Universite Catholique de Louvain) and Jean Brachet showed that isolated chloroplasts from anucleate Acetabularia fragments are able to synthesize proteins from their own DNA. Finally, D. Shepard, an American post-doc, proved that chloroplasts can multiply. Subsequently, this discovery of the partial autonomy of cellular plastids was widely confirmed by a great many laboratories. It was then necessary to demonstrate that morphogenetic RNAs are not derived from chloroplasts. This goal was achieved by studying, in nucleate and anucleate fragments, the effects on morphogenesis and macromolecule synthesis of a wide varietyof inhibitors, chosen for their ability to specifically affect chloroplast functions (ethidium bromide, rifampicin, chloramphenicol) and/or nuclear functions (ribonuclease, 5-fluoro-2' deoxyuridine, hydroxyurea, actinomycin, cordicepin, puromycin). These very detailed studies were undertaken by Françoise de Vitry from 1960 to 1965, and were continued thereafter by many of Jean Brachet's co-workers. One of these was Therese Vanden Driessche, who joined the laboratory as a teaching assistant in 1964. Trained as a botanist, she soon became interested in the circadian variations in Acetabularia photosynthesis, notably demonstrating the nuclear control of circadian rhythms. She later developed a chronobiology unit while continuing her studies on the molecular mechanisms of morphogenesis in Acetabularia. It was she who directed the above-mentioned work on thioredoxins.»

Extrait de ELABORATION OF BODY PLAN AND PHASE CHANGE DURING DEVELOPMENT OF ACETABULARIA: How Is the Complex Architecture of a Giant Unicell Built, Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, Vol. 49: 186-191 (abstract seulement disponible)

références numérotées de l'article

«The Case for Translational Control of Morphogenesis During Development The concept that morphogenesis is directed by unique information concentrated in the stalk apex arose from four kinds of data: fates of body regions post amputation, distributions of biochemical activities, interspecific grafting, and inhibitor studies. The first important result was that the nucleus was the source of morphological information: An implanted nucleus alone could confer on a middle portion the ability to make a rhizoid or a stalk apex (this and other experiments on this point are reviewed in 40).
Three laboratories used grafts to show that the nucleus contained morphological information that was species-specific (9, 13, 37, 111). A vegetative apical portion and a vegetative basal portion of two species that make caps of different shapes were joined. Usually, cap morphology was detailed (e.g. 111), and then the cap was amputated each time one formed. In succession, the cap shape followed that of the donor of the apical portion, then was intermediate in shape, and finally was that of the donor of the basal portion (37). Note that while these data suggest that some aspects of cap shape are conserved enough to function across species lines, they do not indicate the chemical nature of the information. While the role of the nucleus as a source of species-specific morphological information may seem obvious now, in the 1930s it was revolutionary. The basic finding that the enucleate apical portion can undergo morphogenesis is robust. Several independent studies corroborated that apical portions removed from older plants (based on their size and age, these were probably adults) could make one or two whorls of hairs and then a cap after amputation (9, 35, 36, 80), but apical portions removed from juveniles could make one whorl of hairs at best (80). The enucleate middle portion had a lower probability of making a cap at the apical pole than an apical portion did, and middle portions occasionally made a rhizoid-like structure at their basal poles (37). Primarily based on these amputations and the morphology and development of the intact plant, Hämmerling (reviewed in 37, 38, 66) proposed that there were two gradients of morphogenetic information in this species such that instructions for differentiating the rhizoid and stalk apices were concentrated at the basal and apical poles respectively. There is independent biochemical evidence for apical-basal gradients of protein synthesis (30, 66, 89, 90), of ribosomal and mRNA (30, 40, 46, 47, 56-58, 65, 84, 97), of thiol groups (110), and even of specific enzymatic activities (e.g. 116) in this alga.These gradients differ widely in degree or strength of the gradient, in the crudeness of the assay used, and in direction, i.e. some constituents of the plant are concentrated at one pole and some at the other. It is possible that comparing gradients of total proteins, ribosomes, and redox potential in diverse wild-type and mutant backgrounds might provide insight into the strongly directional growth of the organism. However, the relevance of any gradient to pole differentiation and morphogenesis can only begin to be addressed using specific molecular markers and can be tested only by manipulation of the most important molecules in defined genetic backgrounds. Two additional kinds of experiments suggest that at least one morphogenetic event, cap initiation, entails translation of relatively few proteins. For example, stalk apices treated with ultraviolet radiation are half as likely to make a cap (17, 91)-results that are consistent with RNA playing an important role in cap morphogenesis. However, such fairly nonspecific treatments do not rule out alternate explanations, e.g. preventing the growth needed to fashion the shape can account equally well for these results and similar types of experiments that prevent morphogenesis (reviewed in 12). When analyzed on 2-D gels, in vitro translation of mRNAs from plants poised to make caps revealed just 29 proteins made de novo at cap initiation (101-104). Taken together, these data argue that cap initiation does not entail general up-regulation of translation. However, to the best of my knowledge, these experiments on cap morphogenesis have not been independently corroborated, and the question of the specificity of translation for morphogenesis of the whorls of hairs has not been addressed even to the limited extent it has been for cap morphogenesis. The suggestion that the timing of cap initiation is regulated by an inhibitor that is made by the nucleus has support from three kinds of studies: amputation, grafting, and inhibitor studies in wild type and now in one mutant, nightstick. Since an apical portion taken from a heterogeneous wild-type plant formed a cap faster than an intact plant did (Table 2, Figure 5), Beth (10) surmised that "the nucleus" actively prevents premature cap initiation in the intact plants that, based on their size (about 2 cm tall at amputation), were probably adults. Because this result has not been extended with nuclear implantations, it is safest to state that the rhizoid actively prevents cap initiation by the (adult) apex. Consistent with this hypothesis, the transcriptional inhibitor, actinomycin D, turned on cap initiation in intact (probably adult) wild-type plants (115), implying that cessation of transcription turned on cap morphogenesis once the stalk apex had gained competence to make a cap. Intact adults make an average of 2.2 whorls of hairs in actinomycin D (80), suggesting that the information for making hairs may also be preloaded into the stalk apex. Although the lack of temporal delays in cap onset in interspecific grafts led to the suggestion that this inhibitor may be species-specific in nature (1), it is not clear that this effect, a whole plant bioassay, can be solely attributed to a molecule that remains putative. Finally, the amputation behavior of the da mutant nightstick (nst; Figure 6) supports the existence of a cytosolic inhibitor of cap initiation. In brief, nst is a recessive trait with a terminal morphology that arrests late in adult phase, i.e. it is capless when intact or wounded. After amputation of the apical portion, the nst basal portion made a cap. Furthermore, the probability that a nst basal portion would make a cap after amputation of its own cytoplasm was directly proportional to the volume of the apical portion that had been removed (72). In sum, the hypothesis that the nucleus produces a cytosolic inhibitor of cap initiation that plays a role in the timing of reproductive onset (9) deserves further consideration.»

« Le cas du contrôle traductionnel de la morphogenèse au cours du développement L'idée que la morphogenèse est contrôlée par une information unique concentrée à l'apex de l'axe provient de quatre sortes de données : le devenir des régions du thalle après amputation, la distribution de l'activité biochimique, les greffes interspécifiques et l'étude des inhibiteurs. Le premier résultat important a été que le noyau était la source d'une information morphologique : un noyau transféré à un morceau de l'axe peut tout seul induire la capacité à générer un rhizoïde et un apex (voir une revue de ces expériences et d'autres à ce sujet dans Hämmerling J. 1963. Nucleo-cytoplasmic interactions in Acetabularia and other cells. Annu. Rev. Plant Physiol. 14:65-92)
Trois laboratoires ont utilisé les greffes pour montrer que le noyau contenait une information morphologique qui était spécifique (9,13,37,111). Une portion apicale et une portion basale de l'axe végétatif de deux espèces différentes - qui formaient des chapeaux de forme différente, furent réunies. Habituellement, la morphologie du chapeau était notée minutieusement (111) puis il était amputé, à chaque fois qu'un nouveau se formait. Ce qui avait pour conséquence que le chapeau avait successivement la morphologie du donneur de la portion apicale, puis une forme intermédiaire, puis celle de la portion basale (37). Vous remarquerez que, alors que ces résultats suggèrent que certaines caractéristiques de la forme du chapeau sont suffisamment conservées pour apparaître au-delà de la barrière d'espèce, ils n'indiquent pas la nature chimique de cette information. Alors que le rôle du noyau comme source de l'information morphologique transmissible d'espèce à espèce, semble maintenant évidente, cela était révolutionnaire dans les années 1930. La découverte fondamentale selon laquelle une portion apicale sans noyau pouvait continuer sa morphogenèse a été confirmée. Plusieurs études indépendantes ont confirmé que des parties apicales de "plantes" développées (au regard de leur taille et leur âge, ce qui en faisait probablement des plantes adultes) pouvaient, après leur amputation, faire un ou deux tours de poils et puis un chapeau (9, 35, 36, 80), mais des parties apicales extraites de "plantes" juvéniles ne pouvaient tout au plus que faire un seul tour de poils (80). La partie centrale anucléée a une plus faible probabilité de faire un chapeau au pôle apical qu'une partie apicale originale; de plus une partie centrale peut parfois donner naissance à une structure voisine d'un rhizoïde dans sa partie basale (37). En s'appuyant d'abord sur ces amputations et la morphologie et le développement de la plante intacte Hämmerling (revue dans 37, 38, 66) proposa pour cette espèce la présence de deux gradients d'information morphogénétique de façon à ce que les instructions déterminant la différenciation en rhizoïde et celles déterminant celle en apex de l'axe soient concentrées aux pôles basal et apical respectivement. On a trouvé indépendamment pour cette algue des preuves de gradients apicaux-basaux de synthèse de protéines (30, 66, 89, 90), d'ARN ribosomiaux et messagers ((30, 40, 46, 47, 56-58, 65, 84, 97), de groupes thiol (110), et même d'activité enzymatique spécifique (par ex. 116).
Ces gradients diffèrent grandement...in degree or strength of the gradient, in the crudeness of the assay used, and in direction, c'est-à-dire que certains constituants de la plante sont concentrés à un pôle et d'autres à l'autre. Il est possible que l'on puisse aborder la question de la croissance fortement orientée de cet organisme à partir de la comparaison du gradient des protéines totales , des ribosomes ou du potentiel rédox chez différentes souches sauvages et chez des mutants. Cependant le rôle d'un gradient quelconque dans la morphogenèse et la différenciation d'un pôle ne peut être considéré qu'à partir du moment où on utilise des marqueurs moléculaires spécifiques et ne peut être prouvé que par la modification des molécules majeures dans un contexte génétique connu. [ Cette phrase, maladroitement traduite mais dont j'espère ne pas avoir altéré le sens, est révélatrice de la puissante prégnance du paradigme moléculaire, alors que tout porte à penser la morphogenèse autrement devant de tels phénomènes]. Deux sortes d'expériences complémentaires suggèrent qu'au moins un événement morphogénétique: la formation du chapeau, ne nécessite la traduction que de relativement peu de protéines. Par exemple l'apex de la tige soumis à des radiations ultraviolettes est moitié moins susceptible de former un chapeau (17,91) - ce qui constitue un résultat compatible avec l'hypothèse selon laquelle les ARN joueraient un rôle important dans la morphogenèse du chapeau. Cependant, des traitements aussi peu spécifiques n'excluent pas une interprétation différente, selon laquelle par exemple un blocage de la croissance suffirait à expliquer l'impossibilité de former le chapeau, tout comme divers types d'expériences tendant à empêcher la morphogenèse l'ont montré (revue dans 12). Lorsque l'on analyse, sur des gels-2D et in vitro, la traduction des ARNm des plantes empêchées de former leur chapeau, on ne trouve que 29 protéines nouvelles apparues lors du début de la formation du chapeau (101,104). Pris ensemble ces données suggèrent que le début de la formation du chapeau ne nécessite pas un contrôle général de la traduction. Cependant, du moins pour ce que j'en sais, ces expériences sur la morphogenèse du chapeau n'ont pas été corroborées indépendamment et la question de la spécificité de la traduction liée à la morphogenèse des spires de poils n'a pas été étudiée, même à un niveau aussi limité que celui qui a été atteint pour le chapeau. L'hypothèse selon laquelle le déroulement du début de la formation du chapeau serait régulé par un inhibiteur, venu du noyau, est confortée par trois types d'études: amputation, greffe et étude d'une substance inhibitrice chez une souche sauvage et chez un mutant (nightstick). Ainsi une partie apicale d'une plante sauvage chimère forme un chapeau plus rapidement qu'une plante intacte (Tableau 2, Figure 5). Beth (10) écrit en résumé que "le noyau" empêche activement la formation prématurée du chapeau chez les plantes intactes qui étaient probablement adultes d'après leur taille (environ 2cm de hauteur au moment de l'amputation). Du fait que ces résultats n'ont pas été complétés par des transferts de noyau, il est plus sûr de considérer que le rhizoïde empêche activement, (chez l'adulte), la formation du chapeau par l'apex. En accord avec cette hypothèse, l'inhibiteur de la transcription : l'actinomycine D, empêche le début de la formation du chapeau chez des plantes intactes (et probablement) adultes, ce qui implique que l'arrêt de la transcription empêche cette formation du chapeau chez les plantes sauvages (probablement) adultes (115) un fois que l'apex de la tige a acquis la compétence de former un chapeau. Des adultes intacts font en moyenne 2,2 tours de poils dans l'actinomycine D (80) , ce qui suggère que l'information pour faire des poils est aussi présente avant dans l'apex. Bien que l'absence de délai dans le commencement de la formation du chapeau lors de greffes interspécifiques conduise à supposer que cet inhibiteur soit spécifique aux différentes espèces dans la nature (1), il n'est pas clair que cet effet, qui touche la totalité de la plante, puisse être attribué à une seule molécule qui reste hypothétique. Enfin, les conséquences de l'amputation du mutant da de type nightstick (nst; Figure 6) sont en accord avec l'existence d'un inhibiteur cytosolique de l'accroissement du chapeau. En bref , nst est un caractère récessif avec une morphologie finale qui ralentit longtemps la phase adulte, c'est-à-dire qu'il possède la morphologie sans chapeau lorsqu'il est intact ou blessé. Après amputation de la partie apicale, la portion basale nst fait un chapeau. De plus, la probabilité qu'une partie basale nst fasse un chapeau après amputation de son propre cytoplasme est directement proportionnelle au volume du cytoplasme de la portion apicale qui a été amputée (72). En somme, l'hypothèse selon laquelle le noyau produit un inhibiteur cytosolique de la formation du chapeau qui jouerait un rôle dans le déroulement de la mise en place de la reproduction (9) mérite des études complémentaires.»

références numérotées de l'article  

Pour la comparaison avec la Drosophile, voir les gènes de polarité de l'œuf dans l'ancienne page sur le développement

«Taking a Genetic Approach: Are the Controls Spatial, Temporal, or Both? Clearly, the solid foundation of knowledge about morphogenesis in Acetabularia species provides a springboard for further advances in understanding how body plan is established and maintained in a unicellular context. However, a wealth of questions remain: How distinct are vegetative and reproductive whorls?-e.g. are hair and cap morphogenesis effected by distinct or overlapping sets of mRNAs, proteins, etc? How are juvenile and adult phases related-i.e. how abrupt is the switch and how is it timed? How is localized differentiation achieved without cellular partitioning?
The naiveté of the regulation of Acetabularia morphogenesis (e.g. Table 2) can be most succinctly illustrated by an example from a unicellular system about which more is known, the fly egg. As background, the gene oskar is central to posterior pole determination. When oskar activity is missing, Drosophila females make oocytes that lack a germ line or abdomen (64). If oskar is expressed in the wrong place, oocytes form posterior pole features ectopically (28). Three aspects of oskar's role in germ plasm determination are of particular interest to thinking about Acetabularia. oskar RNA is found throughout the early oocyte, it becomes physically localized in several steps during oocyte development (27, 53). oskar mRNA that is not at the posterior pole is translationally repressed (52). oskar protein is needed to keep oskarRNA localized (27, 53, 75a, 93a; see also staufen e.g. 107). In sum, oskar activity becomes tightly restricted to the posterior pole of the oocyte by two mechanisms: by localization of oskar RNA and by spatially confined translation of oskar. It seems reasonable to anticipate that pole determination and differentiation may be as complex in Acetabularia as it is in Drosophila. One powerful aspect of a genetic approach is that prior knowledge of the target is unnecessary. This statement comes with the proviso that the phenotypes sought must be sufficiently broad to encompass all likely targets. Since it is premature to predict whether spatial or temporal cues will prove more important or experimentally tractable in identifying factors relevant to morphogenesis in A. acetabulum, we study two broad groups of phenotypes. Developmentally arrested (da) phenotypes (Figure 6) fail to make a cap but are normal in morphology until the point of arrest. In contrast, morphologically altered (ma) phenotypes are aberrant in body plan (Figure 7). Study of these phenotypes with genetic and cell biological manipulations is under way (71, 72). One way to explain development in this unicell would be to alter the apices (ma genes) as the organism ages (da genes) (Figure 8). That is, it is theoretically possible to regulate all of the patterning of the elaborate body plan of the Dasycladales just by locally controlling differentiation of the critical subcellular regions- the apices-and to regulate phase change by globally controlling development of the organism as a whole. Clearly, the first part of this working concept Figure 7 Morphologically altered phenotypes of A. acetabulum fall into three classes: those that fail to establish a pole, those that make too much of one body region, and those that fail to maintain the identity of a region after it is made (drawn based on photographs in 68). These phenotypes have been assigned a brief, descriptive name, but it is not yet known whether these represent genes. »

«Approche génétique : les contrôles sont-ils spatiaux, temporels ou les deux ? Il est clair que les bases solides de la connaissance de la morphogenèse des espèces d'Acetabularia fournissent un tremplin pour des avancées dans la compréhension de la mise en place du plan d'organisation dans un contexte unicellulaire. Cependant un flopée de questions restent : en quoi se distinguent les tours végétatifs et reproductifs ? - par ex. les poils et la morphogenèse du chapeau sont-ils réalisés par des groupes chevauchants d'ARNm, de protéines, etc ? Comment les phase juvénile et adulte sont-elles reliées ? - c'est-à-dire le passage est-il brutal et comment est-il programmé ? Comment la différenciation locale est-elle achevée sans cloisonnement cellulaire ?
La naïveté de la présentation de la régulation de la morphogenèse d'Acetabularia (par ex. Tableau 2) peut être illustrée de la façon la plus simple à l'aide de l'exemple d'un système unicellulaire au sujet duquel on en sait bien davantage : l'œuf de mouche. au niveau le plus fondamental, le gène oskar est au centre de la détermination du pôle postérieur. Lorsque l'activité d'oskar est inexistante, les femelles de Drosophile font des œufs à qui il manque une ligne germinative ou l'abdomen (64). Si oskar est exprimé en un mauvais emplacement, les ovocytes forment des structures ectopiques (supplémentaires) liées au pôle postérieur (28). Trois aspects du rôle d'oskar dans la détermination du cytoplasme de l'embryon sont d'un intérêt tout particulier pour notre approche d'Acetabularia : les ARN d'oskar sont retrouvés à l'intérieur de tout le jeune ovocyte ; ils se concentrent localement en plusieurs étapes durant le développement de l'ovocyte (27,53); la traduction des ARNm d'oskar qui ne sont pas au pôle postérieur est réprimée (52) ; la protéine oskar est nécessaire pour que les ARN d'oskar restent localisés (27, 53, 75a, 93a; voir aussi staufen par ex. 107). En somme, l'activité d'oskar devient étroitement limitée au pôle postérieur de l'ovocyte grâce à deux mécanismes : la concentration des ARNm d'oskar et la traduction spatialement confinée d'oskar. Il semble raisonnable de supposer que la détermination des pôles et la différenciation puisse être aussi complexe chez Acetabularia que chez la Drosophile. Un aspect important de l'approche génétique est que la connaissance des cibles n'est pas nécessairement connue d'avance. Ceci à condition que les phénotypes recherchés soient suffisamment vastes qu'ils englobent les cibles possibles. Bien qu'il soit prématuré de dire si c'est l'option spatiale ou temporale qui se révélera être la plus importante pour identifier les facteurs de la morphogenèse chez A. acetabulum, nous avons étudié deux larges groupes de phénotypes. D'une part les types développement arrêté (da), qui ont une morphologie normale jusqu'au point d'arrêt et ne forment pas de chapeau (Figure 6). D'autre part, à l'opposé, les phénotypes morphologiquement arrêtés (ma) qui présentent un plan d'organisation corporelle aberrant (Figure 7). L'étude de ces phénotypes à l'aide de manipulations génétiques et cellulaires est en cours (71,72). Une manière d'expliquer le développement dans cette cellule unique serait de d'altérer les apex (gènes ma) lorsque l'organisme vieillit (gènes da) (Figure 8). Cela veut dire qu'il est théoriquement possible de réguler tout l'aspect du plan d'organisation de l'organisme chez les Dasycladales en contrôlant simplement la différenciation des régions subcellulaires critiques - les apex- et de contrôler les changements de phase reproductive en contrôlant globalement le développement de l'organisme dans son ensemble. Il est claire que la première partie de ce projet de travail (Figure 7: phénotypes d'A. acetabulum morphologiquement altérés) conduit à trois groupes d'organismes: ceux qui n'arrivent pas à établir de pôle, ce qui développent trop une région du corps, et ceux qui n'arrivent pas à maintenir l'identité d'une région corporelle une fois celle-ci construite (dessins réalisés à partir de photos de 68). Ces phénotypes ont reçu un nom court, qui les décrit, mais on ne sait pas actuellement s'ils représentent des gènes.»

(Figures 6 et 7 de l'article, simplifiées, montrant les principales morphologies classées dans les phénotypes da (développement arrêté) et ma (morphologie arrêtée).

2.4 La compréhension classique de la morphogénèse à l'aide de la biologie moléculaire reste une question ouverte

Le laboratoire de D. F. Mandoli s'est lancé dans la course à la biologie moléculaire mais on peut quand même trouver sur le site quelques documents avec des données plus générales ayant davantage de sens.

La localisation de déterminants : la clef de la compréhension de la morphogénèse et du développement d'un unicellulaire ?

«Parmi les champs dans lesquels A. acetabulum peut être un excellent modèle aucun n'est peut-être plus enthousiasment que la compréhension de la séparation du volume cellulaire en différentes parties.
Des hybridations in situ avec des sondes polyU montrent que l'ARNm, chez A. acetabulum, présente un gradient de concentration, la base, à côté du noyau, correspondant au pôle le plus concentré (Garcia et Dazy, 1986).
Les ARNm de quelques gènes sont localisés à certaines partie de la cellule (Serikawa et Mandoli 1999; Serikawa et al. 2001; Vogel 1998) alors que l'activité de certaines enzymes ((uridine diphosphate glucose pyrophosphorylase (UDPG-P) entre autres) semble être distribuée de façon asymétrique le long de l'axe (Zetsche et al.1970).»

«L'existence de phénotypes présentant une altération morphologique (Mandoli 1996) suggère que l'on puisse perturber génétiquement la mise en place et le maintien de cette organisation cellulaire. A l'évidence, ces résultats indiquent que la localisation à l'intérieur de la cellule d'ARNm et de protéines est un phénomène contrôlé et que des mutations qui perturbent la morphologie peuvent être trouvées. Il nous faut donc identifier des déterminants spécifiques qui réalisent ou contrôlent la morphogénèse chez les souches sauvages d'A. acetabulum et qui provoquent des changements dans la morphologie quand ils sont délocalisés ou mutés. Comme chez d'autres grandes algues comme le Fucus (Bouget et al. 1996; Kropf et al.1999; Shaw et Quatrano 1996), l'hybridation in situ, l'injection de marqueurs colorés ion-spécifiques, et l'immunolocalisation, permettent une excellente résolution de la localisation intracellulaire de diverses molécules du développement comme l'actine et le calcium (Harrison et al. 1988; Menzel 1994). Des fragments cellulaires peuvent aussi être testés vis-à-vis de leur activité enzymatique ou de la localisation des ARNm (Keck et Clauss 1958; Serikawa et Mandoli 1999; Serikawa et al. 2001).
Le potentiel génétique et l'unicellularité tout au long du développement d' A. acetabulum dépassent les possibilités du Fucus.
Une fois encore, même si toutes ces données sont en accord avec l'importance accordée à la localisation de déterminants, il faut ajouter que les mécanismes et les supposés déterminants impliqués dans ces processus N'ONT PAS ÉTÉ ÉTUDIÉS À CE JOUR.»

+ de l'histoire des sciences à la biologie contemporaine du XXIème siècle

Les expériences d'Hämmerling et leurs interprétations habituelles que l'on peut trouver dans les manuels scolaires ont été simplifiées pour cadrer avec la théorie de l'information génétique et du programme de développement. Mais on peut essayer de replacer correctement chaque élément à son niveau. Je vous propose une démarche en 3 étapes :

1. Présentation historique des expériences d'Hämmerling

En travaux

Historiquement les expériences d'Hämmerling suggèrent un rôle du noyau entièrement nouveau en 1936 : le noyau reproductif * comme organite qui contrôle les caractéristiques de la morphogénèse reproductive (et, en élargissant les résultats interprétés dans le cadre de la morphogénèse reproductrice (du chapeau reproducteur), à la mophogénèse complète puis enfin à la morphogénèse d'autres organismes... on dira par la suite que le noyau contrôle la morphogénèse). Son transfert entre espèces voisines, au même état de développement, permet de transférer, plus ou moins partiellement les caractéristiques morphologiques de l'appareil reproducteur, d'une espèce à une autre.

1. Situer les connaissances historiques dans un tableau chronologique .

2. Bien préciser les techniques connues et la nouveauté des réussites techniques. Un transfert de noyau n'est pas une mince prouesse.

3. Analyse OUVERTE de ces expériences et propositions d'expériences complémentaires pour éprouver les hypothèses émises.

Un article en anglais très orienté vers la théorie de l'information génétique par un des pères des expériences de clonage:
The first half-century of nuclear transplantation, J. B. Gurdon and J. A. Byrne, 2003, PNAS100 (14): 8048. (http://www.pnas.org/ cgi/reprint/ 100/14/8048)

2. Présentation de quelques résultats modernes de transfert de noyau très médiatisés (expériences de clonage sur la brebis par exemple)

3. Comparaisons des techniques, résultats et implications théoriques.

La première différence essentielle est que le noyau de l'acétabulaire est un noyau d'un thalle reproducteur dans un état très particulier qui n'est pas le même que celui d'une cellule différenciée.
Cette différence se retrouve aussi partiellement au niveau du cytoplasme. Dans le premier cas le noyau et le cytoplasme sont dans un même état de développement, alors que, dans le second cas, le cytoplasme n'est pas du tout dans le même état que le noyau. En effet le cytoplasme (de la cellule énucléée) receveuse représente dans un cas LA TOTALITÉ DE L'ORGANISME, mais dans un état de reproduction, et on lui ajoute un noyau reproducteur issu d'une cellule dans le même état reproducteur, mais d'une "espèce" différente.
Alors que dans l'autre cas il s'agit du cytoplasme d'UNE CELLULE SEXUELLE FEMELLE, dans un état de reproduction (maturité); cellule reconnue comme totipotente (capable, dans certains cas, de donner l'intégralité d'un organisme, par développement embryonnaire, puis qu'il s'agit quand même d'une cellule non fécondée. On sait en effet activer son développement par des traitements mécaniques ou autres, c'est ce que l'on qualifie de gynogénèse parthénogénétique). Le noyau inséré n'est pas du tout dans le même état reproducteur.

Chez Acetabularia on transfert TOUTE l'information génétique "reproductrice" et totipotente de l'organisme, dans l'autre cas seulement celle d'UNE cellule, adulte et DIFFÉRENCIÉE. Ce deux informations ne sont pas du tout identiques sauf si on les considère comme matériellement et significativement équivalentes (ce qui était le cas dans la théorie de l'information génétique mais on sait maintenant que ces deux informations ne sont pas les mêmes.. d'où la prouesse et la quasi impossibilité de réussir une telle manipulation). C'est pour cela que l'on parle maintenant de pluripotence pour qualifier une cellule capable, malgré une certaine différenciation, de se dédifférencier pour donner différents types cellulaires (in vitro). La théorie de l'information génétique voit ce phénomène comme une reprogrammation du noyau par le cytoplasme.

Plaçons nous maintenant dans le cadre d'une théorie plus moderne qui considère que les caractéristiques de l'espèce, la vie en un mot, émergent comme des propriétés originales (que l'on présente habituellement sous la forme de 3 fonctions: de nutrition, de relation et de reproduction) à partir des systèmes de l'organismes qui comprennent des éléments matériels (molécules et structures...) mais aussi immatériels (forces, champs...). Dans ce cas il n'y a pas de programme mais une vie émergente à partir du système vivant total qui est décrit complètement, pour un unicellulaire, à l'aide du concept de cellule.

Les expériences d'Hämmerling et certains résultats complémentaires obtenus depuis prennent alors un tout autre sens. Le noyau à l'état reproducteur est prêt à réaliser une méiose suivie de nombreuses mitoses. Son transfert dans une cellule dans le même état physiologique n'empêche pas, dans certains cas, ceux où le transfert de noyau réussit - ce qui n'est pas le cas général -, l'utilisation par le cytoplasme de l'information génétique qui est contenue dans ce même noyau. Les éléments matériels et immatériels supports du développement sont suffisamment similaires pour que l'échange de noyau puisse se faire. Les caractères du développement qui différent entre la cellule originale et la cellule ayant reçu un noyau étranger, reposent donc de façon directe ou indirecte sur la manipulation réalisée. Si la morphologie de l'appareil reproducteur semble partiellement liée au noyau il n'est pas possible de préciser exactement quel est le support matériel ou immatériel de cette orientation du développement. Les ARN se sont révélés bien décevants. Dire que le noyau comporte une "information morphogénétique" laisse comme un goût de mystification étant donné que l'on peut obtenir la même morphologie SANS noyau.    

Dans les expériences de clonage on est confronté d'abord au même type de raisonnement puisque certains caractères du donneur du noyau se retrouvent chez l'organisme issu de la manipulation. Mais des éléments viennent s'ajouter : d'abord le développement est TRÈS RARE : la poursuite du développement après transfert de noyau est inférieure à 1%. Ensuite les animaux transformés présentent des ANOMALIES de développement plus ou moins graves. Ces résultats demandent, dans le cadre d'une interprétation ouverte, bien plus que la simple invocation de différences mineures dans l'information génétique.

+ des modèles mathématiques et physiques

Jacques Dumais est un des chercheurs qui a travaillé sur la morphogénèse chez Acetabularia.
Depuis au moins 2000, il a orienté ses recherches vers une approche mécanique de la morphogénèse : son laboratoire, à l'université de Harvard, s'appelle: Plants morphogenesis and mechanics (voir biblio sur son site)..

Un article en anglais accessible: Can mechanics control pattern formation in plants? Jacques Dumais, 2007

La page How complex can a cell be ? est plus spécifiquement dédiée à la présentation du mystère de la forme des verticilles de poils d'Acetabularia.

Sa page sur la croissance apicale (Mechanic modeling of tip growth) peut tout à fait s'intéger dans un cours de 1èreS (on est loin du contrôle génétique).

En travaux

+ remise en question de l'unicellularité

page sur la cellule

au-delà de la cellule

C'est non seulement le "thalle" végétatif qui peut être régénéré par un fragment de l'axe mais aussi le "thalle reproducteur"; Ces fragments sont incapables de reproduction sexuée, étant dépourvus de noyau, mais ils peuvent être multipliés.

Ce n'est peut-être pas un hasard que le modèle le plus employé en génétique moléculaire dans le royaume animal soit l'embryon de drosophile qui est, dans les premières heures du développement embryonnaire (qui ne dure qu'un jour), un système unicellulaire syncytial (voir ancienne page sur le développement) qui présente des points communs avec Acetabularia. Est-ce une chance ou bien est-ce un obstacle du fait du caractère trop original de ces organismes ?

Du point de vue morphologique Acetabularia est un "thalle" composé de plusieurs "organes". Le problème principal vient de ce que la membrane est censée délimiter la cellule. Or, du point de vue dynamique, une membrane n'est que le résultat de l'affrontement de deux dynamiques, son absence est donc à expliquer en terme de dynamique. En ce sens la dynamique au sein d'Acetabularia est peut-être bien plus complexe que celle d'un œuf de drosophile, du fait de la morphologie, sauf à considérer que l'ensemble de cette morphologie est prédéterminée. Il est plus simple de penser que la morphologie résulte des dynamiques. Ces intéressantes questions sont abordés par exemple dans l'ouvrage de Vincent Fleury (De l'œuf à l'éternité - Le sens de l'évolution, Vincent Fleury, Flammarion, 2006) mais pour d'autres organismes.

+ questionnement sur la reproduction

reproduction (cours 2de)

Si, dans le monde vivant, la phase de reproduction est souvent associée à la formation de gamètes (cellules sexuelles spécialisées), on peut noter que les organes reproducteurs (gamétanges, gamétophores, gonades...) sont souvent formés bien avant.
Il y a donc une morphogénèse reproductrice qui est relativement séparée de la méiose chez de nombreux organismes pluricellulaires.

Il n'est pas pas surprenant d'observer chez Acetabularia une telle séparation temporelle.
Mais dans le cas d'Acetabularia on observe de plus que la méiose et les très nombreuses mitoses de la gamétogénèse, sont séparées spatialement des organes reproducteurs, à moins de considérer la cellule unique ou le "thalle reproducteur" comme un organe tout entier tourné vers la reproduction et non pas uniquement les gamétophores.

+ le noyau renferme les chromosomes, organites de la division; pourquoi sont-ils si difficiles à observer ?

Chromosomes
Comment les cellules se multiplient-elles ?

Comme nous nous sommes efforcés de le présenter dès la seconde, la dynamique d'apparition des chromosomes est probablement la clef de la compréhension de la catastrophe de division cellulaire.

Dans cette structure pseudo-unicellulaire qu'est le thalle d'Acetabularia, il n'est pas anodin de noter que justement les chromosomes ont une forme inhabituelle (finesse...) et que les phénomènes de méiose et de mitoses (très nombreuses) sont très localisées dans le temps et l'espace, mais que justement ces phénomènes (voir ci-dessus) n'ont pas lieu au sein du chapeau que l'on peut considérer comme une structure reproductrice.

Il faut aussi rappeler que les divisions des unicellulaires sont souvent atypiques et que nombre d'organismes unicellulaires n'ont toujours pas de méiose connue. Acetabularia n'est probablement pas un modèle simple pour la compréhension de la division cellulaire.