Spongilla lacustris est une spongille, l'une des environ 120 espèces d'éponges d'eau douce (spongiaires).
C'est un organisme colonial dont le premier stade est la coalescence de cellules individuelles. Une éponge broyée peut d'ailleurs reformer une nouvelle éponge, de forme différente mais parfaitement fonctionnelle.
Selon des mesures faites en laboratoire par Brauer (1975), grâce à ses vacuoles contractiles (VC), située au centre de l'éponge, et qui se remplissent et se vident d'eau en 5 à 30 minutes (en faisant varier leur diamètre de 1 à 13 µm), cette espèce filtre environ 70 fois son propre volume en eau chaque heure.
Relativement ubiquiste en termes de température et de dureté de l'eau (mais uniquement présente à partir d'une certaine profondeur, car elle ne supporte pas la dessiccation ni la proximité de la surface), c’est la plus répandue des éponges d’eau douce dans l'hémisphère nord (dont en Asie, jusqu'en Inde).
Selon son âge et en raison de facteurs encore mal compris, cet organisme colonial se présente sous des formes très variées (petites boules plus ou moins irrégulière, plaques et beaucoup plus rarement sous des formes complexes arborescentes ou digitées). Les individus arborescents et de grande taille sont encore plus rares mais néanmoins occasionnellement observés dans les milieux qui leur sont favorables.
Longtemps confondue avec une plante primitive, il s'agit en fait d'un animal filtreur pluricellulaire, primitif et d'organisation simple (du groupe des Métazoaires), qui se nourrit principalement de matière organique ou de bactéries et microplancton en suspension.
Le squelette est souple et mou.
En 1759, Linné décrit cette éponge comme « repens, fragilis, Ramis teretibus obtusis » (c'est-à-dire : rampante, fragile, avec branches cylindriques présentant des renflements au niveau de leurs extrémités)On la trouve en réalité sous de nombreuses formes ; elle peut former des taches ou des couches d’apparence « encroutantes » en tapis généralement peu épais (un à quelques millimètres). Elle forme parfois des boules ou des nodules ou des groupes de nodules, ou encore, elle produit des formes coloniales plus complexes (beaucoup plus rares), « digitée » ou « arborescentes ».
Couleur :Dans la pénombre ou fixée sur le dessous de branches ou d'objets flottants elles sont généralement blanc cassé, blanc-gris ou jaunâtre à brun clair (leur couleur est due aux bactéries ou algues symbiotes ou opportunistes qu'elles hébergent). Dans le noir total ou à grande profondeur, elles ont généralement une couleur allant de blanc à blanc-crème. De couleur habituellement blanchâtre à jaunâtre ou brun clair, certains spécimens de cette espèce peuvent aussi, quand ils reçoivent assez de lumière solaire et suffisamment longtemps, former une association symbiotique avec des chlorella (algue microscopique verte (zoochlorela). L'éponge entière prend alors une teinte verte (vert sombre à vert presque fluo selon l'espèce de zoochlorella qui la colonise). Ces éponges vertes produisent, au soleil ou dans la lumière, de nombreuses bulles. Celles-ci restent longtemps collées à l'éponge jusqu'à atteindre un diamètre tel qu'elles s'en décollent et remontent en surface. La capacité de production d'oxygène de l'éponge est directement liée à la teneur de l'éponge en chlorophylle et à la lumière qu'elle reçoit. Le milieu doit être suffisamment ouvert au-dessus de l'eau pour qu'il y ait beaucoup de lumière dans l'eau, car les tissus de l'éponge entravent une partie du flux de photons vers les cellules de l'algue symbiote. En 1994, des biologistes danois ont conclu que la biomasse algale ne pouvait se substituer aux particules filtrées pour subvenir à la totalité des besoins de l'éponge pour sa croissance.
Forme : Comme la plupart des autres éponges d'eau douce, cette espèce peut :
Taille et épaisseur : elles sont souvent centimétriques.
Les spongilla lacustris sont plus massives quand le courant est faible ou absent (comme dans les lacs) et plus fines et petites quand le courant est important.
Des éponges plates et encroutantes peuvent former des taches de plusieurs dizaines de centimètres. Des éponges digitées ou arborescentes peuvent dans certains lacs ou canaux dont l'eau est peu polluée occuper des surfaces importantes. Les "doigts" ou branches de ces individus peuvent avoir une épaisseur de plusieurs centimètres et mesurer plus de 20 cm de longueur.
Une même espèce peut prendre toutes ces formes et des couleurs différentes (symbiose algale), c'est pourquoi leur identification peut uniquement être effectuée par un spécialiste. Ce dernier en observera l’organisation interne, le « squelette » (forme et agencement des spicules) et les gemmules (pouvant présenter un certain polymorphisme).
Au microscope, le squelette se montre composé de 3 à 5 sclères parallèles.
Certains auteurs considèrent cette éponge comme caractéristique des eaux claires, mais elle est parfois aussi trouvée dans des eaux très turbides. On estime parfois qu'elle a besoin d'un substrat dur, mais S. lacustris peut s'en passer dans les milieux où il n'y a pas ou peu de sédimentation en hiver (ex : dans une mare à sphaignes étudiée par Frost (1982) la plus grande partie de la population de cette éponge croissait en « branches verticales » à partir du fond de l'étang ou attaché à des macrophytes aquatiques).
Une étude ayant comparé les populations d'espèces différentes du Rhin a conclu que S lacustris n'est trouvée dans le milieu qu'en saison chaude alors que sa cousine S fluviatilis est aussi trouvée en saison froide et qu'elle survit dans des zones périodiquement exondées.
Cette espèce est la plus ubiquiste des éponges d'eau douce ; elle est dite eurybionte, c'est-à-dire qu’elle est adaptée à presque tous les types d’eau douce, indépendamment du courant et de la température de l'eau (du moment qu'il y ait assez de silice biodisponible et assez de particules nutritives en suspension).
On la trouve souvent dans les lacs (d'où son nom latin), mais parfois aussi dans des fleuves ou certains canaux. Elle serait plus fréquente dans les eaux profondes, mais présente jusqu'à quelques dizaines de cm en dessous de la surface d'eaux lentes ou fermées. On la trouve parfois dans des zones où la lumière est absente (tuyauteries, siphons, rivières tubées ou souterraines charriant une eau riche en matières en suspension…).
Cette éponge se construit sans véritables organes et sans symétrie ni plan prédéfinis, et sans cellules nerveuses ni sensorielles.
Sauf exceptions (dans les mares à sphaignes par exemple) Les organismes adultes ne peuvent croître sans substrat sur de la vase ou sur un sédiment très fin ; ils nécessitent un support stable (roche, matériau dur, bois, tiges de végétaux, branche immergées, matériau artificiel dur).
Dans certains milieux ou contextes, les éponges peuvent être exposées à une « neige sédimentaire » qui tend alors à les couvrir d'un tapis de particules et de microbes dit « périphyton » ; il a été montré que ce périphyton est bien moins présent sur la surface des éponges (dont chez S. lacustris). Les éponges se montrent capables de se débarrasser de tout ou partie de leur périphyton.
Cette espèces comme d’autres éponges d'eau douce connait des phases de dormance et réagit au stress hivernal (grâce à la gemmulation, qui est un stade quiescent et résistant de l'éponge, caractérisé par une forte teneur en protéine de stress Hsp70). La gemmule survit facilement au froid durant 6 mois, et la levée du "repos" est rapide : des gemmules stockées à 8 °C germent moins de 24 heures après que la température de l'eau ait été portée à 22,5 °C. Selon Zeuthen (1939) si l'on maintient les gemmules au chaud en hiver, sa phase d'hibernation est alors réduite à environ 13 jours. Cet auteur décrit une phase de préhibernation et une phase de posthibernation caractérisées par des changements de pression osmotique chez l'éponge.
Mais l'éponge peut aussi faire face (dans une certaine mesure) à une agression chimique en réduisant son volume ; elle tend alors à former une boule plus riche en tissus conjonctifs et appauvrie en autres tissus), en cas de stress environnemental tel qu'une exposition à une faible dose d'eau de Javel (doses présentes dans l’eau du robinet et a fortiori dans l’eau de piscine). Harrison, F. W., & Davis, D. A. (1982). Morphological and cytochemical patterns during early stages of reduction body formation in Spongilla lacustris (Porifera: Spongillidae). Transactions of the American Microscopical Society, 317-324 (résumé et extrait.
Les larves sont planctoniques et mobiles.
Les individus coloniaux de cette espèces sont faiblement et lentement mobiles (quelques millimètres par jour, soit plusieurs centimètres par mois, par réorganisation interne de leur structure).
Bien qu'apparemment très primitives et semblant inorganisées (vues au microscope) les cellules de cette espèce sont capables de former des canaux, des tubes qui sont perpétuellement réagencés. L'éponge semblent pouvoir (très lentement) se mouvoir et produire des mouvements de contraction.
L'éponge n'a ni cerveau ni véritable système nerveux, mais certains de ses « mouvements » semblent résulter de comportements relativement coordonnés, semble-t-il par des cellules spécialisées fonctionnant un peu comme dans un système nerveux en étant émettrice ou réceptrice de signaux chimio-électriques faibles,) et comme dans un système musculaire primitif.
Cette espèce se reproduit à la fois de manière sexuée (via des larves mobiles planctoniques) et par voie asexuée (via les gemmules et/ou par division et régénérescence d'une partie cassée ou coupée). Sa croissance, son métabolisme et sa reproduction sont caractérisés par un cycle annuel et saisonnier très marqué. S lacustris se reproduirait moins par voie sexuelle que S. fluviatilis
Il a été montré par Simpson & al (1973) que l'ovogenèse, la spermatogenèse, la production de larves, ou la reproduction asexuée par « gemmulation » (en particulier l'éclosion de gemmules et leur croissance) se produisent à des moments précis de l'année, avec toutefois des différences individuelles (par exemple les individus épais produisent des gemmules en octobre alors que les individus plus petits le font en juillet). L'association avec une algue symbiotique pourrait peut-être être favorisée ou défavorisée selon la date de gemmulation.
Lors d'une expérience de laboratoire, Gilbert & al ont prélevé des branches gémulées (Courtes, de 0,3 cm et plus longues (1,5 à 2,5 cm) de l'éponge S. lacustris qu'ils ont conservées au froid puis réimplanté dans la mare d'origine, mais à trois dates différentes (d'environ un, deux, et trois mois de retard après la date normale d'éclosion des gemmules). Les éponges provenant de ces implants ont fabriqué des œufs, tant dans leurs tissus anciens que nouveaux durant trois à quatre semaines après l'éclosion des gemmules.
Il y a transmission verticale de symbiotes : Les gemmules de S lacustris contiennent souvent déjà une ou plusieurs espèces d'algues symbiotes, qui seront bénéfiques pour le développement de l'éponge fille, car lui fournissant des sucres et de l'oxygène natif, directement dans le milieu intérieur.
Les cellules d'une éponge broyée peuvent se réunir et se réorganiser en un nouvel organisme colonial. Deux clones d'une même éponge peuvent fusionner.
Selon Simpson & al (1973), cette éponge est toujours dioïque. Certains auteurs estiment que l'organisme est mâle une année puis femelle l'année suivante.
Comme chez d'autres espèces proches des régions tempérées, les gemmules ne peuvent éclore que quand la température de l'eau est faible (4 à 5 °C) et il existe un autre facteur que l'augmentation de la température pour stimuler l'éclosion. On a observé dans le mésenchyme de S. lacustris un groupement d'archaeocytes et des agrégats de très jeunes individus (au stade post-larvaire) ; leurs fonctions n'est pas encore comprise.
Selon l'Agence européenne de l'environnement, faute de données suffisantes, le statut de menace ou de rareté de cette espèce n'a pas pu être évalué, et l'espèce n'est citée par aucun texte réglementaire européen.
Elle est rare ou absente dans certains milieux et abondante dans d'autres (1,7 g de matière sèche par mètre carré mesurés en octobre (pic de biomasse) dans une mare acide à sphaignes) du centre du New Hampshire aux États-Unis étudiée par Frost & al (1982).
Selon Frost (1982), sur un même site non perturbé, la biomasse globale est globalement conservée d'une année sur l'autre, avec un maximum en octobre (pour le centre du New hampshire) grâce à une croissance rapide au printemps et en été (10 mg d'éponge gemmulées pourraient du printemps à l'automne produire 18 grammes d'éponge.
En hiver, les éponges gemmulées, même dont celles qui sont attachés à des macrophytes tombent sur les sédiments de fond, avec une forte mortalité durant cette période pour les éponges qui sont enfouies sous le sédiment, les gemmules ne pouvant alors éclore et survivre.
Les éponges provenant de larves produites sexuellement seraient moins susceptibles de survivre à l'hiver selon Frost (1982).
L'état des populations d'éponges d'eau douce, en particulier pour les plus rares est mal connu. Mais on sait que certains polluants affectent leur développement ou la production de gemmules ou les tuent (certains pesticides, biocides et métaux lourds).
L'exposition expérimentale à l'antibiotique puromycine montre un arrêt total de production du squelette, ou à très faible dose des anomalies dans la production des spicules.En laboratoire, des Ephydatia fluviatilis d'origine nord américaine exposées à du cadmium et du mercure (de 1,000 à 0,001 ppm durant un mois) montrent une réponse progressive corrélée à ces polluants : la colonie survit aux faibles doses (avec gemmules normales, gemmosclérées) ; puis des doses un peu plus élevées induisent des gemmules mal gemmosclérées et la mort de la colonie
