Equipe Physiologie des Algues et Environnement Abiotique

Présentation

Les macroalgues sont des organismes photosynthétiques sessiles qui constituent la flore de la zone intertidale, un environnement intermédiaire entre le milieu terrestre et le milieu marin. Il s'agit d'un habitat rude pour ces organismes qui ont à faire face aux contraintes liées à ces deux types de milieu.

Il existe trois types de macro-algues: les vertes, les rouges et les brunes. Dans l'équipe, nous travaillons sur les deux derniers types, en se focalisant sur l’espèce Chondrus crispus pour les rouges et sur le genre Ectocarpus pour les brunes. Même si ces algues co-existent sur le rivage, ces organismes appartiennent à des lignées évolutives distinctes: les algues rouges sont issues d’une endosymbiose primaire, tandis que les algues brunes sont apparues après endosymbiose secondaire d'une algue rouge. En raison de cette riche histoire évolutive, les macroalgues rouges et brunes possèdent des métabolismes uniques (voir la partie métabolisme général).
Dans l'équipe, nous étudions comment les algues brunes et rouges font face aux changements fréquents de leur habitat, notamment au niveau des paramètres abiotiques (salinité, température par exemple) ; on parle alors d’acclimatation. Nous travaillons aussi à la caractérisation de certains écotypes d'algues brunes et rouges, pour comprendre comment ils sont parvenus à coloniser des habitats particuliers ; on parle alors d’adaptation. Pour décrypter les mécanismes qui sous-tendent ces phénomènes, nous mettons en œuvre des approches de génomique fonctionnelle complétées par des observations phénotypiques.

Pourquoi étudier la réponse aux stress abiotiques et faire de la génomique fonctionnelle chez les macroalgues?

Les stress de type abiotique sont des contraintes imposées par des facteurs physico-chimiques au sein de l'écosystème des algues, par exemple des changements de salinité, de température, une diminution de la quantité en nutriments, ou la dessication. La zone intertidale est un environnement très dynamique avec des changements drastiques, pas seulement liés au cycle jour-nuit (cycle diurnal), mais aussi en raison des changements du cycle lunaire et à travers le rythme des marées. Les mécanismes mis en jeu aux niveaux cellulaires et moléculaires par ces organismes pour s’acclimater à ces modifications fréquentes de leur environnement sont peu connus, même s’il semble logique de penser que leur capacité à survivre dans la zone intertidale est dans une large mesure déterminée par leur résistance aux stress abiotiques.

Dans ce cadre, la mise en place d’approches de génomique fonctionnelle à différents débits, et basées sur l'information génomique obtenue pour l’algue brune Ectocarpus siliculosus et l’algue rouge Chondrus crispus, permet de mieux appréhender et comprendre les mécanismes impliqués dans la réponse aux stress abiotiques.

Nos activités de recherche

Métabolisme primaire chez les algues rouges et brunes:
Les algues possèdent des originalités quant à leur métabolisme primaire et secondaire. Par exemple, les polysaccharides de stockage sont la laminarine et le mannitol chez les algues brunes, et l’amidon floridéen chez les algues rouges. La paroi cellulaire contient des alginates chez les brunes et des carraghénanes ou de l’agar chez les rouges, qui ont un rôle physiologique équivalent à la pectine des végétaux terrestres. De plus, elles ont un métabolisme des composés halogénés très développé, et qui peut, en fonction des conditions environnementales, être à la base de la formation des nuages en zone intertidale.

 

L’Acclimatation est le fait, pour un organisme vivant, de s'adapter à un changement durable de son environnement, par exemple au niveau climatique (température, humidité, ressources). L'acclimatation se déroule sur une période courte, au plus égale à la durée de vie de l'organisme.
Dans notre contexte, nous étudions la réponse à court terme, c'est-à-dire après des traitements de quelques heures.

L’Adaptation est un processus d’évolution par lequel une population devient plus apte à vivre dans un certain habitat. Ce phénomène se déroule sur un grand nombre de générations.
Dans l’équipe, nous travaillons notamment sur un écotype euryhalin d’Ectocarpus qui peut se développer et croitre dans de l’eau de mer diluée et non-diluée.

Introduction à la génomique
Les génomes constituent le patrimoine génétique des organismes. Actuellement, les ressources génomiques sont utilisées pour répondre à un certain nombre de questions en biologie, parmi lesquelles l’évolution et l’écologie. L’accès à la séquence du génome d’un organisme est par conséquent un avantage certain pour développer plusieurs types d’approche. Considérant le déficit qu’il y avait à ce niveau là pour les algues rouges et brunes, l’UMR 7139, dont notre équipe, a beaucoup investi pour le séquençage du génome de l’algue brune Ectocarpus siliculosus et de l’algue rouge Chondrus crispus.

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