Dr Sakina-Dorothée AYATA

Maître de Conférences HDR en écologie marine

Sorbonne Université - Laboratoire d'Océanographie de Villefranche-sur-Mer (LOV), en délégation CNRS à l'Institut de Systématique Evolution Biodiversité (ISYEB, Muséum National d'Histoire Naturelle)

Évolution, diversité et rôle des diatomées dans l’océan : une synthèse des travaux récents.

Les diatomées contribuent à environ 1/5 de la production primaire globale. Dans les océans, elles sont particulièrement abondantes dans les écosystèmes côtiers productifs, aux hautes latitudes et dans les filaments et les tourbillons océaniques. Elles contribuent également aux blooms saisonniers. En tant que producteurs primaires, les diatomées génèrent donc une partie de la matière organique et de l’énergie qui approvisionnent les réseaux trophiques marins. Elles facilitent aussi l’export de carbone et de silice vers le fond de l’océan.

Ce séminaire présentera une synthèse des travaux récents sur les diatomées marines, et en particulier sur leur évolution, leur diversité, et leur contribution aux cycles biogéochimiques. Il sera ainsi question de leur histoire évolutive et des mécanismes adaptatifs responsables de leur succès écologique, révélés par le séquençage de leur génome. Leur diversité et leur distribution à l’échelle de l’océan global sera décrite, en particulier à partir des données acquises dans le cadre de Tara Oceans. Leur impact sur les cycles biogéochimiques en fonction de leur taille, de leur morphologie, de leur stratégie d’histoire de vie (comme la formation d’agrégats ou de spores dormantes) et de leur composition élémentaire sera discuté. Enfin, la distribution et le rôle écologique de Minidiscus, la plus petite des diatomées du monde (<2 μm), seront aussi présentés.

Dr Michael DANGER

Maître de Conférences HDR en écologie aquatique

Université de Lorraine, Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux (LIEC), membre Junior de l’Institut Universitaire de France (IUF), Metz, France

Ce qui est rare est cher : rôles des diatomées dans les cours d'eau de tête de bassin versant forestier.

Les cours d’eau forestiers de tête de bassin versant sont des écosystèmes importants, fournissant à la fois des eaux de qualité et des ressources trophiques essentielles aux écosystèmes aval, tout en représentant des refuges intéressants pour la biodiversité. Leur fonctionnement a longtemps été considéré comme étant majoritairement basé sur des apports de carbone détritique terrestre (feuilles mortes, bois mort), réduisant la production primaire autochtone à un processus négligeable. Néanmoins, un nombre croissant d’étude montre que les biofilms phototrophes, souvent riches en diatomées, pourraient impacter significativement le fonctionnement de ces écosystèmes. En particulier, le relargage d’exsudats par les diatomées, stimulé par la pauvreté des eaux en éléments minéraux essentiels, est susceptible de moduler fortement la décomposition du carbone détritique terrestre, en stimulant ou parfois inhibant ce processus. De plus, les diatomées représentant une ressource trophique de qualité (par ex. riche en nutriments et en acides gras essentiels), leur ingestion par les consommateurs supérieurs pourrait accroître fortement la production secondaire dans ces écosystèmes. Une diminution de la proportion de diatomées dans les biofilms phototrophes, causée par les multiples stresseurs auxquels sont actuellement soumis ces milieux, pourrait ainsi impacter le fonctionnement de ces écosystèmes. En conclusion, bien que faiblement présentes relativement aux microorganismes décomposeurs (champignons et bactéries), les diatomées benthiques pourraient représenter un maillon essentiel, mais trop longtemps négligé, du bon fonctionnement des ruisseaux forestiers.

Dr Floriane LARRAS

Chercheure post-doctorale en écotoxicologie aquatique, lauréate du programme européen Marie Sklodowska-Curie

Helmholtz-Zentrum für Umweltfroschung (UFZ), Leipzig, Allemagne

Diatomées benthiques et approches omics : applications et perspectives

L'émergence récente des méthodes « omics » a permis d’explorer le vivant à une échelle plus fine et a ouvert de nouvelles perspectives dans le domaine de l’hydrobiologie et de l’écotoxicologie. L’étude du génome, du transcriptome et du métabolome des microalgues a connu un réel essor ces dernières années afin de mettre en évidence des liens entre structure moléculaire des communautés environnementales et qualité de l’eau ou encore entre réponse fonctionnelle (e.g. métabolisme) et micropolluants. Même si l’utilisation de ces méthodes implique encore certains inconvénients techniques, leur utilisation en complément des méthodes plus classiques (e.g. morphologie, mesure de la photosynthèse) constitue un véritable atout.

Cette présentation visera à exposer les différentes méthodes « omics » aujourd’hui disponibles ainsi que leur potentiel dans le cadre des études portant sur les diatomées benthiques. Dans un premier temps, leur rôle en hydrobiologie sera illustré par les résultats obtenus lors du suivi des communautés de diatomées benthiques dans les cours d’eau Allemands contaminés en pesticides (metabarcoding). Dans un deuxième temps, leur potentiel en écotoxicologie sera illustré par les résultats acquis lors d’une expérience visant à caractériser la réponse conjointe du transcriptome et du métabolome des microalgues aux herbicides. Les limites majeures associées à ces méthodes seront également abordées tout comme les pistes envisagées pour intégrer les réponses moléculaires dans le processus d’évaluation du risque écologique.

Dr Jean-Luc MOUGET

Professeur en écologie et physiologie des microalgues

Université du Maine, Laboratoire Mer Molécules Santé (MMS), Le Mans, France

Navicule bleue et huîtres vertes : comment faire du neuf avec du vieux !

La diatomée Haslea ostrearia a longtemps été considérée comme étant la seule microalgue apte à produire un pigment surnuméraire bleu nommé marennine. Ce pigment hydrosoluble, connu pour son rôle dans le verdissement des branchies des huîtres affinées dans les bassins ostréicoles, possède également des propriétés bioactives qui en font une molécule à haute valeur ajoutée avec un fort potentiel d’intérêt industriel. Depuis une dizaine d’années, plus de 5 autres espèces appartenant au genre Haslea et capables de produire des pigments de type marennine ont été identifiées en divers points du globe.

Cette présentation aura pour objectif de faire le point sur les connaissances actuelles sur la diversité biologique et chimique des diatomées bleues du genre Haslea. Le rôle écologique de ces pigments, les mécanismes de sa production ainsi que les facteurs influençant celle-ci seront détaillés. Enfin les applications industrielles potentielles (aquaculture, cosmétique, alimentation, santé) découlant de sa production à grande échelle seront également présentées.

Dr Isabelle LAVOIE

Professeure-chercheuse en biosuivi des écosystèmes d'eau douces

Institut national de la recherche scientifique, centre Eau Terre Environnement (INRS-ETE), Québec, Canada

A la découverte des diatomées : microtechnologie 100% naturelle aux usages multiples !

Les diatomées (Bacillariophycées) sont des algues microscopiques unicellulaires riches en espèces dont les fossiles les plus anciens remontent au Crétacé, il y a plus de 180 millions d’années. Charnières de la chaîne alimentaire aquatique, les diatomées sont également responsables d’environ 20% de la fixation globale du carbone et d’environ 20% de la production d’oxygène atmosphérique. Lors d’une promenade en bordure d’un lac ou d’une rivière, les diatomées vous apparaîtront comme un film brunâtre et gélatineux à la surface des cailloux… attention, glissant!

Les diatomées possèdent la caractéristique très particulière d’arborer un squelette externe en verre. C’est à l’intérieur de cette armure vitrée que se trouve le contenu cellulaire de l’organisme. Chaque espèce de diatomées se démarque par l’unique ornementation de sa coquille de verre (et par son ADN bien sûr), permettant ainsi l’identification au microscope.

Ces petites boîtes de verre ont aussi une personnalité d’une versatilité à tout casser. En plus d’être un élément clé au bon fonctionnement de notre planète, les diatomées s’infiltrent incognito dans notre quotidien. En effet, vu leur nature poreuse, elles excellent comme matière filtrante, absorbante et isolante. Les diatomées sont utilisées lors de la production de vin, de bière et de jus ainsi que pour le raffinage du sucre. Leur squelette de vitre offre un pouvoir abrasif intéressant pour le polissage de métaux et la fabrication de détergents. Les diatomées entrent comme ingrédient de choix dans la fabrication de céramique, d’émail et de porcelaine. Elles servent également d’agent de remplissage dans la production de papier, de peinture, de plastique, de béton et même de dynamite! Insecticide d’une efficacité incontestée, la poudre de diatomées (diatomite) vient même à la rescousse de votre potager, assiégé par une infestation d’insectes. La coquille de verre de ces êtres microscopiques comporte également des propriétés optiques spectaculaires offrant une nanotechnologie 100% naturelle.

Les diatomées sont aussi largement utilisées pour le suivi de l’état de santé des milieux aquatiques. C’est suite à l’identification de chaque espèce présente à un endroit et à la connaissance de leurs préférences et tolérances environnementales que l’on peut interpréter le message écologique livré par ces fascinants organismes.

Lors de cet événement, les diatomées vous seront présentées sous forme de communication vulgarisée permettant d’aborder brièvement une multitude d’aspects captivants liés aux diatomées et à leurs usages.