Apprendre à mieux comprendre le langage des algues

Les algues peuvent-elles parler ? « Eh bien, bien qu’elles n’aient ni bouche ni oreilles, les algues communiquent toujours avec leur propre espèce et avec d’autres organismes de leur environnement. Elles le font avec des substances organiques volatiles qu’elles libèrent dans l’eau », explique le Dr Patrick Fink, un écologiste de l’eau sur le site de Magdeburg de l’UFZ.

Ces signaux chimiques sont connus sous le nom de COVB (composés organiques volatils biogéniques) et sont l’équivalent des odeurs dans l’air avec lesquelles les plantes à fleurs communiquent et attirent leurs pollinisateurs. Lorsqu’elles sont attaquées par des parasites, certaines espèces végétales dégagent des odeurs qui attirent vers elles les ennemis naturels des parasites.

« Les algues utilisent également de telles interactions et mécanismes de protection », explique Fink. « Après tout, ils font partie des organismes les plus anciens de la Terre, et la communication chimique est la forme la plus originale d’échange d’informations dans l’histoire de l’évolution. Cependant, nos connaissances dans ce domaine restent encore très fragmentaires. »

Patrick Fink est l’auteur correspondant de l’article récemment paru dans Examens biologiquesoù il a résumé l’état actuel de la recherche sur la communication chimique des algues.

« Par exemple, nous savons par des investigations en laboratoire que certaines espèces de cyanobactéries éloignent les puces d’eau en libérant des COVB dans l’eau. Ce signal agit apparemment comme un répulsif et a une vraie valeur ajoutée pour les algues, à savoir celle d’une protection efficace contre le pâturage,  » dit Finck.

En revanche, on ne comprend pas encore pourquoi certaines algues d’eau douce qui poussent sous forme de biofilms sur des rochers ou des coquilles de coquillages, par exemple, libèrent des BVOCS lors du pâturage par des escargots d’étang. Parce que : Ces signaux chimiques attirent plus d’escargots. « Les escargots de bassin utilisent très clairement les BVOC à leur avantage, mais on ne sait toujours pas quelle fonction ils remplissent réellement pour les algues », déclare Fink.

Un exemple venu de l’océan : Une floraison de diatomées représente un véritable festin pour les copépodes. Cette riche offre de nutriments devrait assurer la croissance ultérieure de leur population. Cependant, ce n’est pas le cas.

« Bien que les copépodes soient bien nourris, leur frai qu’ils transportent avec eux dans leur sac à œufs est sérieusement menacé. Parce que les BVOCS des diatomées entravent la division cellulaire et perturbent ainsi le développement embryonnaire », explique Fink. « De cette façon, les diatomées empêchent une prédation excessive sur leurs descendants, assurant ainsi la préservation de leur espèce. »

Le langage des algues a été détecté pour la première fois dans les enquêtes sur les macroalgues au début des années 1970.

« Les macroalgues, comme le fucus vésical également connu des côtes allemandes, se reproduisent en libérant des gamètes dans l’eau. Les gamètes mâles et femelles libèrent chacun des phéromones afin qu’ils puissent également se retrouver dans l’immensité de l’océan », explique le Dr. Mahasweta Saha, écologiste en chimie marine au Plymouth Marine Laboratory (PML) en Grande-Bretagne. « C’était la première indication que les algues communiquaient via des signaux chimiques et qu’elles remplissaient des fonctions écologiques importantes. »

Dans leur publication, le duo d’auteurs fait référence à l’effet vraisemblablement significatif du BVOCS au sein des écosystèmes aquatiques, identifie les lacunes dans les connaissances et indique d’éventuels futurs domaines de recherche tels que les processus de coévolution entre les émetteurs et les récepteurs de signaux ou les conséquences des changements de l’environnement causés par l’homme sur les écosystèmes aquatiques. écosystèmes.

« En tant que producteurs primaires, les algues constituent la base de la vie de tous les réseaux trophiques aquatiques », explique Fink. « Il est donc important que nous apprenions à mieux comprendre la communication chimique des algues et leurs relations fonctionnelles de base dans les écosystèmes aquatiques. »

Les auteurs pensent qu’une meilleure compréhension du langage des algues pourrait également avoir des applications techniques utiles, telles que l’utilisation de signaux chimiques pour dissuader les parasites, réduisant ainsi l’utilisation de produits pharmaceutiques en aquaculture. Une meilleure compréhension des voies de communication chimiques est également importante pour permettre le développement de stratégies environnementales plus efficaces.

« Nous ne pouvons pas protéger les eaux si nous ne comprenons pas le fonctionnement de leurs mécanismes de régulation internes », déclare Fink. Les premières études montrent que le processus de communication chimique des algues marines est perturbé par l’acidification croissante des océans due au changement climatique.

« Il est également fort probable qu’il y ait des interactions entre les micropolluants d’origine humaine et les COVB algaux. Cela perturbe les processus de communication chimique finement équilibrés qui sont restés stables sur de longues périodes – ce qui peut avoir de graves conséquences sur le fonctionnement des écosystèmes aquatiques,  » Prévient Fink.