Selon une nouvelle étude de l’Université de Tokyo, le changement climatique pourrait surexposer de rares boules d’algues « marimo » sous-marines à la lumière du soleil, les tuant. Les marimo sont des boules vivantes et moelleuses d’algues vertes. Le plus grand marimo du monde se trouve dans le lac Akan à Hokkaido, l’île principale du nord du Japon.
Ici, ils sont abrités de trop de soleil hivernal par une épaisse couche de glace et de neige, mais la glace s’amincit en raison du réchauffement climatique. Les chercheurs ont découvert que les algues pouvaient survivre à une lumière vive jusqu’à quatre heures et se rétabliraient si elles étaient ensuite placées sous une lumière modérée pendant 30 minutes. Cependant, les algues sont mortes lorsqu’elles ont été exposées à une lumière vive pendant six heures ou plus. L’équipe espère que cette découverte mettra en évidence la menace du changement climatique pour cette espèce en voie de disparition et le besoin urgent de protéger son habitat.
Certaines personnes ont des chats, d’autres des cailloux, mais qu’en est-il des algues ? Les marimo sont des boules vertes moelleuses et spongieuses d’algues sous-marines qui sont devenues populaires auprès des touristes, des amoureux de la nature et des propriétaires d’aquarium. Ils varient en taille d’environ un pois à un ballon de basket et se forment naturellement lorsque des brins flottants de l’algue Aegagropila linnaei sont regroupés par le doux mouvement de roulement de l’eau du lac.
On ne les trouve que dans quelques pays et le plus grand marimo, trouvé dans le lac Akan, peut atteindre 30 centimètres de diamètre. Au Japon, ils sont si populaires qu’ils ont leur propre festival annuel, des produits dérivés et même une mascotte. Cependant, les marimo sont une espèce en voie de disparition et, à l’échelle mondiale, leur nombre est généralement en déclin.
Marimo dépend des nutriments et de la photosynthèse pour survivre. Leur déclin est généralement attribué à l’intervention humaine altérant ou polluant les lacs d’eau douce dans lesquels ils vivent. Cependant, il n’y a pas eu beaucoup de recherches sur l’effet de la modification de l’accès à la lumière du soleil.
« Nous savons que le marimo peut survivre à la lumière du soleil dans les eaux chaudes de l’été, mais les propriétés photosynthétiques du marimo à basses températures hivernales n’ont pas été étudiées, nous avons donc été fascinés par ce point », a déclaré le professeur adjoint du projet Masaru Kono de la Graduate School of Science. à l’Université de Tokyo. « Nous voulions savoir si Marimo pouvait le tolérer et comment il réagissait à un environnement à basse température et à haute intensité lumineuse. »
Kono et son équipe ont visité la baie Churui du lac Akan en hiver pour mesurer la température et l’intensité lumineuse sous l’eau, avec et sans couverture de glace. Tout d’abord, ils ont percé un petit trou dans la glace à 80 mètres au large, puis ont creusé un grand carré de 2,5 mètres sur 2,5 mètres pour prendre des mesures. Ils ont également soigneusement collecté plusieurs balles de marimo de la taille d’un lancer de poids (10 à 15 cm) à la main.
De retour à Tokyo, l’équipe a recréé les conditions environnementales en utilisant des plateaux de glace fabriqués avec une machine à glaçons et des lampes LED blanches. Des brins d’algues ont été retirés des boules de marimo et testés pour leur capacité photosynthétique normale. Ils ont ensuite été placés dans des récipients dans la glace sous la lumière artificielle, qui a été ajustée pour briller à différentes intensités pendant différentes périodes de temps.
« Nous avons démontré une nouvelle découverte selon laquelle les cellules endommagées de marimo peuvent se réparer même après une exposition à une forte lumière du jour simulée pendant jusqu’à quatre heures à des températures froides (2 à 4 degrés Celsius), lorsqu’elle est suivie d’une exposition à la lumière modérée pendant seulement 30 minutes. Cette lumière modérée la lumière avait un effet réparateur qui ne se produisait pas dans l’obscurité. Cependant, lorsqu’elles étaient exposées à une forte lumière du jour pendant six heures ou plus, certaines cellules impliquées dans la photosynthèse étaient endommagées et les algues mouraient, même après avoir été traitées avec une lumière modérée », a expliqué Kono.
« Ces résultats suggèrent que la photoinhibition (l’incapacité à photosynthétiser en raison de dommages cellulaires) serait une menace sérieuse pour marimo dans le lac Akan, qui reçoit plus de 10 heures de soleil par jour en hiver, si le réchauffement climatique se poursuit et que la couverture de glace recule. »
Ensuite, l’équipe veut savoir ce qui arriverait aux boules de marimo entières et si le résultat serait le même qu’avec les fils plus petits.
« Dans la présente étude, nous avons utilisé des cellules filamenteuses disséquées, nous n’avons donc pas pris en compte les effets de la structure du marimo sphérique et comment il pourrait protéger contre l’exposition à la lumière vive. Cependant, si les dommages aux cellules de surface augmentent sous une exposition plus longue à la lumière directe du soleil, dans un cas extrême, cela peut affecter le maintien de leurs corps ronds et entraîner la disparition du marimo géant. Nous devons donc surveiller en permanence les conditions au lac Akan à l’avenir », a déclaré Kono.
Kono espère que cette recherche aidera les gouvernements locaux et nationaux à comprendre le besoin urgent de protéger les marimo uniques du Japon et leur habitat. « Nous espérons également que ce sera l’occasion pour tous de réfléchir sérieusement aux effets du réchauffement climatique », a-t-il déclaré.
Le document est publié dans le Journal international des sciences moléculaires.
Plus d’information:
Akina Obara et al, Effets de l’irradiance élevée et de la basse température de l’eau sur la photoinhibition et la réparation des photosystèmes à Marimo (Aegagropila linnaei) dans le lac Akan, Japon, Journal international des sciences moléculaires (2022). DOI : 10.3390/ijms24010060