Les mangroves et les palmiers sont les caractéristiques du Sunshine State, non seulement pour leur beauté, mais aussi pour leur immense importance pour les côtes de la Floride.
Les mangroves sont cruciales car elles protègent naturellement les côtes des dommages causés par les tempêtes et servent d’habitats vitaux pour la faune dans le monde entier.
Des scientifiques de l’Université de Floride centrale travaillent à préserver les mangroves de Floride et du monde entier d’une variété de champignons pathogènes de plus en plus répandue qui restent dormants mais deviennent actifs lorsque l’arbre est exposé à des facteurs de stress tels que les fluctuations de température, les parasites ou d’autres maladies.
La maladie n’a pas encore de nom officiel, mais les scientifiques l’appellent « Mangrove CNP ». Elle est causée par un groupe de champignons pathogènes, dont Curvularia, Neopestalotiopsis et Pestalotiopsis, qui provoquent un jaunissement et des taches, et affaiblissent progressivement la mangrove jusqu’à sa mort.
Melissa Deinys, chercheuse de premier cycle à l’UCF, et Jorge Pereira, assistant de recherche diplômé de l’UCF, travaillent pour inverser la tendance en développant et en testant un cocktail nutritionnel prometteur composé de nanoparticules pour renforcer les mangroves et lutter contre les agents pathogènes. Le travail est mené par le centre Materials Innovation for Sustainable Agriculture (MISA) du professeur Swadeshmukul Santra de l’UCF, qui est un centre d’excellence reconnu par le ministère américain de l’agriculture et l’Institut national de l’alimentation et de l’agriculture.
En 2019, Deinys a identifié pour la première fois le parc national des mangroves de Floride comme étant à l’origine de la disparition des mangroves, grâce à son travail avec le jardin botanique tropical Fairchild. Plus tard, le Marine Resources Council, une organisation à but non lucratif dédiée à la protection et à la restauration de l’Indian River Lagoon en Floride, a vérifié et cité ses efforts.
Deinys et ses collaborateurs du MRC et du Fairchild Tropical Botanic Garden ont déterminé qu’environ 80 % des mangroves qu’ils avaient échantillonnées étaient positives pour au moins une des espèces de pathogènes fongiques. Elle dit qu’ils ont échantillonné plus de 130 mangroves entre les populations de mangroves de l’Indian River Lagoon et de Miami.
Les chercheurs traitent les mangroves en les trempant dans une solution nutritive appelée « Mag Sun » (MgSuN), qui est composée de nanoparticules de magnésium et de soufre. Le mélange est une amélioration de la formule d’un ancien étudiant diplômé qui détruisait les bactéries sur les tomates, explique Pereira.
« Nous avons choisi le magnésium parce qu’il est plus respectueux de l’environnement et que les plantes ont besoin de beaucoup de magnésium », explique-t-il. « J’ai combiné notre formule à base de magnésium avec un polysulfure de sodium. Le soufre est l’un de ces éléments omniprésents dans l’environnement. L’idée est de combiner les deux pour améliorer la capacité antimicrobienne des bactéries et des champignons, et de fournir également des nutriments essentiels aux plantes afin qu’elles puissent devenir plus vertes et plus feuillues. »
Lors des tests en laboratoire, les chercheurs affirment avoir observé une inhibition de la croissance allant jusqu’à 95 % lors d’un traitement avec MgSuN à des concentrations variables par rapport au témoin non traité.
La formule agit comme une sorte d’antibiotique et de multivitamine, et elle a montré un grand potentiel pour renforcer la santé des mangroves infectées dans les pépinières de Floride, explique Pereira.
« Nous avons fait quelques expériences et nous avons testé le produit in vitro et sur des plantes », explique-t-il. « Nous travaillons avec les pépinières et nous avons constaté que le produit tue les agents pathogènes sans effets néfastes sur les mangroves tout en améliorant leur santé. Elles sont magnifiques après le traitement. »
Deinys poursuit son travail avec le Fairchild Tropical Botanic Garden, le MRC et les pépinières à travers la Floride tout en maintenant le cap sur son chemin vers l’obtention de son diplôme et en poursuivant ses recherches à l’UCF.
Elle a commencé à étudier les agents pathogènes fongiques en 2018 à Miami avant de s’inscrire à l’UCF et a vu les mangroves devenir de plus en plus affectées par la nature opportuniste des agents pathogènes.
« De retour au jardin botanique où j’ai commencé, je voyais que les plantes étaient porteuses de ces agents pathogènes, mais pas au point de les rendre aussi néfastes que nous le voyons aujourd’hui disparaître », explique-t-elle. « Une pépinière de mangroves [The Marine Resources Council] « Les autorités nous ont contactés et nous ont dit qu’ils avaient été infestés d’insectes et que toute la population avait été décimée par l’agent pathogène. Nous recevons également des rapports d’endroits comme Tampa qui indiquent que les zones où le ruissellement est plus important connaissent une détérioration liée à l’agent pathogène plus importante qu’il y a 10 ans. »
Les champignons sont bien documentés depuis un certain temps, mais les changements de température volatils, les tempêtes fréquentes et d’autres facteurs de stress croissants ouvrent la porte à l’invasion des mangroves par les champignons, explique Deinys.
« On les appelle opportunistes, et ce n’est pas pour rien », explique-t-elle. « Ils voient un changement dans la plante et c’est à ce moment-là qu’ils commencent à agir. »
Selon Deinys, la manière dont les agents pathogènes sont transmis reste encore incertaine. Les chercheurs émettent l’hypothèse qu’ils peuvent être introduits par l’eau, le vent ou les insectes, mais des études plus approfondies sont nécessaires pour déterminer comment ils sont transmis, car ils constituent une menace pour la santé des mangroves.
« Il faut étudier toutes les possibilités pour déterminer quel est le vecteur », explique Deinys. « Nous avons vu des articles et des publications dans d’autres pays qui ont montré la présence de ces agents pathogènes depuis longtemps. Cela a été difficile car il y a un fossé entre les communautés de mangroves, car nous vivons à des mondes différents et parlons des langues différentes. »
La solution nutritive MgSuN est un traitement, mais pas un remède, explique Deinys. Il existe encore de nombreux facteurs de stress qui doivent être gérés et atténués, comme la destruction de l’habitat causée par l’homme, en plus du traitement des agents pathogènes.
« Je pense qu’il y a un gros effort de restauration à faire pour repeupler les mangroves », dit-elle. « Mais nous devons d’abord examiner la santé de ces mangroves et celle de l’écosystème avant de déterminer ce que nous devons faire de plus. Nous travaillons avec des pépinières de mangroves pour voir si nous pouvons développer ensemble des solutions. »
L’entretien et la restauration des mangroves sont un élément essentiel de la gestion écologique, et c’est une passion que Deinys espère poursuivre tout au long de sa carrière.
« J’ai commencé ce projet en première année », dit-elle. « Je ne voulais pas abandonner ce que je faisais et je suis venue ici avec une mission. J’ai rencontré le Dr Santra, notre chercheur principal, et il a voulu m’aider. Il m’a donné beaucoup de liberté et je lui en suis vraiment reconnaissante. »
Deinys dit que ses recherches à l’UCF ont été incroyablement gratifiantes.
« J’ai découvert ici un esprit de communauté », dit-elle. « J’ai rejoint le laboratoire et j’ai eu l’impression de retrouver ma famille. C’est l’une des meilleures choses que j’ai retirées de cette expérience. C’est l’une des passions de ma vie et j’espère que je continuerai à participer à ce projet même après. »
Santra est encouragé par les recherches menées par Pereira et Deinys, et il espère qu’elles continueront à renforcer les écosystèmes de mangrove.
« Le centre MISA de l’UCF se consacre à la résolution des problèmes mondiaux qui menacent la durabilité agricole », explique-t-il. « Nous sommes ravis d’avoir un nouvel outil de protection des cultures dans notre boîte à outils pour protéger les mangroves. Je vois l’avenir de MagSun comme un fongicide à large spectre, où les matériaux GRAS (Generally Recognized As Safe) sont renforcés par la nanotechnologie. »
D’autres études sont nécessaires pour identifier les facteurs de stress qui affectent le plus les mangroves afin que les scientifiques puissent mieux les préserver, explique Pereira.
« Il est très important de comprendre les facteurs de stress, et nous devons vraiment déterminer s’il s’agit d’un changement de température, d’un ruissellement ou d’un pathogène supplémentaire », dit-il. « En attendant, nous devons faire quelque chose pour empêcher que ces dommages ne se produisent. »