Une nouvelle étude de Florida Tech étudie les relations symbiotiques entre les bactéries et les algues qui peuvent déclencher l’apparition ou l’aggravation de proliférations d’algues nuisibles.
Le document de recherche, « La libération in situ des populations d’efflorescences algales et le rôle des communautés procaryotes dans leur établissement et leur croissance », a été rédigé par le professeur d’ingénierie océanique et de sciences marines Kevin Johnson, ancien élève de Florida Tech Xiao Ma du South China Sea Institute of Laboratoire d’océanologie et de science et d’ingénierie marines du Sud du Guangdong, ainsi que des chercheurs de l’Académie des sciences de l’Université de Chine. L’article sera publié dans l’édition de juillet de la revue Recherche sur l’eau.
La recherche a permis de mieux comprendre comment les floraisons commencent. Comprendre cela permet aux chercheurs d’explorer ensuite comment ils évoluent en efflorescences algales nuisibles (HAB), qui affectent la vie marine et la qualité de l’eau dans les lacs et les estuaires du monde entier. L’équipe a étudié ce qui facilitait l’initiation de la floraison, en examinant les floraisons à leurs premiers stades avant qu’elles ne puissent causer des dommages.
Selon Johnson, les HAB dans le lagon de la rivière Indian ont tué environ 60 000 à 70 000 acres d’herbes marines en bloquant la lumière solaire vitale. Les herbiers marins sont un habitat essentiel pour les poissons et les petits animaux, et une source de nourriture pour de nombreux brouteurs de l’océan tels que les lamantins. La perte d’herbiers laisse présager l’effondrement d’un écosystème côtier économiquement et écologiquement important.
« La plupart des efflorescences nuisibles locales sont les algues qui fleurissent de manière incontrôlable, bloquant la lumière et appauvrissant l’oxygène », a déclaré Johnson. « Ils sont tellement incontrôlables qu’ils envahissent la colonne d’eau. Les autres choses qui y vivent habituellement sont supprimées et étouffées, et l’eau devient opaque, verdâtre ou brunâtre. »
En plus des facteurs physiques et environnementaux contrôlant la prolifération d’algues, l’équipe a maintenant la preuve que les bactéries vivant dans la colonne d’eau aident les algues en produisant les vitamines et les nutriments dont elles ont besoin. À leur tour, les algues convertissent ces nutriments en formes utiles aux bactéries. C’est un cercle serré de symbiose.
La disponibilité de l’azote joue un rôle important dans la santé du lagon. Sans azote d’origine humaine, tel que des engrais ou d’autres polluants, les algues ne peuvent pas fleurir, la colonne d’eau reste claire et les herbiers marins ont suffisamment de lumière solaire pour se développer. Johnson a déclaré qu’il y avait beaucoup d’azote dans les environs en l’absence de pollution, mais que la forme courante n’est pas utile à la plupart des vies dans le lagon.
« L’azote est partout mais il est sous la mauvaise forme », a-t-il déclaré. « Sans les bactéries convertissant cet azote, les algues sont très limitées dans leur capacité de floraison. Dans un estuaire non pollué, la fixation bactérienne de l’azote permet des proliférations d’algues occasionnelles. Cependant, dans un estuaire eutrophe, où les nutriments en excès d’origine humaine sont abondants, les proliférations d’algues sont plus fréquentes et plus graves, atteignant des niveaux nocifs.Ces nutriments excédentaires vont inclure beaucoup d’azote qui est déjà de l’azote organique, ce qui signifie qu’il a déjà été fixé ou converti en une forme que les algues peuvent utiliser.Les estuaires du monde entier ont problèmes similaires. »
L’équipe espère que le travail effectué dans cet article fournira une meilleure compréhension des relations complexes entre les bactéries et les algues, et les nutriments qu’ils partagent les uns avec les autres. Cela pourrait donner un aperçu des récentes proliférations d’algues et des décès de poissons qui en résultent et qui sévissent dans le lagon de la rivière Indian.
« Je pense qu’il est presque certain que la communauté bactérienne et les proliférations d’algues nuisibles dans la lagune d’Indian River sont liées, et nous ne savons pas quelle est cette relation », a déclaré Johnson. « J’aimerais comprendre cette symbiose et comment les bactéries pourraient contrôler les proliférations d’algues nocives dans l’IRL. Sans comprendre ce que font les bactéries, nous n’avons qu’une partie de l’histoire. »
Xiao Ma et al, La libération in situ des populations d’efflorescences algales et le rôle des communautés procaryotes dans leur établissement et leur croissance, Recherche sur l’eau (2022). DOI : 10.1016/j.watres.2022.118565