S’étendant sur environ un tiers de la côte est de la Floride, le lagon d’Indian River a fait face à de fréquentes proliférations d’algues nuisibles ces dernières années. Parmi elles, Pseudo-nitzschia spp., algue qui produit la neurotoxine acide domoïque.
L’acide domoïque peut se bioaccumuler dans les réseaux trophiques, provoquant des maladies et la mort d’organismes de niveau trophique supérieur tels que les mammifères marins et les oiseaux, et a été documenté chez les tortues de mer dans les eaux côtières de la Floride et chez les requins bouledogues dans le système Indian River Lagoon. Chez l’homme, la consommation de coquillages contaminés par l’acide domoïque peut provoquer des symptômes nocifs.
Contrairement à d’autres proliférations d’algues nuisibles, les pseudo-nitzschia ne sont pas bioluminescentes et ne provoquent pas de décoloration de l’eau ni de mortalité de gros poissons. Parce qu’il n’y a pas d’indices visuels évidents de ces efflorescences et que leur surveillance est basée sur les événements, il est difficile de documenter leur présence.
Des chercheurs du Harbour Branch Oceanographic Institute de la Florida Atlantic University ont mené la première étude moléculaire à grande échelle de l’acide domoïque produit à partir de Pseudo-nitzschia dans le lagon d’Indian River. Leurs résultats, publiés dans la revue Harmful Algae, suggèrent que l’acide domoïque pourrait constituer une menace importante pour l’écosystème du lagon.
Pour mieux comprendre l’écologie de Pseudo-nitzschia dans les parties centrale et méridionale du système de la lagune de la rivière Indian où la surveillance a été moins fréquente, les chercheurs ont prélevé des échantillons d’eau de surface à cinq endroits le long de la lagune entre octobre 2018 et mai 2020. Ils analysé 158 échantillons pour les concentrations de phytoplancton via des comptages cellulaires qui ont été collectés à 68 dates différentes. Une microscopie électronique à balayage a été réalisée sur du matériel de culture, ce qui leur a permis d’identifier morphologiquement six espèces distinctes de Pseudo-nitzschia et de les comparer aux données de séquençage.
Les résultats ont montré que la pseudo-nitzschia était présente dans 87% des échantillons, qui étaient associés à des eaux à salinité relativement élevée et à des températures fraîches. Tous les isolats ont démontré une toxicité et de l’acide domoïque a été trouvé dans 47 % des échantillons d’eau de surface. Bien que les concentrations de pseudo-nitzschia aient été plus importantes au cours de la première moitié de l’étude, les cellules étaient souvent présentes à des concentrations plus faibles tout au long de la période d’étude. Les différences notables entre le système de la lagune de la rivière Indian et d’autres plans d’eau où se produisent des proliférations de pseudo-nitzschia comprennent les températures de l’eau, la clarté de l’eau, les temps de résidence et la salinité.
« La présence fréquente de pseudo-nitzschia, y compris les concentrations au niveau de la floraison, que nous avons observées dans notre étude, pourrait conduire à l’intégration de l’acide domoïque dans le réseau trophique affectant les crustacés, les poissons, les oiseaux, les tortues de mer, les dauphins, les requins, les raies et les humains », a déclaré Malcolm McFarland, Ph.D., auteur principal et associé de recherche à la FAU Harbour Branch. « En tant que pépinière pour de nombreux organismes et soutenant une grande quantité de biodiversité, la présence d’acide domoïque pourrait avoir un impact négatif sur la biodiversité du système Indian River Lagoon. »
En plus d’une relation positive avec la salinité, les chercheurs ont également découvert que la pseudo-nitzschia avait une relation inverse avec la température. Cela suggère que Pseudo-nitzschia dans la lagune de la rivière Indian préfère des températures d’eau plus fraîches pour sa croissance. L’abondance des cellules de Pseudo-nitzschia était la plus élevée à la fin de l’automne, en hiver et au début du printemps, lorsque les températures dans le lagon sont plus fraîches. Certaines des abondances les plus élevées de Pseudo-nitzschia dans le système sud de la lagune de la rivière Indian se sont produites sur les sites d’échantillonnage les plus proches des criques.
« Compte tenu des caractéristiques du système de la lagune de la rivière Indian, telles que des températures d’eau chaudes, des nutriments élevés et des profondeurs peu profondes, nous pensons que Pseudo-nitzschia peut être une population résidente, c’est-à-dire présente toute l’année », a déclaré Stephanie Schreiber, première auteur et coordinateur des programmes et services de recherche à la FAU Harbour Branch. « Les résultats de notre étude suggèrent que la pseudo-nitzschia pourrait également être considérée comme un contributeur clé à la composition de la communauté de phytoplancton dans le système sud de la lagune de la rivière Indian. »
En tant que l’un des multiples organismes toxiques formant des efflorescences algales nocives dans le lagon de la rivière Indian, il est essentiel de comprendre sa répartition et la dynamique de sa population pour protéger la biodiversité ainsi que la santé humaine, animale et écosystémique.
« Des méthodes d’identification précises sont essentielles pour déterminer la présence ou l’absence d’espèces toxigènes de Pseudo-nitzschia et pour évaluer la menace potentielle posée par la prolifération de ces algues », a déclaré McFarland. « Bien que l’acide domoïque ne soit pas présent à tout moment dans le système sud de la lagune de la rivière Indian, sa fréquence suggère qu’il s’agit d’une toxine importante à surveiller dans la lagune. Des expositions continues à l’acide domoïque, même à de faibles niveaux, peuvent avoir des impacts inconnus sur le système lagunaire au fil du temps.
Plus d’information:
Stephanie Schreiber et al, Espèces pseudo-nitzschia, toxicité et dynamique dans le sud de la lagune de la rivière Indian, FL, Algues nuisibles (2023). DOI : 10.1016/j.hal.2023.102437