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Île de la Réunion : des communautés de cyanobactéries sujettes aux changements environnementaux

Dans les eaux bleues de l’océan Indien, sur la côte ouest de l’Île de la Réunion, des chercheurs de l’Inra Versailles-Grignon et leurs collègues ont mis en évidence que la composition des communautés microbiennes à cyanobactéries, typiques des lagons tropicaux, est affectée par des changements d’ordre global et local.

Côte ouest de l'île de la Réunion.
M. Gugger dirige le Laboratoire dédié aux Cyanobactéries et leur collection au sein de l'institut Pasteur (Paris). © Muriel Gugger
Mis à jour le 18/11/2015
Publié le 19/03/2015

Envie d’un voyage sous les tropiques ? Le soleil, la mer et les cyanobactéries. Un programme de rêve, auquel vous convient les chercheurs de l’Inra Versailles-Grignon et leurs collègues qui ont exploré les communautés microbiennes qui se développent sur le sable, les coraux ou les rochers sous forme de biofilms dans les eaux qui baignent l’Île de la Réunion.

A la faveur d’observations, macroscopiques et microscopiques, et des techniques les plus récentes de la génétique, les scientifiques ont analysé 187 échantillons issus de biofilms au sein desquels ils se sont particulièrement intéressés à la présence des cyanobactéries. Les prélèvements ont été réalisés le long de la côté ouest de l’île dans les eaux chaudes des lagons peu profonds qui s’étirent là sur 25 km à la faveur d’une ceinture corallienne, de septembre 2009 à avril 2010.

Des biofilms à cyanobactéries d’une grande diversité, caractéristiques des zones tropicales

Voile nuageux, composition feutrée ou encore arrangement gélatineux, ces colonies sont organisées en structures variées, composées de cyanobactéries principalement filamenteuses associées à d’autres bactéries. Parmi les cyanobactéries, les scientifiques ont observé une très grande diversité puisqu’ils  y ont inventorié plus de 67 unités taxonomiques opérationnelles, c’est-à-dire des regroupements d’individus dont le matériel génétique, à savoir les séquences d’ARNr 16S, présentent une similitude de plus de 98 %. Ces unités taxonomiques appartiennent à l’ordre des Oscillatoriales et à celui des Nostocales et plusieurs d’entre elles, jamais encore été décrites, constituent probablement de nouvelles espèces.

Des biofilms à cyanobactéries sujets aux facteurs environnementaux

Plus encore, à la faveur des résultats obtenus au cours d’autres études, les chercheurs ont observé que les biofilms à cyanobactéries de l’île de la Réunion et ceux d’autres lagons (Raivavae en Polynésie française, Bahamas aux Caraïbes…) ont comme point commun d’abriter une grande diversité d’espèces de cyanobactéries qui sont le plus souvent partagées. A l’inverse, les biofilms échantillonnés dans les océans Arctique et Antarctique qui sont beaucoup moins diversifiés et renferment des espèces différentes. Ces résultats suggèrent qu’il existe, dans les biofilms à cyanobactéries, une structuration biogéographique et que leur composition est influencée par des facteurs et des processus qui s’exercent à une large échelle géographique (zones climatiques par exemple).

A l’échelle locale, les chercheurs ont montré que les variations saisonnières qui rythment le climat de l’Île de la Réunion, ont une forte influence sur la composition en cyanobactéries des biofilms. Les échantillons collectés durant la période froide et sèche, de septembre à décembre, présentent une diversité moindre que ceux récoltés au cours des mois chauds et humides, de janvier à avril. Une différence que les chercheurs expliquent par l’influence qu’ont notamment les précipitations associées à des températures élevées sur la disponibilité en nutriments et la qualité de l’eau dans les lagons. Il ne faut pas négliger le fait que les changements qui s’opèrent dans les communautés de cyanobactéries de l’Île de la Réunion puissent avoir un impact sanitaire. Lors d’une étude menée dans les Caraïbes, sur l’Île de Raivavae, les scientifiques avaient montré que certaines espèces possédaient un potentiel toxique important.

 

Ces résultats, obtenus à la faveur d ‘une campagne de collecte d’échantillons très étendue, mettent en exergue que la structure et la composition des biofilms dominés par les cyanobactéries dans les lagons de La Réunion sont fortement influencées par des pressions de sélection qui agissent à diverses échelles géographiques. Ils questionnent plus largement l’influence des pressions d'origine anthropique qui s'exercent à l'échelle globale (e.g. réchauffement climatique) ou locale (e.g. pollution par les nutriments) et leur conséquences sur la composition des biofilms. Des perspectives qui emmènent aujourd’hui les scientifiques vers d’autres continents et d’autres eaux.

Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet ARISTOCYA- Analyse de risques toxiques liés au développement de cyanobactéries benthiques marines en zone tropicale – financé par l’Agence nationale de la recherche.

En savoir plus

Echenique-Subiabre I., Villeneuve A., Golubic S., Turquet J., Humbert J.F. and Gugger M. 2015. Influence of local and global environmental parameters on the composition of cyanobacterial mats in a tropical lagoon. Microb. Ecol. 69: 234.

Villeneuve A. et al. 2012. Diversity and potential toxicity of cyanobacterial mats in two tropical lagoons. J. Phycol. 48: 275.

Les cyanobactéries, en quelques mots

Apparues il y a environ 2,5-3 milliards d'années, les cyanobactéries ont contribué à l'expansion des formes actuelles de vie sur Terre grâce à leur capacité à produire de l’oxygène par photosynthèse. Elles jouent également un rôle majeur dans le fonctionnement des écosystèmes grâce à leur aptitude à fixer le carbone et l’azote atmosphériques.

Présentes dans les eaux douces ou salées, à la surface des sols, dans les zones froides ou chaudes, ces bactéries sont aussi des organismes pionniers des milieux désertiques et autres environnements extrêmes.

Connues pour proliférer de façon parfois importante, les cyanobactéries peuvent alors être à l’origine de nombreux problèmes parmi lesquels la production de toxines potentiellement dangereuses pour l’homme et l’animal.