IRN DABMA : Diversité et biotechnologie des algues marines

INSB Diversity and Biotechnology of Marine Algae « DABMa” entre le laboratoire Végétaux Marins et Biomolécules de la Station biologique de Roscoff (Mark Cock), l’Observatoire Océanologique de Banyuls, CNRS, UPMC et la Pontificia Universidad Católica de Chile, l’U. Austral du Chili, l’U. Andrés Bello, l’U. de Concepción, U. Catolica de Magallanes et la U. Sao Paulo, l’U. Federal do Rio de Janeiro et la U. Estadal de Rio do Janeiro. Cet IRN est adossé à l’IRL « EBEA ».

https://www.sb-roscoff.fr/fr/station-biologique-de-roscoff/la-station/projets-europeens/international-research-network-diversity-and-biotechnology-marine-algae

Résumé du projet, principaux objectifs et résultats attendus

Les algues marines fournissent d’importants services écosystémiques. Globalement, ces organismes sont responsables de la production d’environ la moitié de l’oxygène atmosphérique généré chaque année, la majorité de cette production étant générée par les micro-algues planctoniques. Les micro-algues planctoniques jouent également un rôle clé dans d’autres cycles géochimiques mondiaux, notamment le cycle du carbone. Dans les régions côtières, les macroalgues brunes et rouges sont les espèces dominantes, où elles soutiennent une large gamme d’autres organismes marins. Les macroalgues qui poussent dans les régions côtières représentent également une ressource économique qui est de plus en plus exploitée et domestiquée dans les pays partenaires. Les populations d’algues planctoniques et côtières sont affectées par le changement climatique mondial et les processus connexes tels que l’acidification des océans. En outre, les algues côtières sont affectées par d’autres influences anthropogéniques telles que la pollution, les invasions biologiques et l’urbanisation des côtes.

Malgré l’importance mondiale des algues et les conséquences potentielles des modifications des biosystèmes à base d’algues, nous n’avons encore qu’une compréhension limitée du fonctionnement de ces systèmes, de leur résilience aux modifications de leur environnement et de leur potentiel de développement économique. L’objectif principal de l’IRN “Diversité et biotechnologie des algues marines” sera de promouvoir et de renforcer les interactions synergiques entre les biologistes des algues de trois pays partenaires (France, Chili et Brésil) afin d’améliorer notre compréhension des biosystèmes algaux, d’estimer leur sensibilité aux modifications de leur environnement et d’explorer leur potentiel pour un développement économique durable.
Ces dernières années, l’application d’approches génomiques a permis des avancées remarquables dans notre compréhension de la diversité et de la biologie des algues marines et de leur rôle au sein de divers écosystèmes marins.Les données sur les séquences génomiques ont commencé à nous éclairer sur la manière dont chaque espèce est adaptée à son environnement, non seulement en termes de métabolisme, mais aussi de capacité à interagir avec les autres espèces qui composent son écosystème et à se défendre contre elles.L’IRN s’appuiera sur ces avancées récentes pour répondre à deux objectifs spécifiques :

1) mieux comprendre les services écosystémiques fournis par les algues marines et la résilience de ces services face au changement climatique et à d’autres effets anthropogéniques


2) fournir des informations essentielles pour l’exploitation biotechnologique durable des algues marines et l’amélioration classique ou biotechnologique des cultures marines.L’IRN comprend des groupes travaillant à la fois sur les micro-algues et les macro-algues et l’un de ses principaux objectifs est de continuer à promouvoir l’interaction synergique entre ces deux communautés dans le cadre du plan de travail du projet.
Les micro-algues appartiennent à plusieurs lignées eucaryotes différentes et constituent un réservoir impressionnant d’espèces encore mal décrites dans les écosystèmes marins.Dans un monde en évolution rapide, il est fondamental de mieux comprendre l’impact des paramètres biotiques et abiotiques sur la biodiversité et la productivité. L’augmentation mondiale des efflorescences algales nuisibles, directement liée à l’eutrophisation et aux activités humaines le long des côtes (y compris le ruissellement agricole, les algues d’eau douce et les nutriments) est l’une des conséquences de ces changements.

Un autre aspect intéressant des assemblages de microalgues dans les habitats extrêmes est le lien écologique entre les zones marines proches des côtes et les systèmes terrestres de neige, de sol et d’eau douce. En outre, les cycles de croissance courts des microalgues se prêtent particulièrement bien à l’étude de processus tels que la coévolution et l’évolution du sexe. En outre, en raison de leurs origines phylogénétiques diverses, les micro-algues présentent également un intérêt biotechnologique du fait de la diversité de leurs métabolites et de leurs adaptations.Les macro-algues sont potentiellement très intéressantes d’un point de vue biotechnologique pour un certain nombre de raisons.Elles sont très éloignées des animaux et des plantes vertes et, par conséquent, ont des métabolismes inhabituels qui produisent de nombreuses biomolécules nouvelles.En outre, de nombreuses macroalgues ont des taux de croissance très élevés et, comme elles poussent dans l’eau de mer, elles n’entrent pas en concurrence avec les cultures terrestres pour les terres arables et l’eau. Compte tenu de ces caractéristiques, les macroalgues suscitent un intérêt croissant en tant que moyen efficace et innovant de production d’aliments, de biomasse et de biomolécules. Cependant, contrairement aux cultures terrestres, la culture des algues en est à ses débuts et il existe donc une marge considérable d’optimisation et de développement, que ce soit par des approches de sélection génétique ou par l’amélioration de l’élevage (contrôle des agents pathogènes, optimisation des conditions de croissance et de la reproduction, etc.

Les trois pays partenaires exploitent les ressources en macro-algues, mais il existe une marge de manœuvre considérable pour élargir ce secteur dans chaque pays.
Le réseau GDRI a travaillé à plusieurs niveaux pour faciliter ce processus, en étudiant la diversité génétique des populations sauvages et cultivées, en examinant les effets génétiques de la domestication, en caractérisant les interactions macro-algues-pathogènes, en caractérisant les communautés de micro-organismes associées aux macro-algues, en caractérisant les réponses des macro-algues aux contaminants tels que les métaux, en identifiant de nouvelles biomolécules et en optimisant les méthodes de culture afin d’améliorer les rendements et la qualité.
Nous proposons de poursuivre ces activités importantes dans le contexte de l’IRN et d’élargir la portée du programme de recherche, par exemple en incorporant des sujets émergents liés à l’impact du changement global et des questions anthropogéniques directes sur la biodiversité, l’adaptation et les interactions biologiques dans les communautés de macroalgues, en particulier dans les hautes latitudes. L’IRN “Diversité et biotechnologie des algues marines” réunira des groupes travaillant sur différents aspects de la biologie des macro- et micro-algues, notamment la diversité, l’évolution, l’écologie, la biologie des populations, la taxonomie, la génomique, la génétique, la biochimie, la physiologie, la pathologie et la biotechnologie.En combinant cette vaste expertise, le réseau pourra
d’atteindre ses objectifs à plusieurs niveaux, de l’écosystème au niveau moléculaire. Cette grande diversité thématique, ainsi que la complémentarité de l’expertise disponible dans chaque pays partenaire et l’accès aux divers écosystèmes étudiés à travers le réseau, sont à la base de la valeur ajoutée générée par le réseau.

    Participants

    • Mark Cock, Coordinator France
    • Marie-Laure Guillemin, Coordinator Chile
    • Mariana C. Oliveira, Coordinator Brazil