Des compartiments de microsphères de taille constante et étroitement emballées sont ce qui fait scintiller certaines algues brunes comme de l'opale. La découverte de l'Université de Kobe met non seulement en lumière le mécanisme à l'origine de la coloration structurelle de l'algue, mais elle est également la première à détecter cet effet dans un ordre d'algues brunes autre que les deux où elle était connue.
La plupart des algues brunes sont en effet brun jaunâtre, mais les plongeurs ont remarqué qu'une espèce ressemblant à Sporochnus dans l'ordre des Sporochnales scintille comme des plumes de paon en jaune, vert vif ou bleu lorsqu'elles sont exposées à une lumière directe.
Kawai Hiroshi, phycologue à l'Université de Kobe, déclare :"Étant moi-même plongeur, j'ai observé et collecté des espèces de Sporochnus à plusieurs reprises dans de nombreux endroits, mais je n'ai jamais vu un individu qui semblait briller en vert, j'étais donc intéressé à l'analyser."
Un jeu de couleurs semblable à une opale, ou « irisation », est connu pour se produire dans deux autres ordres d'algues brunes, mais jamais chez les Sporochnales, et en particulier pas chez les espèces d'algues qui sont devenues un sujet de conversation parmi les plongeurs. "Je voulais clarifier le mécanisme derrière cette lueur verte et je me demandais également pourquoi ce phénomène ne se produit pas couramment chez d'autres espèces de Sporochnus", explique Kawai.
L'une des raisons pour lesquelles personne d'autre n'a décrit le phénomène pourrait être la fragilité de l'organisme.
Kawai explique :« De manière générale, les espèces de Sporochnus sont très fragiles et sont souvent endommagées peu de temps après avoir été collectées et retirées de la mer, ce qui rend très difficile l'observation des détails de l'organisme intact. une profondeur de 25 m à Kushimoto, le point le plus méridional de l'île principale du Japon, pour observer et photographier les algues.
"Nous avons ensuite collecté quelques spécimens, les avons placés dans une grande quantité d'eau de mer pour éviter tout dommage, et les avons transportés d'urgence au laboratoire pour effectuer des observations détaillées sur les algues saines, en utilisant également une méthode de fixation spécialisée pour préserver leurs caractéristiques délicates."
L’effort a payé. Dans le Journal européen de phycologie , le groupe a publié non seulement de superbes photos d'algues irisées, mais également leur analyse à l'aide d'images au microscope électronique pour expliquer d'où vient l'effet. Semblables à d'autres algues brunes présentant une coloration structurelle, ces organismes possèdent des compartiments cellulaires remplis de microsphères de taille très constante.
Ces soi-disant « corps irisés » réfléchissent beaucoup plus la lumière verte que les autres couleurs, qui sont à l’origine de l’effet de couleur. Les chercheurs expliquent dans l'article :"Il est connu que l'arrangement régulier de structures fines telles que des cristaux et des membranes multicouches provoque une coloration structurelle dans les structures organiques et inorganiques."
L'effet pourrait donc être le résultat de l'interaction de la lumière réfléchie par différentes "couches" de structures fines, éteignant certaines couleurs et laissant passer d'autres.
Pour étayer cette hypothèse, l’équipe de l’Université de Kobe a comparé deux espèces de Sporochnus, l’une avec et l’autre sans couleurs chatoyantes. Chez les deux espèces, ils ont découvert que les cellules aux extrémités de leurs filaments photosynthétiques contenaient des corps sphériques qui réfléchissaient brillamment la lumière, et qui sont donc appelés « corps irisés ».
Ces corps irisés étaient dans les deux cas étroitement remplis de petites nanosphères, mais chez les espèces qui ne présentent pas d'irisation réelle, les nanosphères ont fusionné et ont abouti à ce que le compartiment soit rempli de globules de tailles très différentes. D'autre part, dans l'algue brune irisée, les nanosphères sont restées de taille uniforme entre 130 et 160 nanomètres, ce qui est cohérent avec la façon dont la coloration structurelle amplifie uniquement certaines couleurs en fonction de la taille et de l'espacement des fines structures.
"Maintenant que nous comprenons le mécanisme de la coloration structurelle, nous aimerions clarifier la pertinence écologique de cette propriété et la relation évolutive entre la structure et le mécanisme chez différentes algues brunes présentant ce phénomène", explique Kawai.
Alors que chez ces autres algues brunes, l'irisation a été liée à la photosynthèse, l'algue étudiée par Kawai pousse dans des eaux plus profondes, ce qui rend peu probable que le but soit le même.
Kawai dit :« Les corps irisés contiennent également des substances hautement réactives qui, lorsqu'elles sont libérées par la rupture des corps irisés, détruisent la cellule entière en peu de temps. Puisque ces algues poussent dans des eaux où les poissons mangeurs d'algues sont abondants, les substances réactives sont on pense qu'il joue un rôle en repoussant les brouteurs.
"Nous pensons donc que la coloration structurelle peut jouer un rôle dans la communication entre les organismes, comme le camouflage ou l'avertissement aux brouteurs."
Plus d'informations : Hiroshi Kawai et al, Couleur structurelle du genre d'algues brunes Sporochnus (Sporochnales, Phaeophyceae), European Journal of Phycology (2024). DOI :10.1080/09670262.2024.2340020
Fourni par l'Université de Kobe