Dirigé par l'Université de Bath, la recherche qui a été publiée dans Rapports scientifiques démontre que contrairement à la croyance populaire, les microalgues communiquent entre elles lorsqu'elles sont stressées.

Les chercheurs ont révélé que dans l'obscurité, une population de diatomées, un type de micro-algues, produit des oscillations électriques. On pense que cette communication de cellule à cellule est un mécanisme de rétroaction ou de survie résultant du stress dû aux changements dans l'environnement physicochimique des microalgues, tels que la privation de lumière et l'augmentation de la température. Cette signalisation de cellule à cellule est conçue pour contrer ces changements et pourrait entraîner la formation de proliférations d'algues.

Clé pour comprendre le changement climatique

En décodant cette forme de communication, à la phase où la concentration de cellules augmente le plus avec le temps (phase de croissance), les chercheurs pensent que cela fournira des indices essentiels pour comprendre les défis mondiaux tels que le changement climatique. Les efflorescences d'algues sont un élément du changement climatique où les cellules se multiplient à la vitesse de l'éclair, que les chercheurs espèrent pouvoir mieux atténuer grâce à cette nouvelle compréhension.

Pour la première fois, l'équipe de recherche a pu écouter les microalgues communiquer en enregistrant leurs interactions électriques de manière extracellulaire à l'aide de réseaux multi-électrodes (AME) sensibles et à faible résistance. Les enregistrements, pris sur une période d'heures, a montré que la communication des diatomées est coopérative et synchronisée à travers l'ensemble de la population mesurée.

Les algues les « plantes » les plus importantes du monde

Les algues sont présentes naturellement dans la majorité des eaux douces et salées. Cependant, le changement climatique provoque une augmentation de la formation de proliférations d'algues nuisibles à travers le monde. Eaux plus chaudes, des niveaux élevés de nutriments provenant de l'augmentation des pluies lavant les engrais agricoles dans l'eau, et un ensoleillement suffisant contribuent tous à l'augmentation des proliférations d'algues.

Les proliférations d'algues peuvent être dommageables à la fois pour les écosystèmes aquatiques et pour les humains. Les efflorescences épaisses peuvent bloquer la lumière du soleil et épuiser les niveaux d'oxygène dans l'eau dont les poissons et autres organismes ont besoin pour survivre, et certaines algues peuvent produire des toxines qui peuvent endommager le système nerveux humain en contaminant les poissons qui sont ensuite consommés ainsi qu'en provoquant une irritation des yeux et des poumons ainsi que de l'asthme.

Chercheur principal et conférencier au département de génie électrique et électronique de l'Université de Bath, Dr Paulo Rocha, mentionné:

Les algues sont les "plantes" les plus importantes au monde. Elles jouent un rôle crucial dans l'air que nous respirons, les aliments que nous consommons et les médicaments pharmacologiques que nous prenons, y compris contre le cancer. Pourtant, nous ne savons pas grand-chose sur ces incroyables « plantes ».

L'une de ces raisons est qu'il n'existe aucune méthode pour décoder réellement les comportements des algues. Ce projet a ouvert une nouvelle page dans la compréhension de la signalisation des algues et permettra à de nouvelles technologies de détection de prédire le développement des proliférations d'algues et d'une vaste gamme d'altérations induites par le stress dans l'écosystème aquatique.

Ce travail interdisciplinaire a de fortes implications scientifiques et technologiques pour sonder les conditions de stress écologiques et physiologiques chez les algues. Il est prévu que les compagnies des eaux bénéficieront dans un proche avenir d'une technologie de contrôle capable de prédire et d'altérer les proliférations d'algues nocives et toxiques en détectant tôt l'apparition de signaux d'algues.

Directeur du Water Innovation &Research Center de l'Université de Bath (WIRC @ Bath), Le professeur Jan Hofman a commenté :

"C'est une découverte passionnante et importante. Comprendre comment les algues se comportent est extrêmement important pour la sécurité de l'eau dans de nombreuses régions du monde. Les proliférations d'algues ont un impact significatif sur la qualité et la disponibilité de l'eau, mais peut également être utilisé dans des solutions techniques pour améliorer la qualité de l'eau. Ce projet est un excellent exemple de l'importance de la recherche multidisciplinaire sur l'eau. »

Une eau plus propre et des factures d'eau moins chères

A plus long terme, cette nouvelle connaissance pourrait signifier plus propre, une eau plus naturelle et des factures moins chères pour les consommateurs d'eau, car les sociétés de distribution d'eau auront moins besoin d'utiliser des produits chimiques pour le traitement de l'eau.

La recherche est le résultat d'une collaboration internationale entre l'Université de Bath, Université de technologie de Delft (DUT) aux Pays-Bas, l'Instituto Gulbenkian de Ciência au Portugal et l'Institut portugais de la mer et de l'atmosphère, I.P.

L'article "Oscillations électriques collectives d'une population de diatomées induites par un stress sombre" a été publié dans Rapports scientifiques sur la nature .