algues modèles du laboratoire d'écophysiologie et de biotechnologies des halophytes et des algues marines

Algues modèles

Solieria chordalis

L'algue rouge Solieria chordalis (J. Agardh) C. Agardh appartient à l'ordre des Gigartinales, famille des Solieriacées. Elle se répartit du Maroc jusqu'au sud de l'Angleterre et, sur les côtes françaises, depuis les côtes vendéennes (île de Ré) jusqu'au Cotentin en passant par le Golfe du Morbihan et la rade de Brest.

Solieria chordalis se présente sous la forme d'un thalle rouge-rose, cylindrique et ferme, pouvant atteindre 15-20 cm de haut et 0,5-2 mm de diamètre. Le thalle se développe à partir d'une base fibreuse constituée de filaments enchevêtrés, les haptères, qui forment des crampons entourant le point d'ancrage de l'algue. Les axes principaux sont ramifiés de façon irrégulière et se couvrent en période de croissance de petites protubérances qui se développent en ramules. Ces ramules peuvent se détacher et se fixer au substrat pour donner un nouvel individu. Ce mode de reproduction semble être prédominant pour la population de Solieria chordalis de la rade de Brest. Le cycle de reproduction est trigénétique, haplodiplophasique et isomorphe.

Solieria chordalis est une algue pérennante vivant dans des stations de faible profondeur (0 à -5 m par rapport au niveau de la basse mer) sur une grande variété de substrats, allant des faciès vaseux aux graviers, débris de coquillage et même aux algues calcaires constituant le maerl. Son implantation se fait dans des zones plus ou moins abritées, parfois turbides où les variations du milieu peuvent être relativement importantes.

Solieria chordalis est exploitée au LÉBHAM comme algue modèle tant au niveau de l'étude des carraghénanes que de l'étude de son adaptation métabolique à différentes conditions de l'environnement lors de cultures en conditions contrôlées.

Grateloupia doryphora

Grateloupia doryphora (Montagne) Howe, appartenant à l'ordre des Halyméniales et au genre des Halymeniaceae, est une algue rouge cosmopolite. On la rencontre en effet en atlantique sur les côtes américaines, africaines ... ainsi que dans le pacifique sur les côtes du Pérou, Japon, Nouvelle Zélande... Cette algue d'origine exotique, probablement indo-pacifique, a été découverte pour la première fois en France en 1982 dans l'étang de Thau. En Bretagne, elle fût identifiée en 1989 à Fort-Bloqué (Morbihan) puis en 1992 à Carantec (Finistère). L'identification récente de nouvelles stations (Croisic où elle a été éradiquée par la pollution pétrolière de l'Erika, puis Concarneau, Brest, Granville et Cherbourg) confirme l'extension actuelle de cette nouvelle espèce (SIMON-COLIN, 2001).

G. doryphora est une des algues rouges parmi les plus polymorphe. Le thalle reconnaissable à sa texture douce et gélatineuse se dresse à partir d'un stipe court porté par un crampon réduit. Une ou plusieurs lames, simples ou divisées portant parfois de nombreuses proliférations marginales se dressent à partir d'un même crampon. Le thalle de G. doryphora peut atteindre une longueur de 185 cm de long pour une largeur de 30 cm ce qui fait d'elle la plus grande algue rouge d'Europe.
Son cycle de reproduction est trigénétique et dimorphe (SIMON-COLIN, 2001).

En Bretagne, en 2 ans, on a assisté à une colonisation progressive de l'ensemble de la zone intertidale. Elle s'est ainsi installée à partir du milieu du médiolittoral jusqu'au début de l'infralittoral et a finalement colonisé les cuvettes du haut du médiolittoral. C'est toutefois au niveau moyen de l'étage du médiolittoral qu'elle se développe le plus, notamment dans des écoulements enrichis en eau douce (salinité de 20 à 15 ‰ à basse mer), écoulements dans lesquels on observe une croissance rapide des pieds ainsi qu'une prolifération locale (jusqu'à 200 pieds / m²). Cette prolifération dans des environnements subissant des réductions à court terme de la salinité ainsi que la dispersion de l'algue sur l'ensemble de la zone de balancement des marées lui suppose de fortes capacités physiologiques (SIMON-COLIN et al., 1999).

Cette algue est étudiée dans notre laboratoire dans le cadre de recherches d'une part sur l'écologie de cette algue introduite sur les côtes bretonnes et d'autre part sur les substances bioactives notamment les substances osmotiques lui permettant de coloniser des milieux à salinité variable. Merci de nous la signaler.

Turbinaria ornata

Turbinaria ornata (Turner) J. Agardh est une algue brune appartenant à l'ordre des Fucales et à la famille des Sargassaceae. Il s'agit d'un genre exclusivement tropical : il est signalé dans le Nord-Est de l'Australie, en Mer Rouge, Inde, Indonésie, Japon, Antilles ... L'espèce T. ornata est très largement distribuée dans la flore des régions tropicales et subtropicales. En Polynésie française, seule cette espèce a été signalée.

Les Turbinaires sont caractérisées par une structure cladomienne décrite chez les thallophytes les plus évolués. T. ornata présente un axe principal coriace de couleur marron à marron clair portant des ramifications latérales ou pleuridies de petite taille dont la disposition générale donne à l'algue un volume cylindrique (STIGER, 1997).
Cette espèce est caractérisée par un cycle de reproduction monogénétique diploïde avec la présence toute l'année d'un sporophyte sur le récif.

En Polynésie française, T. ornata partage l'espace intertidal et subtidal avec différents genres d'algues brunes. Elle est présente jusque sur la pente externe du récif jusqu'à une profondeur de 10 mètres. C'est une espèce dominante sur l'ensemble du récif (PAYRI, 1982) et est largement répartie sur les substrats morts (colonies coralliennes, roches ...). Cette algue forme aussi des radeaux flottants caractéristiques autour des îles hautes de Polynésie française. Cette espèce est considérée dans ces îles du Pacifique comme une algue proliférante depuis quelques années car on observe une augmentation de sa biomasse (STIGER et PAYRI, 1999a - 1999b ; PAYRI et STIGER, 2001).

Cette algue est étudiée dans le cadre d'une collaboration avec l'Université Française du Pacifique (Laboratoire d'Ecologie Marine, Professeur C. PAYRI) au niveau de l'étude de substances à activité biologique en particulier dans les domaines médicaux et paramédicaux (DESLANDES et al. 2000). Ce projet de valorisation conduit à un partenariat avec un industriel local (bourse CIFRE, Société CAIRAP).

Sargassum mangarevense

Sargassum mangarevense (Grunow) Setchell est une algue brune appartenant à l'ordre des Fucales et à la famille des Sargassaceae. Environ 400 espèces très polymorphes du genre Sargassum sont répertoriées dans le monde. En Polynésie 9 espèces ont été décrites. Le genre Sargassum est très largement distribué dans les eaux chaudes et tempérées, spécialement dans les régions de l'Indo-Pacifique et de l'Australie. Ce genre retient l'attention depuis de nombreuses années du fait de l'extension géographique de Sargassum muticum sur les côtes pacifiques de l'Amérique du Nord et atlantiques de l'Europe.

S. mangarevense présente un thalle de couleur jaune-brun clair constitué de deux parties : une partie pérennante constituée d'un disque de fixation permettant à l'algue de s'accrocher au substrat et d'un axe principal ou stipe à croissance très lente ; une partie annuelle formée de ramifications latérales se développant sur l'axe principal et constituées soit d'expansions foliacées ou frondes, soit de frondes et de vésicules aérifères ou flotteurs, soit de frondes, de vésicules et des organes reproducteurs. La taille maximale d'un thalle entier peut atteindre 48 cm.
Cette espèce est caractérisée par un cycle de reproduction monogénétique diploïde avec également la présence toute l'année d'un sporophyte sur le récif (STIGER, 1997).

S. mangarevense se localise préférentiellement dans la zone externe du récif, sur la crête, où elle forme une véritable ceinture algale dans une zone à fort hydrodynamisme et régulièrement exondée à marée basse. Dans le lagon, elle colonise la partie affleurante des pâtés coralliens du récif barrière. Cette espèce est également considérée, en Polynésie française, comme une algue proliférante depuis quelques années car on observe une augmentation de sa biomasse (STIGER et PAYRI, 1999a - 1999b ; PAYRI et STIGER, 2001).
Tout comme Turbinaria ornata, cette espèce fait l'objet d'études de valorisation en partenariat avec l'Université Française du Pacifique.

Cyanobactéries marines d'origine tropicale "Kopara"

Les tapis microbiens sont des structures généralement stratifiées et formées de plusieurs couches de couleurs différentes. Ces successions très caractéristiques sont rencontrées dans des lagunes salées ou hypersalées des zones tempérées à tropicales. Ils résultent du développement de microorganismes, regroupant cyanobactéries et bactéries phototrophes anoxygéniques répartis verticalement selon un triple gradient de lumière, d'oxygène et de sulfures. Les bactéries possèdent des pigments particuliers leur permettant de se développer en profondeur dans des environnements anoxiques souvent riches en sulfure. Elles ont un rôle écologique important pour recycler, grâce à leur photosynthèse, certains composés organiques et pour limiter la diffusion du sulfure toxique dans les environnements où il est produit. De plus, bactéries et cyanobactéries sont recherchées dans les applications biotechnologiques pour leur rôle sulfooxydant et/ou pour leur production de caroténoïdes particuliers utilisés comme colorants alimentaires.

En Polynésie française, sur les couronnes coralliennes des atolls et dans les motu de certaines îles hautes de la Société, se développent des tapis microbiens dont l'épaisseur varie selon les lieux et les conditions environnementales de quelques millimètres à plusieurs dizaines de centimètres. Dans l'archipel des Tuamotu ces tapis microbiens de couleur rougeâtre et d'aspect gélatineux sont dénommés " Kopara ". Cette ressource naturelle était consommée en période de disette et semble encore introduite dans l'alimentation dans certains archipels du Pacifique central et Nord-Ouest. Elle pouvait servir également comme emplâtre cicatrisant. Certaines propriétés du Kopara sont susceptibles de lui conférer un intérêt dans divers domaines d'application comme les domaines nutritionnel, médical et paramédical (propriétés antibactériennes et cicatrisantes), alimentaire (caroténoïdes en tant que colorant) et pédologique (stabilisateurs).

La structure générale du Kopara est assez homogène, quel que soit le type de mare. Le Kopara est un tapis microbien laminé verticalement. Il est dominé, comme la majorité des tapis microbiens, par quelques groupes fonctionnels de microrganismes : les cyanobactéries (celles du genre Phormidium accompagné par les Scytonema, les Schizothrix et les Chlorococcales), les bactéries photosynthétiques sulfureuses (celles de type Chromatium et Thiocapsa par exemple), les bactéries rouges non sulfureuses (PNSB dont les Rhodospirillum et les Rhodopseudomonas/Rhodobium/Blastochloris) et les sulfatoréducteurs (en majorité des Desulfovibrio). La majorité des mares est caractérisée par l'absence de tout organisme vivant. On peut noter toutefois la présence de poissons du genre Tilapia se nourrissant à l'occasion de la microcouche supérieure des cyanobactéries. Cette absence pourrait être liée à la présence de très fortes concentrations en sulfures, concentrations pouvant être expliquées par l'absence ou les faibles teneurs en fer des tapis ce qui rend le piégeage des sulfures faible voire impossible.

Halophytes modèles

Suaeda maritima Dum.

Suaeda maritima Dum. est une dicotylédone de la famille des Chénopodiacées. La description choisie est celle de la flore et de la végétation du massif Armoricain (Des Abbayes et al., 1971).

Herbe annuelle, dressée ou diffuse, 10-50 cm, glabre. Feuilles rapprochées, 8-10 mm, vert glauque ou rougeâtres, demi-cylindriques, plates dessus, aiguës. Graines verticales de 2 sortes : les premières formées noir luisant, presque lisses, larges de 1-2,5mm ; les dernières brun clair ou olive, mates, réticulées, larges de 2 mm. Floraison de juillet à septembre. - Slikkes et flaques des shorres. Très commune sur toute la côte.

Atriplex portulacoides

Atriplex portulacoides est une dicotylédone de la famille des Chénopodiacées.La description choisie est celle de la flore de la végétation du massif Armoricain (Des Abbayes et al., 1971). A.portulacoides y est classé dans le genre Obione décrit comme possédant les mêmes caractères généraux que le genre Atriplex.

- Description de l'espèce Obione portulacoides Moq. (Atriplex portulacoides L.). - Sous-arbrisseau de 20-50 cm, blanchâtre-argenté, à tiges couchées, radicantes et rameaux redressés, formant des touffes compactes. Feuilles inférieures opposées, obovales ou oblongues, uninervées, obtuses, entières, atténuées en court pétiole, épaisses-charnues, 3-5 cm. Bractéoles fructifères subsessiles, en triangle renversé, avec au sommet 3 lobes dont le médian souvent plus petit, à faces muriquées. Graine rousse. Floraison de juillet à septembre. Chamaephyte ligneuse (plante vivace ayant ses bourgeons à moins de 25 cm au-dessus du sol). - Vase des schorres où il peut faire des peuplements denses, surtout à la base des schorres ou au bord des marigots ; rochers maritimes, bord des marais salants. - Très commun sur toute la côte.

Selon la nouvelle flore des îles Britanniques (Stace, 1991) Obione portulacoides Moq. est actuellement classée sous le nom Atriplex portulacoides L..

Cochlearia officinalis

Le genre Cochlearia appartient à la famille des Brassicacées, il est représenté en Bretagne par un complexe d'espèces polymorphes. Quatre espèces de Cochléaire sont décrites : C.aestuaria, C. anglica, C. danica et C. officinalis. La description du genre choisie est celle de la flore de la végétation du massif Armoricain (Des Abbayes et al., 1971).
Herbe annuelle, bisannuelle ou vivace, glabre. Feuilles entières ou dentées. Fleur blanche ou rosées ; sépales étalés, les intermédiaires non bossus à la base ; pétales entiers. Silicules déhiscentes, subglobuleuses ; valve convexe à une nervure médiane et nervures latérale en réseau ; style très court. Graines sur deux rangs. Ce sont des plantes du schorre (C. anglica), de talus peu exposé aux embruns (C. aestuaria), de falaises (C. officinalis), de rochers ou pelouses (C. danica).

Crithmum maritimum

Crithmum maritimum (L.) est plante vivace à odeur agéable, ramifiée, en petits buissons, glabre, glaucescente, charnue un peu ligneuse à la base. C’est une plante à tige dressée ou ascendante de 20-50 cm, flexueuse, striée et pleine. Les feuilles à contour deltoïde, bipennées, à folioles linéaires-lancéolés sont charnues, entières, aiguës, étalées. Les fleurs sont organisées en ombelles de 10-20 rayons épais à involucre et involucelles à folioles nombreuses lancéolées, réfléchies. Les fleurs sont vert jaunâtre à sépales rudimentaires, pétales arrondis, entiers, roulés en dedans. Le fruit est ellipsoïde, long d’environ 6 mm, non comprimé, à section transversale suborbiculaire, liguégueuex, vert olive à pourpre à maturité.
C’est une plante des falaises, rochers et parfois sables maritimes (Des Abbayes et al., 1971).

Salicornia fragilis

Le genre Salicornia appartient à la classe des dicotylédons, à l'ordre des caryophyllales et à la famille des Chénopodiacées. Il regroupe les salicornes annuelles. Les salicornes se caractérisent par leurs rameaux opposés, charnus, cylindriques, articulés et en apparence dépourvus de feuilles. Les tiges portent des feuilles de petite taille, succulentes, glabres, opposées, soudées deux à deux et réunies en une gaine embrassante entourant chaque entre-nœud. L'ensemble tige et feuille forme des segments ou articles très caractéristiques des genres Salicornia et Sarcocornia (salicorne pérenne) (Lahondère, 1985). Les fleurs sont très petites, vertes, hermaphrodites et sessiles (Des Abbayes et coll., 1971). Elles sont protées par des cymes formant des épis plus ou moins longs selon les espèces. L'ovaire uniloculaire est surmonté d'un style court se divisant en deux ou trois branches stigmatiques. Les étamines sont formées entre les trois dents du périanthe, inclus dans les bractées et formant un écusson. Durant la période de fructification, les salicornes se colorent souvent en rouge, et produisent de très petites graines munies de poils à crochets. Le fruit ovoïde est un akène à péricarpe membraneux (Des Abbayes et coll., 1971).

Lahondère C., 1985. Le Genre Salicornia sur le Littoral Charentais. Bull. Soc. Bota. du centre Ouest, 16 : 95-119.
Des Abbayes H., G. Claustres, R. Corillion et P. Dupont, 1971. Flore et végétation du massif armoricain. Tome 1, Flore vasculaire. Presses universitaires de Bretagne, St- Brieuc, 1226 p.