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Paris, 20 novembre 2008

Parasites, une arme naturelle contre les marées rouges ?

Le dinoflagellé Alexandrium minutum est une microalgue planctonique susceptible de proliférer de façon importante pour former des marées rouges. Lors de ces «blooms», les toxines paralysantes produites par Alexandrium minutum s'accumulent dans les coquillages filtreurs à des concentrations telles qu'il peut être dangereux de les consommer. Des chercheurs de la station biologique de Roscoff (Laboratoire adaptation et diversité en milieu marin UPMC-université Pierre et Marie Curie/CNRS) viennent de montrer que la disparition de ces épisodes toxiques résulte de l'action d'un parasite capable de s'adapter spécifiquement à l'espèce Alexandrium minutum, de l'infecter et la détruire. Cette découverte ouvre des perspectives dans la lutte biologique contre les marées rouges toxiques. Ces travaux sont publiés dans la revue Science : embargo jusqu'au 20 novembre 2008.

Les efflorescences algales toxiques sont un phénomène mondial en augmentation dont les causes sont multiples : l'eutrophisation des côtes induite par l'agriculture intensive ou le développement de zones touristiques, le déplacement d'espèces, souvent invasives, d'un écosystème à un autre, favorisé par l'activité humaine ou indirectement par le réchauffement climatique.

Les dinoflagellés sont responsables de la plupart de ces blooms toxiques. Ils produisent des toxines qui peuvent s'accumuler dans les tissus des bivalves filtreurs jusqu'à des concentrations dangereuses pour l'homme.

 

A la fin des années 1980, l'apparition dans les eaux côtière de la Bretagne de l'espèce Alexandrium minutum, un dinoflagellé capable de produire des toxines paralysantes a provoqué des efflorescences toxiques qui ont conduit jusqu'en 2001 à la fermeture régulière des exploitations aquacoles en particulier en baie de Morlaix et en baie de Penzé. Mais depuis 2001, aucun bloom d'Alexandrium minutum n'a plus été observé.

Parasites 1

Figure 1. Localisation des premières efflorescences toxiques de Alexandrium minutum le long des côtes françaises, à partir de la fin des années 1980. 1- Baie de Vilaine en juillet 1985, 2- Aber Benoit et Aber Wrac'h en août 1988, 3- Baie de Morlaix en juillet 1989. La baie de Penzé est localisée à l'ouest de la baie de Morlaix.




Dans le cadre de son doctorat effectué à la Station Biologique de Roscoff, Aurélie Chambouvet (UPMC/Université Pierre et Marie Curie) sous la direction de Laure Guillou (CNRS), a mis en évidence l'action régulatrice d'un parasite marin capable de tuer spécifiquement Alexandrium minutum. Cet étonnant parasite, appartient au phylum des alvéolés, un groupe incluant de nombreux pathogènes comme Plasmodium falciparum, l'agent de la malaria. Chaque année aux périodes d'efflorescences, il se multiplie dans la cellule hôte qu'il détruit pour s'échapper sous la forme d'un long filament de cellules ; chaque cellule hôte infectée libère 60 à 400 nouveaux parasites (voir figure 2). L'action de ce parasite stoppe ainsi en quelques jours les développements des efflorescences d'Alexandrium minutum.

 

Mais Alexandrium minutum n'est pas la seule espèce infectée par ces parasites. Toutes les espèces de dinoflagellés présentes en baie de Penzé, toxiques ou non, sont touchées. Un suivi journalier effectué à l'aide d'outils de reconnaissance moléculaire (sondes oligonucléotidiques fluorescentes) a permis de mieux comprendre la dynamique d'infection. Lorsqu'un dinoflagellé hôte prolifère, il est décimé en quelques jours par son parasite. Ce déclin rapide profite à une autre espèce de dinoflagellés qui à son tour prolifère avant d'être attaquée par un parasite spécifique. Ainsi, les parasites régulent le développement successif d'espèces différentes de dinoflagellés dans l'écosystème. Les travaux d'Aurélie Chambouvet montrent qu'à une espèce de dinoflagellés correspond un parasite génétiquement très spécifique; année après année le même parasite revient infecter la même espèce hôte. Cette reconnaissance d'un parasite génétiquement identifiable pour une espèce unique de dinoflagellés va s'installer durablement dans l'écosystème devenant une arme pour limiter très rapidement la croissance des dinoflagellés et éviter ainsi la propagation d'efflorescences toxiques.

Parasites 2

© Science//AAAS

figure 2 - Reconstitution 3D du cycle de vie du parasite du dinoflagellé toxique Alexandrium minutum. En rouge, on visualise les noyaux du parasite et du dinoflagellé hôte ; en vert, le parasite ; en bleu l'enveloppe externe du dinoflagellé.
A - stade libre du parasite
B - début d'infection
C - le parasite à maturité
D - sortie du parasite laissant derrière lui l'enveloppe vide de son hôte
E- En bas un dinoflagellé A. minutum non infecté. En haut le vermiforme. Ce stade de vie du parasite est éphémère (quelques heures), il s'individualisera ensuite pour donner 60 à 400 nouveaux parasites capables de réinfecter de nouveaux hôtes.


 

Les efflorescences de dinoflagellés observées en Bretagne jusqu'en 2001, le sont aussi dans d'autres zones côtières du monde. Ces situations pourraient traduire l'absence des pathogènes marins naturels. Or le déplacement de bivalves filtreurs ou de sédiments, susceptibles de contenir des kystes de résistance d'espèces de dinoflagellés toxiques, provoque la séparation dans le temps ou dans l'espace entre les microalgues et leurs pathogènes naturels. Plusieurs années peuvent alors être nécessaires pour que ces bio-contrôles naturels soient de nouveau efficaces. Plusieurs années durant lesquelles l'exploitation aquacole devient difficile. Dans ce contexte la connaissance des mécanismes moléculaires déterminant la spécificité de ces parasites marins pourrait être un moyen d'intervenir pour contrôler biologiquement certaines marées rouges dans les zones côtières.


Contacts :

Contact Chercheur
Laure Guillou Station biologique de Roscoff (UPMC/CNRS)
lguillou@sb-roscoff.fr
06 67 97 24 73

CNRS Laetitia Louis
01 44 96 51 37
laetitia.louis@cnrs-dir.fr

UPMC Claire de Thoisy-Méchin
01 44 27 23 34
claire.de_thoisy-mechin@upmc.fr


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