Métabolomique, effets biologiques et caractère invasif de la macroalgue Asparagopsis taxiformis

• Auteur / Autrice : Stéphane Greff
• Direction : Thierry Perez, Olivier Paul Thomas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement. Ecologie
• Date : Soutenance le 28/11/2016
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Observatoire des Sciences de l’Univers - Institut Pythéas
• Jury : Président / Présidente : Catherine Fernandez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Paul Thomas, Julijana Ivanisevic, Claude-Elisabeth Payri
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Philippe Potin, Gérald Culioli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biologie

Biologie végétale

Biotransformation (métabolisme)

Asparagopsis taxiformis (Rhodophyta)

Algues marines

Mots clés libres

Asparagopsis

Empreintes métabolomiques

Bioactivité

Interactions macroalgue–corail

Asparagopsis

Metabolomic fingerprinting

Bioactivity

Coral–macroalgal interaction

Résumé

Considérées comme des menaces pour les écosystèmes marins tropicaux et subtropicaux, les proliférations de macroalgues sont susceptibles de modifier le fonctionnement et la structure des récifs coralliens. Le genre Asparagopsis (Rhodophyta) est connu pour être largement distribué, introduit et parfois invasif dans certaines régions comme en Méditerranée occidentale. Le premier objectif était de corréler le métabolisme spécialisé et la bioactivité de l’algue à son génotype, et éventuellement à son caractère proliférant. Aucune corrélation génétique/métabolomique n’a été démontrée, ce qui laisse entendre que le métabolisme macroalgal serait principalement influencé par l'environnement et/ou sa flore microbienne associée. En milieu tempéré, A. taxiformis et A. armata présentent des signatures métabolomiques globalement similaires et associées à une bioactivité significativement plus importante qu'en milieu tropical. Cependant, même lorsqu’elle a été introduite, une même lignée génétique et un même phénotype chimique peuvent présenter des caractères proliférants opposés. En milieu tropical, les extraits de macroalgues testés in situ sur 4 espèces de coraux n'ont provoqué que de faibles blanchissements. En milieu tempéré, aucun effet biologique de l’algue n’a été enregistré sur le corail Astroides calycularis. Par contre des expériences en aquarium ont permis de montrer qu’A. taxiformis pouvait exprimer un métabolisme spécifique avec une bioactivité augmentée après 10 jours de contact avec ce corail. En conclusion, qu’elle soit indigène ou introduite, A. taxiformis exerce peu d’effets sur la santé des coraux, et le caractère invasif de cette algue reste une source de débat.

Considered as a major threat for sub–tropical and tropical ecosystems, macroalgal proliferations are susceptible to modify the structure and the functioning of coral reefs. The genus Asparagopsis (Rhodophyta) is known to be widespread, introduced and sometimes invasive in certain regions such as the Western Mediterranean Sea. The first objective of this thesis was to correlate the algal specialized metabolism and its bioactivity with its genotype, and eventually with its proliferation trait. No correlation between genetics and metabolomics has been demonstrated, which would suggest the main influence of environmental factors and/or the associated microbial diversity on the algal metabolism. In temperate regions, A. taxiformis and A. armata showed similar metabolomic fingerprints with bioactivities significantly higher than in tropical regions. However, even when it is introduced, a given genetic lineage and a given chemical phenotype can exhibit opposite proliferative traits. In tropical areas, algal extracts tested in situ on 4 coral species did not lead to any coral bleaching. In temperate areas, no biological effect of the alga was recorded on Astroides calycularis. However, some aquarium experiments allowed to show that A. taxiformis can express a specific metabolism, with an increased bioactivity after 10–days of contact with this coral. To conclude, either indigenous or introduced, A. taxiformis poorly affects corals’ health, and thus the invasiveness of this alga remains a matter of debate.