Le plancton révèle des secrets

À la Station biologique de Roscoff, l’équipe dirigée par Frédéric Partensky dans le groupe plancton océanique a récemment publié le génome de onze souches Synechococcus, un genre de picophytoplancton qui se cultive bien.

Cette énorme quantité d’informations a permis de révéler des éléments sur leur adaptation au milieu et de mieux comprendre leur évolution.

100 millions de tonnes de carbone

Le picophytoplancton, c’est ce tout petit plancton végétal découvert en 1979 qui peuple le milieu marin, y compris les vastes zones centrales des océans, longtemps considérées comme désertiques. Ce sont les organismes les plus abondants du phytoplancton marin, lequel est responsable de la moitié de la production photosynthétique mondiale. Sa composante bactérienne comprend deux genres principaux, Prochlorococcus et Synechococcus, dont la biomasse cumulée représenterait quelque 100 millions de tonnes de carbone ! Voilà pourquoi le picophytoplancton focalise, depuis 20 ans, l’attention des chercheurs de Roscoff.

Avantages écologiques

« Après le séquençage du génome humain, lorsque les espèces d’intérêt écologique ont enfin pu accéder aux séquenceurs, les organismes du picophytoplancton marin ont été les premiers à voir leur code génétique décrypté », rappelle Frédéric Partensky. C’était en 2003.
« Il semble que ces organismes récupèrent souvent des gènes du milieu environnant via les virus. Ces gènes sont intégrés dans des régions très variables du génome. S’ils apportent un avantage sélectif, ils sont conservés et transmis à la descendance. Ce flux constant de gènes compense en partie le fait que les Prochlorococcus ont perdu près du tiers de leur génome au cours de l’évolution. Cette réduction leur confère un avantage écologique dans les milieux pauvres, en leur permettant de réaliser des économies substantielles (en azote, phosphore...) lors de la division cellulaire. La génomique permet de faire le lien entre contenu génétique et spécialisation des organismes à certains milieux. Ainsi, on comprend mieux pourquoi il existe des espèces de surface et de profondeur chez les Prochlorococcus, alors que chez Synechococcus on observe une diversification le long du gradient côte-large. »
Actuellement, l’équipe s’intéresse aux spectaculaires différences de couleur entre souches de Synechococcus, liées à la composition de leur antenne photosynthétique. Une future étude métagénomique de la variabilité des gènes d’antenne va permettre d’établir les relations entre type pigmentaire et environnement lumineux.