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

Thèse soutenue le 28 novembre 2016 à la Station marine d’Endoume

Direction :
Thierry Pérez, DR CNRS, Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Ecologie marine et continentale. UMR CNRS 7263 / IRD 237, Aix-Marseille Université. Equipe « Diversité et Fonctionnement des Molécules aux Ecosystèmes ».
Olivier P. Thomas, PR-HDR, NUI Galway, University Road, Galway, Irlande

Jury :
Philippe Potin (rapporteur, Univ. Pierre et Marie Curie), Gérald Culioli (rapporteur, Univ. Toulon Var-Sud), Claude Payri (examinatrice, IRD Nouméa), Julijana Ivanisevic (examinatrice, Univ. de Lausanne), Catherine Fernandez (examinatrice, Aix Marseille Univ.), Olivier Thomas (co-directeur, Univ. de Galway), Thierry Pérez (directeur, Aix Marseille Univ.)

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 manque de connaissances concernant cette algue et ses effets réels sur les récifs nécessitait une étude interdisciplinaire afin de mieux comprendre et, le cas échéant, gérer certains évènements de proliférations. Le programme ERA–NET BIOME « SEAPROLIF » (www.seaprolif.ird) avait pour principaux objectifs d’étudier la distribution et la dynamique d’A. taxiformis en milieux tempérés et tropicaux, et d’évaluer si le caractère invasif d’A. taxiformis pouvait être expliqué par son identité génétique, son phénotype chimique ou la diversité de son microbiome associé.
Des travaux récents ont démontré l’existence de 6 lignées génétiques distinctes pour A. taxiformis. Le premier objectif de cette thèse 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 de cette algue 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.
Nous avons également étudié l’interaction algue–coraux en s’intéressant particulièrement au rôle du métabolisme spécialisé. 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 très peu d’effets sur la santé des coraux, et le caractère invasif de cette algue reste une source de débat.