Impact des changements environnementaux sur les photosymbioses planctoniques – IMPEKAB

Les écosystèmes océaniques sont sensibles au changement climatique. L’exemple le plus emblématique est certainement le blanchissement des récifs coralliens, consécutif à la rupture de la symbiose entre le corail et ses microalgues dinoflagellés, en réponse à une augmentation de la température de l’eau de mer. Alors que les coraux concentrent la plus grande partie des efforts de recherche, ils ne représentent qu’une petite fraction des photosymbioses existantes dans l’océan. Au sein du plancton, l’un des compartiments les moins bien connus de la biosphère, les interactions photosymbiotiques avec des dinoflagellés sont fréquemment observées, et occupent une position clé dans les écosystèmes pélagiques. Le blanchissement des coraux pourrait alors n’être que la partie visible d’un phénomène plus global se produisant à la surface des océans et passé inaperçu jusqu'à présent. Ainsi, le « blanchissement du plancton », qui se serait déjà produit au milieu de la période Eocène (il y a 40 millions d’années) d’après des études sur des fossiles, pourrait bien avoir un impact considérable sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes océaniques. Nous formulons l’hypothèse que les processus biologiques fondamentaux sous-tendant les interactions photosymbiotiques benthiques et planctoniques sont basés sur des voies moléculaires similaires, ayant été sélectionnées pour répondre à des conditions environnementales similaires.
Dans ce contexte, les objectifs du projet IMPEKAB sont : i- d’évaluer la sensibilité des photosymbioses planctoniques aux changements environnementaux, ii- de mettre en évidence les processus biologiques impliqués dans la réponse des photosymbioses à un stress thermique, en comparant les données acquises sur des modèles marins benthiques et planctoniques soumis aux mêmes conditions expérimentales. Enfin, nous utiliserons nos connaissances intégrées de la réponse au stress des photosymbioses marines pour iii- mettre en oeuvre une approche originale de biologie éco-systémique pour évaluer l’effet du stress thermique sur les photosymbioses planctoniques dans l’environnement.
Notre stratégie de recherche s’appuie sur un ensemble de résultats préliminaires obtenus sur des anémones de mer et des Radiolaires. Du fait de leur importance écologique et des nombreuses possibilités d’expérimentations, ces organismes représentent des modèles biologiques pertinents pour représenter les photosymbioses benthiques et planctoniques. Ainsi, une fois que les caractéristiques physiologiques de la réponse à une augmentation de température auront été établies pour chaque modèle, nous utiliserons ce cadre pour conduire les expériences nous permettant de déchiffrer les réponses génétiques et métaboliques associée à un stress thermique. Les données acquises et le résultat d’analyses comparatives seront alors utilisés pour implémenter des approches de modélisation des mécanismes biologiques impliqués dans la photosymbiose mais également replacer l’ensemble des résultats obtenus dans un contexte environnemental.
Ce projet collaboratif ambitieux et original, tant sur le plan national qu’international, rassemble des scientifiques reconnus dans leur domaine respectif, comme la biologie, l’écologie, la chimie, la bioinformatique et la modélisation. Nous estimons que ces rapprochements permettront des échanges de concepts et d’expertises techniques qui contribueront au succès du projet et participeront au développement du nouveau champ disciplinaire de la « biologie éco-systémique ».