Diversité Génétique chez les Phytoplanctons Marins : Bathycoccus

Le phytoplancton marin, c'est un groupe de petites plantes qui vivent dans l'océan. Ils sont super importants parce qu'ils produisent une grande partie de l'oxygène de la Terre et constituent la base de la chaîne alimentaire marine. Parmi ces phytoplanctons, y a des types spéciaux comme les algues picoeucaryotes, connues pour leur petite taille et leur grande diversité.

Dans les endroits avec des saisons qui changent, le nombre et les types de phytoplancton peuvent varier au fil de l'année. Parfois, on assiste à des augmentations soudaines de leur nombre appelées efflorescences algales. Ces efflorescences jouent un rôle crucial dans la production d'oxygène dans l'océan, c'est pour ça que les scientifiques veulent en savoir plus sur comment le phytoplancton s'adapte à son environnement et comment le changement climatique les affecte.

#Exploration de la Diversité génétique du phytoplancton

Les avancées récentes en technologie ont permis aux scientifiques de collecter une grande quantité de données génétiques sur différents types de phytoplancton. Un des moyens d'y parvenir, c'est d'analyser des gènes spécifiques qui aident à identifier les différentes espèces. Mais ces méthodes ratent souvent des détails importants sur les différences génétiques au sein d'une même espèce. C'est un problème parce que ces petites variations peuvent influencer de manière significative la survie d'une espèce dans diverses conditions. Par exemple, une espèce peut réagir différemment aux changements de température, de lumière ou de nutriments à cause de ces petites différences génétiques.

Des études ont montré que la variation au sein d'une espèce est essentielle pour la santé écologique. Quand les espèces perdent leur diversité, elles deviennent plus similaires et moins capables de faire face aux changements environnementaux. Chez les diatomées, qui sont un type de phytoplancton, les variations internes les aident à s'adapter à différents facteurs environnementaux.

#Défis dans l'étude de la diversité du phytoplancton

Pour étudier la diversité génétique du phytoplancton, les scientifiques doivent identifier et analyser de nombreux individus provenant de différents environnements. Mais isoler assez d'échantillons peut être un vrai défi, et souvent, seuls quelques individus sont étudiés. Par le passé, les scientifiques utilisaient des marqueurs génétiques spécifiques trouvés dans quelques gènes pour analyser des individus isolés, mais ces méthodes peuvent être très limitées.

De nouvelles méthodes, comme l'ADN polymorphe amplifié au hasard (RAPD) et le séquençage d'ADN associé aux sites de restriction (RADseq), ont facilité l'analyse de nombreux marqueurs génétiques d'une espèce. Ces techniques ont été utilisées pour étudier le phytoplancton pendant les efflorescences algales, mais la plupart se sont concentrées sur l'identification de nombreux individus. Du coup, la diversité génétique du phytoplancton marin n'est toujours pas bien enregistrée.

#La nature cosmopolite de Bathycoccus

Les picoeucaryotes, comme Bathycoccus, sont de petites algues qu'on trouve partout dans le monde, des régions tropicales aux régions polaires. Ils ont développé une capacité incroyable à s'adapter à différents environnements. Les nouvelles technologies de séquençage ont aidé les scientifiques à en apprendre plus sur les différences entre les espèces de Bathycoccus, mais on sait encore peu de choses sur les variations génétiques au sein de Bathycoccus.

Bathycoccus est un phytoplancton courant trouvé dans certaines régions comme la mer Méditerranée, où il fleurit de novembre à avril. Les scientifiques se demandent si la population reste la même chaque année ou si elle change. Ils veulent savoir si ces efflorescences viennent de cellules enfouies dans les sédiments qui se réveillent ou de nouvelles cellules qui sont transportées par les courants océaniques.

#Recherche sur la diversité intraspécifique de Bathycoccus

Pour mieux comprendre la diversité génétique de Bathycoccus, les chercheurs ont utilisé une méthode pour isoler des souches de différentes régions tout en réalisant un séquençage du génome complet. Cela implique d'analyser l'ensemble du matériel génétique d'un organisme pour identifier des changements structurels ou des variations.

Des souches algales ont été obtenues d'une collection de cultures et cultivées dans des conditions contrôlées pour étudier leur croissance et leur diversité. Des échantillons d'eau ont été prélevés dans la baie de Banyuls, et les cellules ont été isolées pour une analyse plus approfondie. En filtrant l'eau et en utilisant la cytométrie de flux, les chercheurs ont pu déterminer le nombre et la taille du phytoplancton présent.

Après avoir isolé les cellules de Bathycoccus, les chercheurs ont extrait l'ADN pour analyser leur matériel génétique. Des techniques comme la PCR (réaction en chaîne par polymérase) ont été utilisées pour amplifier des régions spécifiques du code génétique pour une analyse plus poussée.

#Identification des marqueurs de diversité

Pour identifier des marqueurs génétiques uniques qui pourraient différencier les souches de Bathycoccus, les chercheurs ont examiné les variations dans le matériel génétique de plusieurs souches collectées à différents endroits. En utilisant la technologie de séquençage à longue lecture, ils ont pu découvrir des variants structurels au sein du génome. Ces variants sont utiles pour créer des marqueurs génétiques, qui aident à identifier différentes populations génétiques.

Pour les souches de Bathycoccus étudiées, quatre principaux marqueurs de diversité ont été identifiés. Ces marqueurs ont permis aux chercheurs de catégoriser les différences génomiques entre les différentes souches. En organisant les souches en génotypes multi-loci (MLGs), ils ont pu voir comment les différentes souches sont liées les unes aux autres et à leurs environnements respectifs.

#Comprendre les Taux de croissance

Pour évaluer comment différentes souches de Bathycoccus grandissent dans différentes conditions, les chercheurs ont examiné les taux de croissance en surveillant le nombre de cellules sur plusieurs jours. Ces infos aident à comprendre comment certaines souches s'adaptent bien à des changements environnementaux spécifiques, comme des variations de température et de lumière.

Les résultats ont montré que certaines souches performaient mieux dans certaines conditions, ce qui suggère qu'elles pourraient être écologiquement distinctes. Cependant, cette analyse nécessite des tests plus approfondis pour déterminer si ces différences sont liées à la diversité génétique ou à d'autres facteurs environnementaux.

#Influences saisonnières et environnementales

L'étude s'est également concentrée sur les implications des changements saisonniers sur les populations de Bathycoccus dans la baie de Banyuls. En suivant les souches présentes au fil du temps, les chercheurs ont pu recueillir des infos sur la dynamique de ces populations de phytoplancton pendant les efflorescences. L'analyse des marqueurs génétiques a montré que la composition de la population et la diversité génétique pouvaient changer d'une année à l'autre.

Par exemple, le moment de la floraison et les souches spécifiques présentes variaient d'une année sur l'autre, suggérant soit l'émergence de cellules dormantes des sédiments, soit l'introduction de nouvelles populations par les courants océaniques. Comprendre la relation entre ces processus environnementaux et la diversité génétique est crucial pour saisir comment le phytoplancton réagit au changement climatique.

#Conclusion : L'importance de la diversité génétique

En résumé, l'étude du phytoplancton Bathycoccus met en évidence l'importance de la diversité génétique pour la survie et l'adaptation à divers environnements. En développant de nouvelles méthodes pour analyser la diversité intraspécifique, les chercheurs sont mieux équipés pour suivre les populations et comprendre les dynamiques écologiques en jeu.

Avec l'avancée de la technologie, les scientifiques vont approfondir leur compréhension des bases génétiques de l'adaptation du phytoplancton et de l'impact des changements environnementaux sur ces petites créatures pourtant essentielles. Cette connaissance a des implications importantes pour les écosystèmes marins et la santé globale de nos océans.