Simple Science

La science de pointe expliquée simplement

# Biologie# Biologie du développement

Protéger les microalgues : une nouvelle stratégie pour les fermes d'algues

Combiner différentes algues pourrait aider à se protéger des herbivores et à augmenter la productivité.

― 5 min lire


Stratégies innovantes deStratégies innovantes deprotection des alguesagriculture.protection et la productivité enCombiner des algues renforce la
Table des matières

Les microalgues sont des petites plantes qu’on peut cultiver pour des produits super utiles comme la nourriture pour animaux, des compléments alimentaires, des biocarburants et des bioplastiques. Cependant, elles sont menacées par des herbivores comme de petits animaux et des parasites qui peuvent détruire rapidement les fermes d'Algues. C'est un gros problème pour ceux qui veulent faire de la culture d'algues de manière durable et rentable.

Le Problème avec les Microalgues

Les types de microalgues les plus productifs sont généralement petits. Cette petite taille les aide à pousser vite en absorbant les ressources efficacement, mais ça les rend aussi des cibles faciles pour les herbivores comme les petits animaux qui s’en nourrissent. Certaines microalgues populaires, comme la Chlorella, la Nannochloropsis et le Scenedesmus, sont connues pour produire beaucoup de nutriments essentiels, mais quand elles sont cultivées seules, elles risquent souvent d'être attaquées par ces visiteurs indésirables.

Le défi est de garder les microalgues productives tout en les protégeant de ces herbivores. Parmi les méthodes courantes pour gérer ce problème, il y a l'utilisation de pesticides ou la modification des conditions environnementales comme le pH, l'ammoniaque ou la salinité. Cependant, dépendre d'une seule méthode peut ne pas être efficace à long terme, car les nuisibles peuvent s'adapter et changer avec le temps.

Une Nouvelle Approche : Utiliser Différentes Algues Ensemble

Une solution prometteuse est de cultiver différentes types d'algues ensemble, ce qu’on appelle les polycultures. En combinant des algues avec des caractéristiques différentes, on pourrait protéger les espèces plus vulnérables des herbivores tout en gardant une croissance saine. Cela peut impliquer d’utiliser certaines algues qui ont des défenses naturelles ou des algues plus grandes qui peuvent offrir un abri aux espèces plus petites et à croissance rapide. Cependant, il n'y a pas encore beaucoup de preuves expérimentales que cette méthode fonctionne avec les algues utilisées dans l'industrie.

Une algue qui a attiré l'attention est Botryococcus Braunii. Elle est appréciée pour sa capacité à produire de grandes quantités d'huiles utiles qui peuvent être extraites sans nuire aux algues (un processus parfois appelé "traite des algues"). Au-delà de ses capacités de production d'huile, B. braunii pourrait également aider à protéger d'autres algues des herbivores grâce à ses défenses chimiques naturelles et sa taille plus grande.

L'Étude

Dans cette étude, le but était de voir si B. braunii pouvait protéger efficacement deux herbivores communs, Daphnia (une sorte de petite puce d'eau) et Poterioochromonas (un petit flagellé), de nuire à une autre algue, Nannochloropsis. Cela a été fait en examinant si B. braunii pouvait stopper ces herbivores par des moyens chimiques et en servant de barrière physique.

Les chercheurs ont d’abord collecté B. braunii dans des étangs expérimentaux puis l'ont cultivé dans un environnement contrôlé avec les autres types d'algues et herbivores mentionnés. Ils ont testé différentes combinaisons : une sans B. braunii, une avec juste le liquide filtré de B. braunii, une avec seulement des colonies entières de B. braunii, et une avec les deux.

Résultats

  1. Protection Contre Daphnia : Dans les expériences où Daphnia étaient présentes sans B. braunii, les Daphnia ont rapidement réduit la population d'algues. Cependant, quand B. braunii était inclus, surtout sous sa forme entière ou combinée avec son milieu, la perte de biomasse d'algues était bien moins sévère. Cela indique que B. braunii peut effectivement offrir une protection contre Daphnia.

  2. Protection Contre Poterioochromonas : Des résultats similaires ont été obtenus avec Poterioochromonas, qui a aussi réduit la quantité de Nannochloropsis quand il était cultivé seul. Encore une fois, la présence de B. braunii a aidé à diminuer cette perte. Les propriétés chimiques de B. braunii ont clairement eu un effet positif.

  3. Impact sur la Croissance de Nannochloropsis : Fait intéressant, l'étude a révélé que Nannochloropsis poussait mieux en présence du milieu de B. braunii. Cependant, quand les colonies de B. braunii étaient présentes, elles semblaient freiner la croissance de Nannochloropsis à cause de la compétition pour les ressources.

Conclusion

Les résultats soutiennent l'idée que B. braunii peut inhiber efficacement les herbivores en utilisant à la fois des méthodes chimiques et physiques, aidant ainsi à protéger les algues plus petites comme Nannochloropsis. De plus, le rôle de B. braunii comme élément protecteur pourrait aider à maintenir des niveaux de productivité élevés dans les fermes d'algues, ce qui est crucial pour les bioproduits.

Cette étude ouvre la voie à l'utilisation de communautés d'algues ingénieries qui peuvent non seulement protéger les espèces vulnérables des herbivores, mais aussi produire des produits précieux comme des huiles. Avec plus de recherches, il pourrait être possible d'appliquer ces résultats à d'autres types d'algues et dans différents environnements de culture, y compris les habitats saumâtres et marins.

L'Avenir de la Culture d'Algues

Bien que l'étude montre une approche prometteuse pour la protection des cultures en aquaculture, plusieurs défis restent à relever. Les travaux futurs devraient tester différents types et souches de B. braunii aux côtés d'autres algues pour voir à quel point ils peuvent être efficaces contre divers nuisibles. Il est également important de considérer comment des facteurs comme la température, la salinité et le pH peuvent changer l'efficacité de ces stratégies.

Globalement, utiliser B. braunii comme partenaire pour d'autres algues montre un grand potentiel pour améliorer le rendement des cultures et la durabilité dans la culture d'algues, ce qui devient de plus en plus important alors que le monde recherche des ressources renouvelables. Cette approche pourrait aider à produire non seulement des biocarburants, mais aussi de la nourriture et d'autres produits, faisant de la culture d'algues un acteur clé dans les futures stratégies de ressources renouvelables.

Source originale

Titre: Botryococcus braunii reduces algal grazing losses to Daphnia and Poterioochromonas through both chemical and physical interference

Résumé: Crop protection from algal grazers is a key area of concern, as grazing zooplankton and flagellates can decimate algal crops and impede economic viability of cultivation for biofuels and bioproducts. Inhibition of grazing by chemical and physical interference is one promising solution; however, there have been few empirical tests of this approach that use defense traits innate to algal crop species. Here we conduct an experiment to test whether the hydrocarbon excreting alga Botryococcus braunii can mitigate losses to grazing by two distinct grazers, Daphnia magna and Poterioochromonas malhamensis, due to both chemical inhibition and physical interference linked to large/inedible colonies. We show that chemical and physical defenses interactively reduce the total effect of grazing, thus significantly increasing the biomass of cultures of B. braunii and Nannochloropsis limnetica when either grazer is present. Specifically, B. braunii filtrate alone inhibits grazing and thus weakens top-down control of N. limnetica growth rates and final biomass by both grazers; B. braunii colonies alone also inhibit biomass losses; and the combination of filtrate and B. braunii colonies reveals an interactive effect of both chemical and physical defenses on grazing. Our study demonstrates how community engineering can identify synergies arising from algal cocultivation (e.g., by using industrially relevant strains for crop protection). Such ecological discoveries may help to reduce the costs of large-scale deployment of algal cultivation for sustainable foods, fuels, bioproducts (e.g., bioplastics), and carbon capture.

Auteurs: Patrick K Thomas, F. Arn, M. Freiermuth, A. Narwani

Dernière mise à jour: 2024-02-02 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.01.576556

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.01.576556.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

Articles similaires