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13.7 : Algues marines macroscopiques (algues) - Géosciences


Bien qu'en termes de biomasse océanique, ils soient relativement insignifiants par rapport aux formes planctoniques microscopiques, ils occupent cependant des niches importantes dans les écosystèmes marins, souvent attachés aux fonds marins au large ou s'étendant jusqu'à la zone intertidale.

Algues brunes : Se produisent dans les eaux tempérées ou plus froides.
Varech et Sargasses sont des exemples.
Peut être attaché au fond comme le varech ou s'incruster principalement dans la zone intertidale.
La mer des Sargasses dans l'Atlantique Nord tire son nom de grandes plaques de sargasses flottant en pleine mer.

Les algues vertes: Principalement attaché au bas.
La laitue de mer, l'herbe de mer et les doigts d'homme mort en sont des exemples.

Algues rouges : Celles-ci sont incrustées ou parfois ramifiées dans l'environnement proche du rivage. Très rustique.


Extraits d'algues marines : procédés, produits et applications, ensemble de 2 volumes

Conçu comme la principale référence pour l'utilisation biotechnologique des macroalgues, ce manuel complet couvre l'ensemble de la chaîne de valeur, de la culture de la biomasse algale à sa récolte et sa transformation, en passant par l'extraction et la formulation du produit.

En plus de couvrir un large éventail de classes de produits, des polysaccharides aux terpènes et des enzymes aux biocarburants, il aborde systématiquement les applications actuelles et futures des produits dérivés des algues en pharmacologie, médecine, cosmétique, alimentation et agriculture.

Ce faisant, il rassemble l'expertise de chercheurs marins, de biotechnologues et d'ingénieurs de procédés pour une ressource unique sur la biotechnologie des macroalgues marines.


Contenu

Les chloroplastes ont évolué à la suite d'un événement endosymbiotique entre une cyanobactérie photosynthétique ancestrale et un phagotrophe eucaryote précoce. [13] Cet événement (appelé endosymbiose primaire) a abouti à l'origine des algues rouges et vertes et des glaucophytes, qui constituent les plus anciennes lignées évolutives d'eucaryotes photosynthétiques. [14] Un événement d'endosymbiose secondaire impliquant une algue rouge ancestrale et un eucaryote hétérotrophe a entraîné l'évolution et la diversification de plusieurs autres lignées photosynthétiques telles que Cryptophyta, Haptophyta, Stramenopiles (ou Heterokontophyta) et Alveolata. [14] En plus des algues brunes multicellulaires, on estime que plus de la moitié de toutes les espèces connues d'eucaryotes microbiens abritent des plastes dérivés d'algues rouges. [15]

Les algues rouges sont divisées en Cyanidiophycées, une classe d'extrêmophiles unicellulaires et thermoacidophiles trouvés dans les sources chaudes sulfuriques et autres environnements acides, [16] une adaptation rendue possible en partie par des transferts horizontaux de gènes de procaryotes, [17] avec environ 1% de leur génome ayant cette origine, [18] et deux clades frères appelés SCRP (Stylonematophyceae, Compsopogonophyceae, Rhodellophyceae et Porphyridiophyceae) et BF (Bangiophyceae et Florideophyceae), qui se trouvent à la fois dans les environnements marins et d'eau douce. Le clade SCRP sont des microalgues, constituées à la fois de formes unicellulaires et de filaments et de lames microscopiques multicellulaires. Les BF sont des macroalgues, des algues qui ne dépassent généralement pas environ 50 cm de long, mais quelques espèces peuvent atteindre 2 m de long. [19] La plupart des rhodophytes sont marins avec une distribution mondiale et se trouvent souvent à de plus grandes profondeurs par rapport aux autres algues. Alors que cela était autrefois attribué à la présence de pigments (comme la phycoérythrine) qui permettraient aux algues rouges d'habiter plus profondément que d'autres macroalgues par adaptation chromatique, des preuves récentes remettent cela en question (par exemple la découverte d'algues vertes à grande profondeur aux Bahamas ). [20] Certaines espèces marines se trouvent sur les rivages sablonneux, tandis que la plupart des autres peuvent être trouvées attachées à des substrats rocheux. [21] Les espèces d'eau douce représentent 5% de la diversité des algues rouges, mais elles ont également une distribution mondiale dans divers habitats [6] elles préfèrent généralement les ruisseaux propres et à haut débit avec des eaux claires et des fonds rocheux, mais à quelques exceptions près. [22] Quelques espèces d'eau douce se trouvent dans les eaux noires à fond sableux [23] et encore moins se trouvent dans les eaux plus lentiques. [24] Les taxons marins et d'eau douce sont représentés par des formes de macroalgues libres et des formes endo/épiphytes/zoïques plus petites, ce qui signifie qu'elles vivent dans ou sur d'autres algues, plantes et animaux. [9] De plus, certaines espèces marines ont adopté un mode de vie parasitaire et peuvent être trouvées sur des hôtes d'algues rouges proches ou plus éloignés. [25] [26]

Dans le système d'Adl et al. 2005, les algues rouges sont classées dans les Archaeplastida, avec les glaucophytes et les algues vertes ainsi que les plantes terrestres (Viridiplantae ou Chloroplastida). Les auteurs utilisent un arrangement hiérarchique où les noms de clade ne signifient pas le rang, le nom de classe Rhodophyceae est utilisé pour les algues rouges. Aucune subdivision n'est donnée, les auteurs disent: "Les sous-groupes traditionnels sont des constructions artificielles et ne sont plus valables." [27]

De nombreuses études publiées depuis Adl et al. 2005 ont fourni des preuves qui sont en accord pour la monophylie chez les Archaeplastida (y compris les algues rouges). [28] [29] [30] [31] Cependant, d'autres études ont suggéré que Archaeplastida est paraphyletic. [32] [33] En janvier 2011 [mise à jour] , la situation semble irrésolue.

Vous trouverez ci-dessous d'autres taxonomies publiées des algues rouges utilisant des données taxonomiques alpha moléculaires et traditionnelles. Cependant, la taxonomie des algues rouges est toujours en évolution (la classification au-dessus du niveau d'ordre ayant reçu peu d'attention scientifique pendant la majeure partie du 20e siècle ). [34]

  • Si l'on définit le royaume Plantae comme signifiant les Archaeplastida, les algues rouges feront partie de ce royaume.
  • Si les Plantae sont définis de manière plus étroite, pour être les Viridiplantae, alors les algues rouges pourraient être considérées comme leur propre royaume, ou une partie du royaume Protista.

Une initiative de recherche majeure pour reconstruire l'arbre de vie des algues rouges (RedToL) en utilisant une approche phylogénétique et génomique est financée par la National Science Foundation dans le cadre du programme Assembling the Tree of Life.

Comparaison des classifications Modifier

  • Sous-royaume Rhodoplantae
    • Phylum Cyanidiophyta
      • Classe CyanidiophycéesMerola et al.
      • Phylum RhodophytaWettstein
        • Sous-embranchement Cyanidiophytinasous-embranchement novus
          • Classe CyanidiophycéesMerola et al.
          • Phylum RhodophytaWettstein
            • Sous-embranchement Rhodellophytina
              • Classe RhodellophycéesCavalier-Smith
              • Sous-embranchement Rhodophytinasous-embranchement novus
                • Classe RhodellophycéesCavalier-Smith
                • Sous-embranchement Metarhodophytina
                  • Classe CompsopogonophyceaeSaunders et Hommersand
                  • Classe CompsopogonophyceaeSaunders et Hommersand
                  • Classe Stylonematophyceaeclasse nova
                  • Sous-embranchement Eurhodophytina
                    • Classe BangiophycéesWettstein
                    • Classe BangiophycéesWettstein
                    • Classe FlorideophycéesCronquist
                      • Sous-classe Hildenbrandiophycidae
                      • Classe FlorideophycéesCronquist
                      • Sous-classe Nemaliophycidae
                      • Sous-classe Ahnfeltiophycidae
                      • Sous-classe des Rhodymeniophycidae

                      Certaines sources (comme Lee) classent toutes les algues rouges dans la classe "Rhodophycées". (L'organisation de Lee n'est pas une classification complète, mais une sélection d'ordres considérés comme communs ou importants. [36] )

                      Un sous-embranchement - Proteorhodophytina - a été proposé pour englober les classes existantes Compsopogonophyceae, Porphyridiophyceae, Rhodellophyceae et Stylonematophyceae. [37] Cette proposition a été faite sur la base de l'analyse des génomes des plastes.

                      Espèce d'algues rouges Modifier

                      Plus de 7 000 espèces sont actuellement décrites pour les algues rouges, [3] mais la taxonomie est en constante évolution avec de nouvelles espèces décrites chaque année. [34] [35] La grande majorité d'entre eux sont marins avec environ 200 qui ne vivent qu'en eau douce.

                      Voici quelques exemples d'espèces et de genres d'algues rouges :

                      • Cyanidioschyzon merolae, une algue rouge primitive
                      • Atractophora hypnoides
                      • Gelidiella calcicola
                      • Lémanée, un genre d'eau douce
                      • Palmaria palmata, dulse
                      • Schmitzia hiscockiana
                      • Chondrus crispus, Mousse irlandaise
                      • Mastocarpus stellatus
                      • Vanvoorstia bennettiana, s'est éteint au début du 20e siècle
                      • Acrochaetium efflorescens
                      • Audouinella, avec des espèces d'eau douce et marines
                      • Polysiphonia ceramiaeformis, herbe à siphon en bandes
                      • Simulateurs de vertébrés

                      La morphologie des algues rouges est variée, allant des formes unicellulaires aux thalles parenchymateux complexes et non parenchymateux. [38] Les algues rouges ont des parois cellulaires doubles. [39] Les couches externes contiennent les polysaccharides agarose et agaropectin qui peuvent être extraits des parois cellulaires en les faisant bouillir sous forme d'agar. [39] Les parois internes sont principalement en cellulose. [39] Ils ont également les génomes de plaste les plus riches en gènes connus. [40]

                      Structure de la cellule Modifier

                      Les algues rouges n'ont pas de flagelles et de centrioles pendant tout leur cycle de vie. La présence de fibres fusiformes normales, de microtubules, de membranes photosynthétiques non empilées, la présence de granules de pigment de phycobiline, [41] la présence de connexion par fosse entre les cellules des genres filamenteux, l'absence de réticulum endoplasmique chloroplastique sont les caractères distinctifs de la structure des cellules d'algues rouges. [42]

                      Chloroplastes Modifier

                      La présence de pigments hydrosolubles appelés phycobilines (phycocyanobiline, phycoérythrobiline, phycourobiline et phycobilivioline), localisés dans les phycobilisomes, confère aux algues rouges leur couleur distinctive. [43] Le chloroplaste contient des thylakoïdes régulièrement espacés et non groupés. [44] D'autres pigments incluent la chlorophylle a, le - et le -carotène, la lutéine et la zéazanthine. Une double membrane d'enveloppe chloroplastique entoure le chloroplaste. L'absence de grana et la fixation de phycobilisomes sur la surface stromale de la membrane thylakoïde sont d'autres caractères distinctifs du chloroplaste d'algues rouges. [45]

                      Produits de stockage Modifier

                      Les principaux produits photosynthétiques comprennent le floridoside (produit principal), le D‐isofloridoside, le digénéaside, le mannitol, le sorbitol, le dulcitol, etc. [46] L'amidon de Floride (similaire à l'amylopectine dans les plantes terrestres), un produit de stockage à long terme, se dépose librement (éparpillé) dans le cytoplasme. [47] La ​​concentration des produits photosynthétiques est altérée par les conditions environnementales telles que le changement de pH, la salinité du milieu, le changement d'intensité lumineuse, la limitation des nutriments, etc. [48] Lorsque la salinité du milieu augmente, la production de floridoside est augmentée en afin d'empêcher l'eau de quitter les cellules des algues.

                      Connexions de fosse et bouchons de fosse Modifier

                      Connexions de fosse Modifier

                      Les connexions de fosse et les bouchons de fosse sont des caractéristiques uniques et distinctives des algues rouges qui se forment au cours du processus de cytokinèse suivant la mitose. [49] [50] Dans les algues rouges, la cytokinèse est incomplète. Typiquement, un petit pore est laissé au milieu de la cloison nouvellement formée. La connexion de la fosse est formée là où les cellules filles restent en contact.

                      Peu de temps après la formation de la connexion de la fosse, la continuité cytoplasmique est bloquée par la génération d'un bouchon de fosse, qui se dépose dans l'espace mural qui relie les cellules.

                      Les connexions entre les cellules ayant une cellule mère commune sont appelées connexions de fosse primaire. Étant donné que la croissance apicale est la norme chez les algues rouges, la plupart des cellules ont deux connexions principales de fosse, une à chaque cellule adjacente.

                      Les connexions qui existent entre des cellules ne partageant pas une cellule parente commune sont appelées connexions de fosse secondaires. Ces connexions se forment lorsqu'une division cellulaire inégale produit une cellule fille nucléée qui fusionne ensuite avec une cellule adjacente. Des modèles de connexions de fosses secondaires peuvent être observés dans l'ordre des Ceramiales. [50]

                      Bouchons de fosse Modifier

                      Après la formation d'une connexion de fosse, des membranes tubulaires apparaissent. Une protéine granulaire appelée noyau du bouchon se forme alors autour des membranes. Les membranes tubulaires finissent par disparaître. Alors que certains ordres d'algues rouges ont simplement un noyau de bouchon, d'autres ont une membrane associée de chaque côté de la masse protéique, appelée membranes de capuchon. Le bouchon de fosse continue d'exister entre les cellules jusqu'à ce que l'une des cellules meure. Lorsque cela se produit, la cellule vivante produit une couche de matériau de paroi qui scelle le bouchon.

                      Fonction Modifier

                      Il a été suggéré que les connexions des fosses fonctionnent comme un renforcement structurel ou comme des voies de communication et de transport de cellule à cellule chez les algues rouges, mais peu de données appuient cette hypothèse. [51]

                      Le cycle de reproduction des algues rouges peut être déclenché par des facteurs tels que la durée du jour. [2] Les algues rouges se reproduisent sexuellement et asexuée. La reproduction asexuée peut se produire par la production de spores et par voie végétative (fragmentation, division cellulaire ou production de propagules). [52]

                      Fertilisation Modifier

                      Les algues rouges manquent de spermatozoïdes mobiles. Par conséquent, ils dépendent des courants d'eau pour transporter leurs gamètes vers les organes féminins - bien que leurs spermatozoïdes soient capables de "glisser" vers le trichogyne d'un carpogonium. [2]

                      Le trichogyne va continuer à croître jusqu'à rencontrer un spermatium une fois fécondé, la paroi cellulaire à sa base s'épaissit progressivement, la séparant du reste du carpogonium à sa base. [2]

                      Lors de leur collision, les parois du spermatium et du carpogonium se dissolvent. Le noyau mâle se divise et se déplace dans le carpogonium dont la moitié se confond avec le noyau du carpogonium. [2]

                      La polyamine spermine est produite, ce qui déclenche la production de carpospores. [2]

                      Les spermatozoïdes peuvent avoir des appendices longs et délicats, ce qui augmente leurs chances de « s'accrocher ». [2]

                      Cycle de vie Modifier

                      Ils présentent une alternance de générations. En plus d'une génération de gamétophytes, beaucoup ont deux générations de sporophytes, les carpospores produisant des carposporophytes, qui germent en un tétrasporophyte - cela produit des tétrades de spores, qui se dissocient et germent en gamétophytes. [2] Le gamétophyte est typiquement (mais pas toujours) identique au tétrasporophyte. [53]

                      Les carpospores peuvent également germer directement dans les gamétophytes thalloïdes, ou les carposporophytes peuvent produire un tétraspore sans passer par une phase tétrasporophyte (libre). [53] Les tétrasporanges peuvent être disposés en rangée (zonate), en croix (croisée) ou en tétrade. [2]

                      Le carposporophyte peut être enfermé dans le gamétophyte, qui peut le recouvrir de branches pour former un cystocarpe. [53]

                      Ces études de cas peuvent être utiles pour comprendre certaines des histoires de vie que les algues peuvent afficher :

                      Dans un cas simple, comme Rhodochorton investis:

                      Chez le Carposporophyte : un spermatozoïde fusionne avec un trichogyne (un long poil sur l'organe sexuel féminin), qui se divise ensuite pour former des carposporanges – qui produisent des carpospores.

                      Les carpospores germent en gamétophytes, qui produisent des sporophytes. Les deux sont très similaires, ils produisent des monospores à partir de monosporanges "juste en dessous d'une paroi transversale dans un filament" [2] et leurs spores sont "libérées à travers l'apex de la cellule sporange". [2]

                      Les spores d'un sporophyte produisent soit des tétrasporophytes. Les monospores produites par cette phase germent immédiatement, sans phase de repos, pour former une copie identique du parent. Les tétrasporophytes peuvent également produire un carpospore, qui germe pour former un autre tétrasporophyte. [ vérification nécessaire ] [2]

                      Le gamétophyte peut se répliquer en utilisant des monospores, mais produit du sperme dans les spermatanges et des "œufs" (?) dans le carpogonium. [2]

                      Un exemple assez différent est Porphyra gardneri:

                      Dans sa phase diploïde, une carpospore peut germer pour former un "stade conchocelis" filamenteux, qui peut également s'auto-répliquer à l'aide de monospores. Le stade conchocelis produit finalement des conchosporanges. La conchospore qui en résulte germe pour former un minuscule prothalle avec des rhizoïdes, qui se développe en un thalle feuillu à l'échelle du cm. Cela aussi peut se reproduire via des monospores, qui sont produites à l'intérieur du thalle lui-même. [2] Ils peuvent également se reproduire via des spermaties, produites en interne, qui sont libérées pour rencontrer un carpogonium potentiel dans son conceptacle. [2]

                      Groupe d'algues Gamme 13C [54]
                      HCO3-utiliser des algues rouges −22,5‰ à −9,6‰
                      CO2-utiliser des algues rouges −34,5‰ à −29,9‰
                      Algues brunes -20,8‰ à -10,5‰
                      Les algues vertes -20,3‰ à -8,8‰

                      Les valeurs δ 13 C des algues rouges reflètent leur mode de vie. La plus grande différence résulte de leur voie métabolique photosynthétique : les algues qui utilisent le HCO3 en tant que source de carbone ont des valeurs δ 13 C moins négatives que celles qui n'utilisent que du CO
                      2 . [54] Une différence supplémentaire d'environ 1,71‰ sépare les groupes intertidaux de ceux situés en dessous de la ligne de marée la plus basse, qui ne sont jamais exposés au carbone atmosphérique. Ce dernier groupe utilise le CO plus 13 C-négatif
                      2 dissous dans l'eau de mer, tandis que ceux ayant accès au carbone atmosphérique reflètent la signature plus positive de cette réserve.

                      Les pigments photosynthétiques de Rhodophyta sont des chlorophylles une et . Les algues rouges sont rouges à cause de la phycoérythrine. Ils contiennent le polysaccharide sulfaté carraghénane dans les sections amorphes de leurs parois cellulaires, bien que les algues rouges du genre Porphyra contiennent du porphyran. Elles produisent également un type spécifique de tanin appelé phlorotannins, mais en quantité moindre que les algues brunes.

                      Comme enrôlé dans realDB, [55] 27 transcriptomes complets et 10 séquences complètes de génomes d'algues rouges sont disponibles. Vous trouverez ci-dessous les 10 génomes complets des algues rouges.

                      • Cyanidioschyzon merolae, Cyanidiophycées[56][57]
                      • Galdieria sulphuraria, Cyanidiophycées[58]
                      • Pyropia yezoensis, Bangiophycées[59]
                      • Chondrus crispus, Florideophycées[60]
                      • Porphyridium purpureum, Porphyridiophycées[61]
                      • Porphyra ombilical, Bangiophycées[62]
                      • Gracilaria changii, Gracilariales[63]
                      • Galdieria phlegre, Cyanidiophytine[64]
                      • Gracilariopsis lemaneiformis, Gracilariales[65]
                      • Accord de Gracilariopsis, Gracilariales[66]

                      L'un des plus anciens fossiles identifiés comme une algue rouge est également le plus ancien fossile eucaryote appartenant à un taxon moderne spécifique. Bangiomorpha pubescens, un fossile multicellulaire de l'Arctique canadien, ressemble fortement à l'algue rouge moderne Bangia et se produit dans des roches datant d'il y a 1,05 milliard d'années. [67]

                      Deux types de fossiles ressemblant à des algues rouges ont été trouvés entre 2006 et 2011 dans des roches sédimentaires bien conservées à Chitrakoot, dans le centre de l'Inde. Les algues rouges présumées sont incrustées dans des tapis fossiles de cyanobactéries, appelés stromatolites, dans de la phosphorite indienne vieille de 1,6 milliard d'années, ce qui en fait les plus anciens fossiles végétaux jamais trouvés depuis environ 400 millions d'années. [68]

                      Les algues rouges sont d'importants constructeurs de récifs calcaires. Les plus anciennes de ces algues corallines, les solénopores, datent de la période cambrienne. D'autres algues d'origines différentes ont joué un rôle similaire à la fin du Paléozoïque et dans des récifs plus récents.

                      Les croûtes de calcite qui ont été interprétées comme des restes d'algues rouges corallines datent de la période édiacarienne. [69] Des thallophytes ressemblant à des algues rouges corallines sont connus de la formation Doushantuo du Protérozoïque tardif. [70]

                      Relation avec d'autres algues Modifier

                      Les algues Chromista et Alveolata (par exemple, les chrysophytes, les diatomées, les phéophytes, les dinophytes) semblent avoir évolué à partir de bikontes qui ont acquis des algues rouges comme endosymbiontes. Selon cette théorie, au fil du temps, ces algues rouges endosymbiotes ont évolué pour devenir des chloroplastes. Cette partie de la théorie endosymbiotique est soutenue par diverses similitudes structurelles et génétiques. [71]

                      Les algues rouges sont utilisées depuis longtemps comme source d'ingrédients alimentaires fonctionnels et de substances pharmaceutiques. [72] Ils sont une source d'antioxydants comprenant des polyphénols et des phycobiliprotéines [73] et contiennent des protéines, des minéraux, des oligo-éléments, des vitamines et des acides gras essentiels. [74] [75] Traditionnellement, les algues rouges sont consommées crues, dans les salades, les soupes, les repas et les condiments. Plusieurs espèces sont des cultures vivrières, en particulier les membres du genre Porphyre, connu sous le nom de nori (Japon), gim (Corée), 紫菜 (Chine). Laver et Dulse (Palmaria palmata) [76] sont consommés en Grande-Bretagne. [77] Certaines espèces d'algues rouges comme Gracilaria et Laurencia sont riches en acides gras polyinsaturés (acide eicopentaénoïque, acide docohexaénoïque, acide arachidonique) [78] et ont une teneur en protéines allant jusqu'à 47 % de la biomasse totale. [72] Là où une grande partie de la population mondiale reçoit un apport quotidien insuffisant en iode, un besoin en iode de 150 ug/jour est obtenu à partir d'un seul gramme d'algues rouges. [79] Les algues rouges, comme Gracilaria, Gélidium, Euchema, Porphyre, Acantophora, et Palmaria sont principalement connus pour leur utilisation industrielle pour les phycocolloïdes (agar, algin, furcellaran et carraghénane) en tant qu'agent épaississant, textiles, alimentaires, anticoagulants, agents liant l'eau etc. [80] Dulse (Palmaria palmata) est l'une des algues rouges les plus consommées et est une source d'iode, de protéines, de magnésium et de calcium. [ citation requise ] La Chine, le Japon et la République de Corée sont les principaux producteurs d'algues. [81] En Asie de l'Est et du Sud-Est, la gélose est le plus souvent produite à partir de Gelidium amansii. Ces rhodophytes sont faciles à cultiver et, par exemple, la culture du nori au Japon remonte à plus de trois siècles. [ citation requise ]


                      La production intensive à terre des algues vertes Derbesia tenuissima et Ulva ohnoï : biomasse et bioproduits

                      Les algues vertes Derbesia tenuissima et Ulva ohnoï ont été évalués comparativement pour les rendements de biomasse et de bioproduits (acides gras, fibres solubles et acides aminés) en culture contrôlée sur terre pendant 6 mois. La culture intensive de ces algues a donné une productivité moyenne de la biomasse de 15 g poids sec (ps) m −2 jour −1 (56 t ps ha −1 an −1 ) pour D. tenuissima et 38 g ps m −2 jour −1 (138 t ps ha −1 an −1 ) pour U. ohnoi. La production de D. tenuissima était relativement constante, variant entre 8 et 20 g poids sec m -2 jour -1 , tandis que celle de U. ohnoi était très variable et stochastique, variant entre 16 et 77 g ps m −2 jour −1 . Les principaux bioproduits étaient les lipides (13 % en poids sec) et les acides gras (5 % en poids sec) pour D. tenuissima et fibres solubles (ulvane, 12 % en poids sec) pour U. ohnoi. Ces concentrations étaient constantes dans le temps, indépendamment de la variation des conditions environnementales et de la productivité de la biomasse. En outre, D. tenuissima et U. ohnoi sont des bioressources potentielles pour l'extraction de protéines (acides aminés). La teneur en acides aminés de D. tenuissima (24 % en poids sec) était supérieure à celle de U. ohnoi (13 % poids sec). Cependant, la productivité annuelle des acides aminés de U. ohnoi (18 t ha −1 an −1 ) était supérieure à celle de D. tenuissima (14 t ha −1 an −1 ) en raison de la productivité annuelle plus élevée de la biomasse. Notamment, les deux espèces offrent des opportunités de niche pour fournir plusieurs produits via un processus de bioraffinerie.

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                      Les engrais

                      Les engrais sont la principale cause de contamination des eaux souterraines sous les terres agricoles. Les engrais inorganiques (fabriqués chimiquement) et organiques (provenant de déchets animaux ou humains) appliqués aux terres agricoles fournissent des nutriments tels que l'azote, le phosphore et le potassium qui fertilisent la terre et stimulent la croissance des plantes. Une partie de ces nutriments s'infiltre généralement dans le sol et atteint la nappe phréatique. Les engrais phosphatés et potassiques sont facilement adsorbés sur les particules du sol et constituent rarement un problème de pollution. Cependant, seule une partie de l'azote est adsorbée par le sol ou utilisée par les plantes, et le reste est dissous dans l'eau pour former des nitrates dans un processus appelé nitrification. Les nitrates sont mobiles dans les eaux souterraines et peuvent nuire aux nourrissons et au bétail s'ils sont consommés régulièrement (Hassan 1974).


                      Production[modifier]

                      En 2018, les 10 principaux pays produisaient 96 % du total mondial de 2 165 675 tonnes métriques. ⎝]

                      Production d'algues
                      De campagne Des milliers de tonnes métriques
                      par an
                      Chine 699
                      La France 617
                      Royaume-Uni 205
                      Japon 123
                      Chili 109
                      Philippines 96
                      Corée du Nord 71
                      Corée du Sud 67
                      Indonésie 47
                      Norvège 41

                      Agriculture [ modifier ]

                      La culture des algues ou la culture du varech est la pratique de la culture et de la récolte des algues. Dans sa forme la plus simple, il s'agit de la gestion des lots naturellement présents. Dans sa forme la plus avancée, elle consiste à maîtriser parfaitement le cycle de vie des algues.

                      Les sept taxons d'algues les plus cultivés sont Eucheuma spp., Kappaphycus alvarezii, Gracilaria spp., Saccharina japonica, Undaria pinnatifida, Pyropie spp., et Sargasses fusiformes. Eucheuma et K. alvarezii sont cultivés pour le carraghénane (un agent gélifiant) Gracilaria est cultivé pour la gélose tandis que les autres sont cultivés pour l'alimentation. Les principaux pays producteurs d'algues sont la Chine, l'Indonésie et les Philippines. Les autres producteurs notables sont la Corée du Sud, la Corée du Nord, le Japon, la Malaisie et Zanzibar (Tanzanie). La culture des algues a souvent été développée comme une alternative pour améliorer les conditions économiques et réduire la pression de la pêche et les pêcheries surexploitées. ⎟]

                      La production mondiale de plantes aquatiques d'élevage, largement dominée par les algues, est passée de 13,5 millions de tonnes en 1995 à un peu plus de 30 millions de tonnes en 2016. En 2014, les algues représentaient 27 % de toute l'aquaculture marine. ⎡] La culture des algues est une culture négative en carbone, avec un potentiel élevé d'atténuation du changement climatique. ⎡] Le rapport spécial du GIEC sur l'océan et la cryosphère dans un climat en évolution recommande une « plus grande attention de la recherche » comme tactique d'atténuation. ⎢]


                      Abstrait

                      Les algues corallines sont des constructeurs de carbonate dans le monde entier, considérées comme des espèces fondamentales et des points chauds de la biodiversité. Les habitats coralliens sont confrontés à une pression croissante des activités humaines et des effets liés au changement global, mais leurs propriétés écologiques et leurs réponses adaptatives restent mal comprises. Les relations du microbiote algal avec les bioconstructions minérales, ainsi que la plasticité et la résilience des holobiontes coralliens dans un environnement changeant, sont d'un intérêt particulier. Dans le golfe de Californie, Néogoniolithon trichotomum (Rhodophyta) est le principal générateur de carbonate dans les bassins de marée. Nous avons réalisé une évaluation multidisciplinaire de la N. trichotomum microstructure utilisant la XRD, la microscopie SEM et la spectromicroscopie SR-FTIR. Dans le périthalle algal, le magnésium-calcite et l'aragonite étaient spatialement séparés et enrobés dans une matrice polysaccharidique (riche en polysaccharides sulfatés). Les Mg-calcites (18-19 mol% Mg) étaient les principaux composants minéraux du thalle dans l'ensemble, suivis des carbonates de fer liés à la dolomite (ankérite) et à la sidérite. Des minéraux de séquences évaporitiques tardives (sylvite et bischofite) étaient également présents, suggérant des microenvironnements halophiles potentiels dans les thalles d'algues. L'ensemble diversifié de taxons halophiles, halotolérants et oligotrophes abondants, dont l'abondance augmente en été, suggère en outre cette condition. Nous avons créé un modèle intégré, basé sur des paramètres environnementaux et la distribution du microbiote, qui a identifié la température et la disponibilité des nutriments (en particulier les nitrates et les silicates) comme les principaux paramètres liés aux modèles de taxons spécifiques. Parmi ceux-ci, Hahella, Granulossicococcus, Ferrimonas, les Spongiibacteraceae et les cyanobactéries Xenococcaceae et Nostocaceae changent de manière significative entre les saisons. Ces composants bactériens pourraient jouer un rôle important dans la plasticité des algues et les réponses adaptatives à un environnement changeant. Cette étude contribue à la compréhension de l'interaction du microbiote procaryote avec les microenvironnements minéraux des algues corallines. En raison de leurs carbonates avec une résistance potentielle à la dissolution dans un pCO plus élevé2 monde et leurs bactéries saisonnièrement dynamiques, les algues corallines sont des cibles pertinentes pour étudier la résilience côtière et les réponses des systèmes carbonatés aux environnements changeants.


                      Exemple 2

                      Cellules de Schizochytrium aggregatum (ATCC 28209) ont été prélevés dans du milieu F-1 solide et ensemencés dans 50 ml de milieu FFM. (Fuller et al., 1964). Ce milieu contient : eau de mer, 1000 ml de glucose, 1,0 g d'hydrolysat de gélatine, 1,0 g d'extrait de foie, 0,01 g d'extrait de levure, 0,1 g de métaux PII, 5 ml 1 ml de solution de vitamines B (Goldstein et al., 1969) et 1 ml de une solution antibiotique (25 g/l de sulfate de streptomycine et de pénicilline-G). 1,0 ml du mélange de vitamines (pH 7,2) contient : thiamine HCl, 200 g de biotine, 0,5 g de cyanocobalamine, 0,05 g d'acide nicotinique, 100 g de pantothénate de calcium, 100 g de riboflavine, 5,0 g de pyridoxine HCl, 40,0 g de pyridoxamine 2μgL, 20,0 p -acide aminobenzoïque, 10 g de chlore HCl, 500 g d'inositol, 1,0 mg de thymine, 0,8 mg d'acide orotique, 0,26 mg d'acide folinique, 0,2 g et acide folique, 2,5 g. La culture a été placée sur un agitateur rotatif (200 rpm) à 27°C. Après 3-4 jours, 1 ml de cette culture a été transféré dans 50 ml de chacun des traitements suivants : 1) milieu FFM (comme contrôle) et 2 ) Milieu FFM additionné de 250 mg/l KH2Bon de commande4 et 250 mg/l d'extrait de levure. Ces cultures ont été placées sur un agitateur rotatif (200 rpm) à 27°C pendant 48h. Les cellules ont été récoltées et le rendement en cellules quantifié. Dans le traitement 1, la concentration finale de cellules sur une base de poids sec sans cendres était de 616 mg/l. Dans le traitement 2, la concentration finale de cellules était de 1675 mg/l, démontrant l'effet accru de l'augmentation de la PO4 et les concentrations d'extrait de levure dans le milieu de culture.


                      Exemple 3

                      Cellules de Schizochytrium sp. S31 (ATCC n° 20888) ont été prélevés dans du milieu F-1 solide et placés dans 50 ml de milieu M-5. Ce milieu est composé (au litre) : extrait de levure, 1 g NaCl, 25 g MgSO4.7H2O, 5 g de KCl, 1 g de CaCl2, 200 mg de glucose, 5 g de glutamate, 5 g de KH2Bon de commande4, 1 g de métaux PII, 5 ml de solution de vitamines A, 1 ml et une solution antibiotique, 1 ml. Le pH de la solution a été ajusté à 7,0 et la solution a été stérilisée par filtration. Des solutions stériles de liqueur de macération de maïs (4 g/40 ml pH 7,0) et d'extrait de levure (1 g/40 ml pH 7,0) ont été préparées. A un jeu de flacons de milieu M-5, la quantité suivante de solution d'extrait de levure a été ajoutée : 1) 2 ml 2) 1,5 ml 3) 1 ml 4) 0,5 ml et 5) 0,25 ml. Dans un autre ensemble de flacons de milieu M-5, les solutions d'extrait de levure et de liqueur de trempage de maïs ont été ajoutées aux niveaux suivants : 1) 2 ml d'extrait de levure 2) 1,5 ml d'extrait de levure et 0,5 ml de liqueur de trempage de maïs 3) 1,0 ml d'extrait de levure et 1,0 ml de liqueur de trempage de maïs 4) 0,5 ml d'extrait de levure et 1,5 ml de liqueur de trempage de maïs et 5) 2 ml de liqueur de trempage de maïs. Un ml de la culture en milieu F-1 a été utilisé pour ensemencer chaque flacon. Ils ont été placés sur un agitateur rotatif à 27°C pendant 48h. Les cellules ont été récoltées par centrifugation et le rendement en cellules (en poids sec sans cendres) a été déterminé. Les résultats sont présentés dans le tableau 1. Les résultats indiquent que l'ajout d'extrait de levure jusqu'à 0,8 g/l de milieu peut augmenter le rendement en cellules. Cependant, l'ajout de liqueur de trempage de maïs est encore plus efficace et donne deux fois plus de rendement que les traitements avec un extrait de levure ajouté. Ceci est très avantageux pour la production économique de cellules car la liqueur de macération de maïs est beaucoup moins chère que l'extrait de levure.


                      La recherche a été parrainée par Alaska Sea Grant, University of Alaska Fairbanks (projet R/101-12), avec des fonds de la National Oceanic and Atmospheric Administration (subvention NA18OAR4170078), et de l'Université d'Alaska avec des fonds affectés par l'État de l'Alaska. . Un soutien supplémentaire a été fourni par la bourse de recherche appliquée du nord du golfe d'Alaska et la bourse Robert et Kathleen Byrd.

                      Affiliations

                      Collège des sciences halieutiques et océaniques, Université d'Alaska Fairbanks, PO Box 757220, Fairbanks, AK, 99775-7220, États-Unis

                      Brian P. Ulaski et Brenda Konar

                      Division of Commercial Fisheries, Alaska Department of Fish and Game, 3298 Douglas Pl, Homer, AK, 99603-7942, États-Unis