publication – Laboratoire LEMAR UMR 6539

Les Efflorescences phytoplanctoniques subantarctiques dans l’ouest de l’océan Indien sont fertilisées par des eaux riches en fer du courant des Aiguilles

Résumé

Le Courant des Aiguilles, qui longe la côte Est de l’Afrique australe, se divise à la pointe du continent : une partie forme les anneaux des Aiguilles, d’énormes tourbillons qui dérivent vers l’Atlantique, tandis que le courant de retour des Aiguilles (ARC) se prolonge vers l’est dans l’océan Indien. Ce système, l’un des plus puissants de la planète, joue un rôle clé dans le climat mondial, en particulier par le phénomène d’« Agulhas Leakage », qui transporte de l’eau chaude et salée vers l’Atlantique.

Nous avons étudié un flux moins connu que nous avons nommé le « Southern Agulhas Leakage » (SAL), qui traverse le Front subtropical et apporte du fer de la côte est-africaine au secteur Indien de l’océan Austral. Le fer, élément limitant pour le phytoplancton, soutient ainsi environ un quart de la production primaire annuelle et de l’export de carbone dans cette région. Notre modèle couplé physique-biogéochimique à haute résolution montre que le SAL fournit près de la moitié du fer dissous dans la partie ouest de la zone subantarctique de l’océan Indien, comblant un déficit important dans le budget régional du fer.

Les corrélations avec des archives paléoclimatiques suggèrent qu’une intensification passée de l’ARC aurait pu renforcer l’apport en fer et la productivité, influençant potentiellement les concentrations atmosphériques de CO₂ au cours des 130 000 dernières années. Cette étude souligne que le système des Aiguilles n’est pas seulement un transporteur de chaleur et de sel, mais aussi de nutriments et de métaux, reliant les océans Indien et Austral et impactant le cycle global du carbone.

Figure

Concentration en Chlorophylle a observée par satellite le 25 décembre 2017, reportée sur la topographie océanique de surface révélant le Courant de Retour des Aiguilles (ARC), le front subtropical (STF) et le front subantarctique (SAF)

Points forts de l’étude

Une vingtaine de Sverdrups (1Sv = 1 million m3/s) traverse le front subtropical vers la zone subantarctique (SAZ) du secteur Indien de l’Océan Austral
Ces masses d’eaux, associées au Courant de Retour des Aiguilles, transporte du fer de la marge est-africaine dans la SAZ Indienne
Cet apport de fer permet de boucler le budget de ce micronutriment dans cette zone, et y explique le quart de la production primaire océanique et de l’export de carbone en dessous de 100 m
La variabilité de l’ARC, et donc des apports associés de fer, pourrait expliquer une grande partie des variations de productivité océanique observée dans cette région au cours des âges glaciaires-interglaciaires

Référence

Bucciarelli, E., Penven, P., Pous, S., Tagliabue, A. Western Indian subantarctic phytoplankton blooms fertilized by iron-enriched Agulhas water. Nat. Geosci. (2025). https://doi.org/10.1038/s41561-025-01823-z

Pour aller plus loin, Pierrick PENVEN (IRD, LOPS), co-auteur de l’article a rédigé un article « behind the paper » que vous pouvez retrouver ici.

12/11/2025/by Sebastien Herve

Crédits carbone sélectifs : préférences du marché et restauration des écosystèmes au Sénégal

article du mois

Résumé

Le marché volontaire du carbone est présenté comme une solution pour financer la restauration des terres et des écosystèmes dans les économies en développement. Si la littérature empirique s’est concentrée sur l’évaluation de son efficacité écologique, peu d’attention a été accordée à la manière dont ce marché interagit avec d’autres sources de financement dans les contextes nationaux. Il est essentiel de définir les types de projets que le marché volontaire du carbone peut financer efficacement afin de concevoir une stratégie de financement cohérente et intégrée au niveau national. Cet article examine la contribution du marché volontaire du carbone aux projets de restauration écologique au Sénégal. En nous appuyant sur les coûts de transaction et l’économie organisationnelle, et en nous basant sur un ensemble de données novateur sur les projets de restauration menés entre 2007 et 2023, nous identifions une tendance selon laquelle le marché volontaire du carbone se concentre sur des protocoles de restauration nettement moins spécifiques au contexte et plus certains. L’incertitude des résultats écologiques et la spécificité du capital naturel expliquent le recours au marché, et le marché façonne la spécificité en tentant de normaliser les actifs et de faciliter les transactions. Cela a un impact sur les protocoles de restauration, les avantages ciblés pour les écosystèmes et les avantages locaux. Notre analyse offre une compréhension détaillée de la manière dont les préférences du marché influencent l’allocation des fonds et la mise en œuvre des projets. Nos conclusions soulignent la nécessité d’intégrer le financement basé sur le marché à d’autres mécanismes pour lutter contre la dégradation des terres.

Figure

Figure 1 : Répartition spatiale des projets de restauration financés par des fonds carbone et non carbone au Sénégal (2007-2023).

Conclusion

L’étude de cas du Sénégal met en évidence le rôle du marché volontaire du carbone dans le soutien aux projets de restauration écologique, en particulier la restauration des mangroves. Cependant, nos conclusions révèlent également les limites et les défis associés à ce mécanisme de financement. La préférence du marché pour les projets aux résultats prévisibles et aux risques faibles entraîne une concentration géographique des projets liés au marché du carbone et exclut les initiatives de restauration plus complexes et incertaines de ce type de financement. Cela souligne la nécessité d’une approche plus diversifiée pour répondre aux besoins plus larges en matière de restauration écologique. L’intégration des caractéristiques écologiques dans le cadre de la coopération technique fournit des informations précieuses sur la manière dont les conditions biophysiques influencent la source de financement. Nos recherches suggèrent que la simple augmentation du prix du carbone pourrait ne pas être suffisante pour relever les défis associés à des projets de restauration plus complexes et incertains. Au-delà du déficit de financement, nos recherches constituent un appel à s’attaquer explicitement aux lacunes en matière de coordination financière et à rechercher des solutions potentielles telles que des modèles mixtes et un séquençage temporel.

Référence

Morgane Gonon, Rémi Prudhomme, Marieme Ba, Penda Diop, Tamsir Mbaye, Harold Levrel, Adrien Comte. Selective carbon credits: Market preferences and ecosystem restoration in Senegal. Ecological Economics, Volume 235 (2025). https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2025.108626.

16/05/2025/by Sebastien Herve

Décodage des facteurs d’atténuation du flux de carbone dans la pompe biologique océanique

actualités, article du mois

Résumé

La pompe biologique fournit du carbone à l’intérieur des océans, ce qui favorise le piégeage du carbone à long terme et fournit de l’énergie aux écosystèmes des grands fonds. Son efficacité est déterminée par les transformations des particules nouvellement formées dans la zone euphotique, suivies d’une atténuation du flux vertical par des processus mésopélagiques. L’atténuation en profondeur du flux de carbone organique particulaire (POC) est modulée par de multiples processus impliquant le zooplancton et/ou les microbes. Néanmoins, elle continue d’être principalement paramétrée à l’aide d’une relation empirique, la « courbe de Martin ». L’exposant de loi de puissance dérivé est la métrique standard utilisée pour comparer les schémas d’atténuation du flux entre les provinces océaniques. Nous présentons ici les résultats expérimentaux in situ de C-RESPIRE, un double intercepteur de particules et incubateur déployé à plusieurs profondeurs mésopélagiques, mesurant l’atténuation du flux de POC à médiation microbienne. Nous avons constaté que dans six régimes océaniques contrastés, représentant une gamme de 30 fois le flux de POC, la dégradation par les microbes attachés aux particules comprenait 7-29 pour cent de l’atténuation du flux, ce qui implique un rôle plus influent pour le zooplancton dans l’atténuation du flux. La reminéralisation microbienne, normalisée par rapport au flux de POC, varie d’un facteur 20 entre les sites et les profondeurs, les taux les plus faibles étant observés lorsque les flux de POC sont élevés. Les tendances verticales, allant jusqu’à des changements d’un facteur trois, étaient liées à de forts gradients de température dans les sites des basses latitudes. En revanche, la température a joué un rôle moindre dans les sites des latitudes moyennes et élevées, où les tendances verticales peuvent être déterminées conjointement par la biochimie des particules, la fragmentation et l’écophysiologie microbienne. Cette déconstruction de la courbe de Martin révèle les mécanismes sous-jacents qui conduisent à l’atténuation du flux de POC à médiation microbienne à travers les provinces océaniques.

Figure

a, Schéma des transformations cumulées des particules décantées (indiquées par des barres verticales pleines) dues au flux de zooplancton (FF), DVM et MR avant l’interception des particules par C-RESPIRE pendant la phase de collecte initiale à chacune des trois profondeurs. MR (en bleu) représente la phase d’incubation ultérieure de C-RESPIRE au cours de laquelle seule MR agit sur les particules interceptées pour diminuer le POC .

b, Déconstruction des principaux facteurs d’atténuation du flux de POC. La RM (zones bleues) est telle que décrite en a et est déduite de la consommation d’O2 mesurée et d’un QR fixe. Les taux d’accumulation de C organique dissous pendant l’incubation étaient faibles (représentant en moyenne 21 ± 16% de la MR), ce qui confirme un couplage étroit entre la solubilisation et la MR. Le flux résiduel de POC (cercles ouverts) correspond au POC (intercepté) mesuré à la fin de l’incubation in situ de plusieurs jours. Le flux cumulé de POC (cercles remplis) est reconstruit en utilisant la somme du POC résiduel et de la RM (c’est-à-dire le flux de POC résiduel + la RM) et devrait refléter une courbe de Martin, représentée par la ligne noire continue.

c, Emplacements des déploiements de C-RESPIRE superposés à une carte de la climatologie de la productivité primaire nette (PPN) dérivée des satellites (2003-2018) (obtenue à partir du site Web Ocean Color de la NASA et de l’algorithme CAFE). Vert, SG ; brun, BEN ; rouge, SAZ ; orange, PAPA ; bleu, MED ; violet, SPSG.

Référence

Bressac, M., Laurenceau-Cornec, E.C., Kennedy, F. et al. Decoding drivers of carbon flux attenuation in the oceanic biological pump. Nature 633, 587–593 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07850-x

Pour aller plus loin

Un article vulgarisé a été écrit par le CNRS et publié sur leur site web.

30/01/2025/by Sebastien Herve

Potentiel des métabolites d’éponges marines contre les prions

Actualité accueil, actualités, article du mois

Contexte

Contrairement aux agents infectieux traditionnels tels que les virus, les bactéries, les parasites ou les champignons, les prions sont des agents infectieux non conventionnels composés uniquement d’une protéine ayant une conformation tridimensionnelle alternative et ne contenant pas de matériel génétique tel que l’ADN ou l’ARN [1-4].

La forme physiologique de la protéine prion (PrPC) se trouve dans les cellules saines, en particulier dans le système nerveux. Cependant, dans les maladies à prions, la PrPC subit des changements de conformation, se repliant dans une conformation pathogène connue sous le nom de PrPSc. La caractéristique unique de la PrPSc est sa capacité à agir comme un modèle, induisant un mauvais repliement de la PrPC dans la conformation pathologique de la PrPSc et un agrégat. La capacité de la PrPSc à se modeler et à se convertir lui permet de s’autopropager et de se propager au sein d’un organisme ainsi qu’entre les individus sans impliquer le matériel génétique traditionnel [5,6]. L’accumulation d’oligomères et d’agrégats de PrPSc, qui perturbe la fonction cellulaire au fil du temps, induit une perte neuronale et une vacuolisation, conduisant finalement à des troubles neurodégénératifs. La propagation de la PrPSc contribue à l’aspect spongiforme de l’architecture cérébrale observée chez les personnes affectées par les prions, qui est une signature des maladies à prions.

Les maladies à prions, également appelées encéphalopathies spongiformes transmissibles (EST), sont un groupe de troubles neurologiques rares et mortels qui affectent à la fois les humains et les animaux. Les maladies à prions humaines (maladie de Creutzfeldt-Jakob (MCJ), variante de la maladie de Creutzfeldt-Jakob (vMCJ), maladie de Gerstmann-Sträussler-Scheinker, etc.

La protéine prion mal repliée est remarquablement résiliente et peut résister aux méthodes de décontamination standard, ce qui rend ces agents pathogènes difficiles à contrôler. Les caractéristiques spécifiques des prions rendent les maladies à prions particulièrement difficiles à cibler à l’aide des approches thérapeutiques traditionnelles, ce qui fait qu’à l’heure actuelle il n’existe aucun traitement approuvé pour ces maladies.

Points forts de l’article

Cet article rassemble une partie des travaux réalisés dans le cadre du projet Proteomar qui vise à explorer la chimiodiversité marine à la recherche de métabolites bioactifs contre les prions.

Un criblage d’activités biologiques, réalisés avec 166 extraits d’organismes marins tropicaux (invertébrés, macroalgues) et 3 cyclolipopeptides de microorganismes contre les prions de levure a mis en évidence le potentiel des éponges de la famille des Verongiida pour empêcher la propagation des prions.

Suite à ces premiers résultats encourageant, une étude chimique approfondie a été menée sur l’éponge Suberea laboutei de Wallis et Futuna, permettant d’isoler 6 composés de la famille des bromotyrosines, dont 4 actifs contre les prions de levures.

Cette famille chimique paraissant très prometteuse, 16 autres dérivés de bromotyrosine et de bromophénol précédemment isolés à partir d’éponges Verongiida ont été testés contre les prions de levure, démontrant le potentiel de 6 composés supplémentaires.

Figure 2. Structures of the isolated compounds 1–6 from Suberea laboutei.

Ces 10 molécules candidates ont ensuite été étudiées pour leur activité contre les prions dans les cellules de mammifère, permettant d’identifier pour la première fois la capacité de 6 dérivés de bromotyrosine à réduire la propagation du prion PrPSc et la capacité de 2 d’entre eux à réduire le stress du réticulum endoplasmique.

La découverte de ces deux activités biologiques chez ces dérivés de bromotyrosine sont décrites ici pour la première fois, offrant une nouvelle perspective thérapeutique pour les patients souffrant de maladies à prions qui sont actuellement incurables et par conséquent mortelles. Les molécules identifiées ici pourraient également être bénéfiques pour une gamme plus large de maladies, car l’agrégation des protéines et le stress du RE sont également des caractéristiques des maladies de mauvais repliement des protéines telles que les maladies de Parkinson et d’Alzheimer.

Référence

Sinane, M.; Grunberger, C.; Gentile, L.; Moriou, C.; Chaker, V.; Coutrot, P.; Guenneguez, A.; Poullaouec, M.-A.; Connan, S.; Stiger-Pouvreau, V.; Zubia, M.; Fleury, Y.; Cérantola, S.; Kervarec, N.; Al-Mourabit, A.; Petek, S. & Voisset, C. Potential of Marine Sponge Metabolites against Prions: Bromotyrosine Derivatives, a Family of Interest. Mar. Drugs 2024, 22, 456.

https://doi.org/10.3390/md22100456

Cette publication a fait l’objet de plusieurs travaux de médiation et de valorisation :

– Dans la revue The Conversation

– Sur le site du Mag’ IRD

– Sur le site de l’UBO

28/11/2024/by Sebastien Herve

Fixation de l’azote chez la gammaprotéobactérie diazotrophique marine largement répandue Candidatus Thalassolituus haligoni

article du mois, publication

Résumé

La diversité et la distribution mondiale des bactéries diazotrophes hétérotrophes (HBD) dans l’océan sont récemment devenues évidentes. Cependant, la compréhension des taux de fixation de diazote (N₂) pour ces micro-organismes en grande partie non cultivés pose un défi majeur en raison de leurs exigences de croissance non définies et de la régulation complexe de l’enzyme nitrogénase. Nous avons isolé et caractérisé Candidatus Thalassolituus haligoni. L’analyse de son gène nifH par séquençage d’amplicon a révélé la vaste distribution de Cand. T. haligoni dans les océans Pacifique, Atlantique et Arctique. Les échantillons ont été collectés lors d’études de terrain menées le long des transects GEOVIDE (GEOTRACES GA01) à travers l’Atlantique Nord, canadien ArcticNet (GEOTRACES, GN03) à travers la baie de Baffin, sur le plateau néo-écossais et au niveau de l’archipel arctique canadien. Grâce à des approches combinées de génomique, de protéomique et de physiologie, nous avons confirmé que l’isolat fixe le N₂, bien que les facteurs de la régulation de la nitrogénase chez Cand. T. haligoni restent peu clairs. Actuellement, seules deux cultures isolées avec des génomes entièrement séquencés sont connues dans le clade des Oceanospirillales, Parathalassolituus penaei (régionalement limitée) et Cand. T. haligoni (distribution mondiale). Compte tenu de son abondance, sa distribution, sa cultivabilité et la disponibilité de son génome, nous proposons Cand. T. haligoni comme modèle pour les γ-protéobactéries HBD, en particulier du clade des Oceanospirillales.
En outre, comme la fixation de N₂ chez Cand. T. haligoni a lieu en présence de nitrate, nous proposons que le clade des diazotrophes Oceanospirillales puisse être un contributeur majeur au budget marin global de fixation de N₂.

Figure

Fig. 1. Microscopie électronique à balayage et modèles métaboliques génomiques, protéomiques et assistés par le génome de Cand. T. haligoni.
(A) morphologie cellulaire de l’isolat dans des conditions de fixation de N₂ par microscopie électronique à balayage (SeM ; en haut) et microscopie électronique à transmission (teM ; en bas). Grossissement SeM = 17,71 × 103. Les flèches indiquent les flagelles (F) et les granules PhB (PhB).
(B) Carte circulaire protéome-génome dans des conditions appauvries en NO₃. En partant de l’anneau le plus interne : Contenu en GC (gris), biais de GC pour les brins avant (vert) et arrière (magenta), CDS des brins avant et arrière (violet clair), et protéines détectées (bleu). Les flèches dans le génome indiquent les gènes d’intérêt [clusters nif, les gènes liés à la fixation N₂ sont l’absorption de molybdate et les gènes de transformation (facteurs mod), l’absorption de tRAP-c4, et la synthèse de glutamine] et les protéines détectées correspondantes sont mises en évidence dans les couleurs respectives. Les espaces blancs dans le protéome indiquent les régions non détectées.
(C) Clusters Nif (rouge, bleu et orange) et gènes de fixation N₂ associés (gris). Les gènes associés à la fixation N₂ comprennent les gènes de glycogène phosphorylase et d’absorption du glycogène. les nombres le long de la ligne indiquent les emplacements des paires de bases dans le génome. Une rupture nucléotidique au centre du diagramme entre 3 598 007 nt et 3 737 467 nt est représentée par la ligne en zigzag en rouge (concaténée). Les clusters sont codés par couleur en fonction des clusters nif associés, les gènes accessoires de ce cluster étant indiqués par des teintes de couleur respectives.
(D) Schéma métabolique simplifié de l’isolat basé sur l’annotation du génome. Le schéma a été créé à l’aide du serveur RASt et de BioRender.

Référence

Sonja A. Rose, Brent M. Robicheau, Jennifer Tolman, Debany Fonseca-Batista, Elden Rowland, Dhwani Desai, Jenni-Marie Ratten, Ella Joy H. Kantor, André M. Comeau, Morgan G.I. Langille, Jon Jerlström-Hultqvist, Emmanuel Devred, Géraldine Sarthou, Erin M. Bertrand and Julie La Roche. « Nitrogen fixation in the widely distributed marine γ-proteobacterial diazotroph Candidatus Thalassolituus haligoni« . Science Advances Volume 10, Issue 31 (Aug 2024)

https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciadv.adn1476

04/09/2024/by Sebastien Herve