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Les couleurs mystérieuses de Dunaliella salina : comment cette algue a-t-elle donné sa couleur aux lacs salés ?
Dunaliella salina est une algue verte unicellulaire particulièrement adaptée à la vie dans des environnements extrêmement salés tels que les lacs salés et les étangs d'évaporation de sel. Cette algue est connue pour sa capacité à produire de grandes quantités de caroténoïdes et possède une activité antioxydante. C'est un producteur majeur d'environnements salins extrêmes dans le monde et il est également largement utilisé dans les cosmétiques et les compléments alimentaires.
Histoire
Dunaliella salina a été nommée en 1838 par Emanoil C. Teodoresco de Roumanie, et l'algue a été signalée scientifiquement pour la première fois par Michel Felix Dunal dans des étangs d'évaporation de sel en France. Il a initialement nommé l'organisme Haematococcus salinus et Protococcus. En 1905, Teodoresco et Clara Hamburger de Heidelberg, en Allemagne, ont entièrement décrit l'organisme comme un nouveau genre et une nouvelle espèce. Étant donné que Teodoresco fut le premier à publier les résultats de ses recherches, il est généralement considéré comme le contributeur original de cette classification.
Habitat
Dans un environnement à concentration en sel aussi élevée, seule une poignée d’organismes peuvent survivre. D. salina a pu survivre jusqu'à présent car elle possède de fortes concentrations de bêta-carotène pour se protéger de la forte lumière, tout en conservant de fortes concentrations de glycérol pour résister à la pression osmotique. Beaucoup de gens pensent que la couleur des lacs roses provient de l’influence de ces algues, car on les trouve dans de nombreux lacs roses et les substances qu’elles contiennent apparaissent dans différentes nuances de rose. Cependant, des recherches menées dans le lac Hillier, en Australie, depuis 2015 ont révélé la présence de plusieurs espèces de bactéries halotrophes et d'archées dans le lac, dont presque toutes contiennent également des pigments roses, rouges ou saumonés.
Caractéristiques morphologiques
Les espèces du genre Dunaliella sont morphologiquement similaires à Chlamydomonas reinhardtii, la principale différence étant que Dunaliella n'a pas de paroi cellulaire ni de vacuoles contractiles. Cette algue possède deux flagelles de longueur égale et un chloroplaste en forme de coupe qui contient généralement un cytoplasme central. Ses chloroplastes peuvent stocker une grande quantité de β-carotène, ce qui donne à l’algue une couleur rouge orangé. Le bêta-carotène semble protéger l’organisme des effets des rayons UV à long terme. La forme et la symétrie de D. salina varient en fonction de son environnement. En raison de l’absence de paroi cellulaire rigide, cet organisme est particulièrement sensible à la pression osmotique. Le glycérol sert à maintenir l’équilibre osmotique et l’activité enzymatique. D. salina est capable de conserver des concentrations élevées de glycérol en maintenant une membrane cellulaire à faible perméabilité et de synthétiser de grandes quantités de glycérol à partir de l'amidon lorsque les concentrations de sel externes sont élevées, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles il peut prospérer dans des environnements à salinité extrêmement élevée. .
Reproduction et cycle de vie
D. salina peut se reproduire de manière asexuée par division de cellules végétales mobiles, ou de manière sexuée par fusion de deux gamètes égaux pour former un seul zygote. Bien que D. salina puisse tolérer les environnements salins, des études ont montré que son activité de reproduction sexuelle est considérablement réduite à des concentrations élevées de sel (> 10 %) et est stimulée à de faibles concentrations de sel. La reproduction sexuée commence lorsque les flagelles de deux D. salina entrent en contact, suivi de la fusion des deux gamètes en un zygote. Les zygotes de D. salina sont extrêmement robustes, capables de survivre aussi bien en eau douce qu'en milieu sec. Après la germination, le zygote peut libérer jusqu'à 32 cellules filles haploïdes.
Utilisation commerciale
D. salina est l’un des principaux producteurs dans les environnements extrêmement salins du monde entier.
β-carotène
Depuis la création de la première usine de culture de D. salina en Union soviétique en 1966, la culture commerciale de D. salina pour la production de β-carotène est devenue un cas réussi d'halobiotechnologie. Différentes techniques sont utilisées, allant de la culture extensive en lagune à faible technologie à la culture contrôlée avec précision à haute densité cellulaire.
Antioxydants et compléments alimentaires
En raison de sa teneur élevée en bêta-carotène, D. salina est un complément alimentaire à base de provitamine A et un additif cosmétique populaire. De plus, D. salina peut être une source de vitamine B12.
Glycérine
Des tentatives ont été faites pour exploiter les concentrations élevées de glycérol accumulées par D. salina pour la production commerciale. Bien qu’il soit techniquement possible de produire du glycérol à partir de D. salina, la faisabilité économique est faible et il n’existe actuellement aucune opération biotechnologique permettant de produire du glycérol à partir de cette algue.
Cette algue dynamique a attiré non seulement l’attention de la communauté scientifique, mais aussi l’intérêt de l’industrie. Compte tenu de son large éventail d’applications potentielles, comment Dunaliella salina affectera-t-elle nos vies et l’environnement à l’avenir ?
