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Les secrets des microalgues : pourquoi ces minuscules organismes produisent-ils la moitié de l'oxygène de la Terre ?
Sur Terre, il existe une sorte de minuscules organismes qui fournissent silencieusement un soutien important à notre survie. Ce sont les microalgues. Ces organismes microscopiques, invisibles à l’œil nu, sont principalement du phytoplancton et vivent dans divers systèmes d’eau douce et marins. Possédant les caractéristiques d’une cellule unique, les microalgues peuvent vivre seules, en chaînes ou en colonies. Selon les espèces, la taille des microalgues varie de quelques micromètres à plusieurs centaines de micromètres. Contrairement aux plantes supérieures, les microalgues n’ont pas de racines, de tiges ou de feuilles, ce qui leur permet de s’adapter à des environnements dominés par des forces visqueuses.
Les microalgues sont des organismes photosynthétiques essentiels à la vie sur Terre ; elles produisent environ la moitié de tout l'oxygène et utilisent le dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, pour se développer de manière photoautotrophe.
Les microalgues et les cyanobactéries constituent ensemble le phytoplancton, qui domine la photosynthèse des océans. En tant que base de la chaîne alimentaire, les microalgues, avec les bactéries, fournissent de l’énergie à tous les niveaux trophiques de la biosphère. À mesure que les écosystèmes évoluent, les microalgues sont capables d’ajuster leur composition chimique pour s’adapter aux changements environnementaux, ce qui leur confère une grande flexibilité dans leur mode de croissance et de reproduction.
Composition chimique et application des microalgues
La composition chimique des microalgues n’est pas un facteur fixe et est affectée par de nombreux facteurs, notamment les différences entre les espèces et les conditions de culture. Certaines microalgues ont la capacité de s’adapter aux changements de leur environnement et d’ajuster leur composition chimique en conséquence. Notamment dans un environnement pauvre en phosphore, ils sont capables de remplacer les globules phospholipidiques par des lipides sans phosphate.
Les microalgues peuvent accumuler les produits souhaités en modifiant les facteurs environnementaux tels que la température, la lumière, le pH, l'apport de dioxyde de carbone, les sels et les nutriments, ce qui en fait une ressource viable.
De plus, les signaux chimiques sécrétés par les microalgues ont des influences importantes sur la sélection des proies, la défense et les comportements d'évasion dans la biosphère. Ces signaux chimiques jouent un rôle important dans les structures écologiques à grande échelle, telles que les proliférations d’algues. Les microalgues sont également une source alimentaire essentielle pour de nombreuses espèces aquacoles, en particulier les bivalves filtreurs.
Microalgues photosynthétiques et chimiosynthétiques
Les micro-organismes photosynthétiques et chimiosynthétiques peuvent former une relation symbiotique avec l’organisme hôte et lui fournir les vitamines et les acides gras polyinsaturés nécessaires à sa croissance. Parce que ces cellules se développent dans l’eau, elles peuvent acquérir efficacement de l’eau, du dioxyde de carbone et d’autres nutriments. De plus, bien que l’huile de poisson reçoive beaucoup d’attention pour ses acides gras oméga-3, les poissons ne produisent pas réellement ces oméga-3, mais accumulent plutôt leurs oméga-3 en consommant des microalgues.
Les microalgues peuvent accumuler des quantités considérables de protéines, selon l'espèce et les conditions de culture, et comme elles peuvent être cultivées sur des terres non agricoles, elles constituent une source alternative de protéines pour l'alimentation humaine ou animale.
Parallèlement, les protéines de microalgues sont également utilisées dans l’industrie alimentaire comme épaississants ou émulsifiants et stabilisateurs de mousse pour remplacer les protéines d’origine animale. Certaines microalgues accumulent également des pigments, tels que la chlorophylle, les caroténoïdes et la photocyanine, qui peuvent être extraits et utilisés comme colorants.
Culture de microalgues
Diverses espèces de microalgues sont produites dans des fermes en captivité et utilisées à diverses fins commerciales, notamment dans l'alimentation humaine, comme biocarburant, dans l'aquaculture d'autres organismes, dans la production de produits pharmaceutiques et cosmétiques et comme biofertilisant. Cependant, la faible densité cellulaire constitue un obstacle majeur à la commercialisation de produits dérivés de microalgues. Des études ont montré que le succès des systèmes de culture de microalgues est influencé par divers facteurs, notamment : la géométrie et la taille du système de culture (appelé réacteur photosynthétique), l'intensité lumineuse, la concentration en dioxyde de carbone dans la phase gazeuse, les niveaux de nutriments (principalement azote, phosphore, potassium) et méthode de mélange des cultures.
Avec les progrès de la science et de la technologie, nos recherches sur les microalgues sont devenues de plus en plus approfondies et la valeur potentielle de ces minuscules organismes est progressivement développée. À l’avenir, les microalgues pourraient jouer un rôle important dans la lutte contre le changement climatique mondial et dans l’augmentation de l’approvisionnement alimentaire. Cependant, avons-nous pleinement reconnu et utilisé la valeur de ces microalgues ?
