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Phytorisk

Effet des changements environnementaux sur les efflorescences d’algues toxiques

Alexandrium minutum

Qui est Alexandrium minutum ?

Alexandrium minutum Zoom fenetre Alexandrium minutum

Alexandrium minutum appartient à la classe des dinophycées (ou dinoflagellés).
Les dinoflagellés ont des formes variées, ils possèdent en général 2 flagelles, orientés perpendiculairement l’un par rapport à l’autre. Ces flagelles leur permettent de petits déplacements dans l’eau.

Alexandrium minutum est de forme arrondie, et de taille entre 17 et 29 μm. Il possède une coque appelée thèque formée de plaques et de 2 sillons où se trouvent les flagelles. La reconnaissance de l'espèce se fait en observant la forme des plaques. Sur les côtes françaises on identifie plusieurs formes pour la même espèce appelées morphotypes.

Le phytoplancton en 3D : Alexandrium minutum
Le phytoplancton en 3D : Alexandrium minutum / Ifremer - Document Quicktime, 35 Ko

Une microalgue qui prolifère

Eaux brun-rouges dans le Penzé © Ifremer

Alexandrium minutum peut proliférer à des concentrations très importantes (plusieurs millions de cellules par litre), formant alors des eaux brun-rouges.

Évolution des dépassements annuels des seuils sanitaires officiels pour la toxine PSP sur le bassin Loire-Bretagne entre 2006 et 2014 Zoom fenetre Évolution des dépassements annuels des seuils sanitaires officiels pour la toxine PSP sur le bassin Loire-Bretagne entre 2006 et 2014
Le phytoplancton toxique sur le littoral français
Le phytoplancton toxique sur le littoral français / Résultats du réseau d'observation REPHY pour la période 2003-2016 / Catherine Belin, Alain Le Magueresse / Ifremer, novembre 2017 - Document Html, 779 Ko

Une microalgue toxique

Alexandrium minutum produit des toxines paralysantes (PSP) qui peuvent être mortelles. Les coquillages qui ont filtré Alexandrium minutum peuvent devenir toxiques pour le consommateur. L’effet de l’intoxication apparaît en moins de trente minutes.

En cas d'intoxication faible ou modérée, les symptômes sont des fourmillements aux extrémités, des engourdissements autour des lèvres, des vertiges et des nausées, un pouls rapide, une incoordination motrice. Si l'intoxication est forte, la paralysie et les troubles respiratoires qui s'ensuivent peuvent être mortels.

Les toxines PSP forment une famille d'une vingtaine de molécules chimiquement proches, dont la toxine de base est la saxitoxine. Les toxines inhibent l’influx nerveux en bloquant les canaux sodium des neurones. Il en résulte une inhibition de la transmission nerveuse. L’organisme infecté souffre de paralysie et de déficience respiratoire provoquant ultimement la mort.

La toxine PSP - 2014-2006 Zoom fenetre Évolution des concentrations de toxine PSP sur le bassin Loire-Bretagne entre 2006 et 2014
Les phycotoxines sur le littoral français
Les phycotoxines sur le littoral français / Résultats du réseau de surveillance REPHY pour la période 2003-2016 / Catherine Belin, Alain Le Magueresse / Ifremer, novembre 2017 - Document Html, 554 Ko

Les toxines de microalgues marines / Claire Marcaillout-Le Baut / Laboratoire : Laboratoire Environnement Ressources Morbihan - Pays de la Loire (La Trinité, Nantes) / Ifremer, décembre 2006 - Document pdf, 264 ko

Une microalgue au cycle de vie pélagique et benthique

Au printemps et en été, Alexandrium se multiplie dans l’eau, c’est la phase de croissance végétative (reproduction asexuée). Les cellules d’Alexandrium minutum sont des cellules haploides (n chromosomes). C’est pendant cette phase que peuvent apparaître des eaux colorées (lorsque les abondances sont fortes). Pendant cette phase pélagique, des kystes temporaires peuvent se former et se transformer à nouveau en cellules. Puis, certaines cellules se transforment en gamètes (cellules reproductrices) et fusionnent pour former un planozygote (2n chromosomes). Ce planozygote se transforme en kyste qui sédimente. C’est une forme de résistance permettant de passer l'hiver par enfouissement dans le sédiment. Au printemps, les kystes retrouvent les conditions adéquates, germent, chaque kyste se divise en 2 nouvelles cellules mobiles à n chromosome. Le cycle est bouclé.

Une espèce fossile qui peut revivre ?

Les kystes d'Alexandrium minutum se préservent bien dans la vase des sédiments. La vase s'accumule au fond de la mer au cours du temps. Un prélèvement de sédiment en profondeur sur plusieurs dizaines de centimètres permet de récupérer de la vase qui a plusieurs dizaines voire centaines d'années et qu’il est possible de dater. Les kystes d'Alexandrium minutum présents dans ce sédiment peuvent alors être remis à germer.

La vase a-t-elle une mémoire ?
La vase a-t-elle une mémoire ? / Ifremer - Document , 145 Ko

Une microalgue à grande diversité génétique

Lors des évènements de proliférations massives, la densité des cellules d’Alexandrium minutum est telle que ces efflorescences peuvent être constituées de plusieurs centaines de milliards d’individus concentrés sur quelques centaines de mètres carrés (pour comparaison, la population humaine sur terre est de l’ordre de 7,2 milliards d’individus). Jusqu’à récemment, le niveau de diversité génétique au sein de ces populations gigantesques restait quasiment inconnu. Il s’agit cependant d’une information essentielle à la bonne compréhension de la dynamique de ces efflorescences. En effet, une population composée d’organismes clonaux (tous strictement identiques génétiquement) va réagir de façon très homogène à toute variation des conditions environnementales (modification des conditions physico-chimiques du milieu, apparition de parasites, de compétiteurs…). Au contraire, au sein d’une population diverse génétiquement les individus vont réagir de façon contrastée à ces modifications environnementales et permettre à la population de se développer face à un panel bien plus large de conditions. Les développements récents des technologies de séquençage de l’ADN permettent de s’intéresser à la diversité génétique au sein du génome d’Alexandrium minutum. L’analyse de ces séquences a mis en évidence un niveau de diversité génétique intra-spécifique très important. Ainsi, deux individus d’Alexandrium minutum prélevés auraient un niveau de divergence génétique plusieurs fois plus élevé que deux humains pris au hasard sur la planète.

En culture au laboratoire

Alexandrium minutum se cultive bien en laboratoire, ce qui permet de l'étudier de façon contrôlée.

Culture d'Alexandrium minutum Culture d'Alexandrium minutum

Pour en savoir plus

Chapelle A., Le Bec C., Amzil Z., Dreanno C., Guillou L., Klouch K., Labry C., Le Gac M., Pineau-Guillou L., Siano R., Abernot C., Andrieux F., Caradec F., Destombe C., Dia A., Doner A., Duval J., Gouriou J., Lazure P., Le Brun L., Le Gal D., Malestroit P., Petton S., Plus M., Quere J., Savar V., Schmitt S., Terre A., Youenou A. (2014). Étude sur la prolifération de la micro algue Alexandrium minutum en rade de Brest.
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Chapelle A., Le Gac M., Labry C., Siano R., Quere J., Caradec F., Le Bec C., Nezan E., Doner A., Gouriou J. (2015). The Bay of Brest (France), a new risky site for toxic Alexandrium minutum blooms and PSP shellfish contamination. Harmful algae news, 51, 4-5.
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Marcaillou Le Baut C. (2006). Les toxines de micro-algues marines. Biofutur, (272), 35-39.
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Chapelle A., Andrieux F., Fauchot J., Guillaud J-F., Labry C., S. Marc, Verney R. (2007). Comprendre, Prédire et Agir sur les efflorescences toxiques. Jusqu'où peut-on aller aujourd'hui dans le cas d'Alexandrium minutum en Penzé ?
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P. Lassus, P. Hess, N. Chomérat et E. Nézan.(2016). Toxic and harmful microalgae of the World Ocean/ Microalgues toxiques et nuisibles de l'océan mondial. ISSHA sous presse.

Synoptique toxines - PSP Zoom page

Toxines paralysantes (PSP)

Alexandrium minutum Zoom page

Alexandrium minutum : distribution des morphotypes

Galerie de photos : Alexandrium - 01 Zoom page

Galerie de photos : Alexandrium

 

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