19 octobre 2026
Une algue microscopique livre de nouveaux indices sur l'adaptation à la vie en milieux extrêmes
Une étude révèle les mécanismes qui permettent à cette microalgue de croître dans des lacs parmi les plus salés et alcalins de la planète
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Cellules de la microalgue verte Picocystis salinarum, observées au microscope optique
— Michel Lévesque, plateforme d'Imagerie-Microscopie, Institut de biologie intégrative et des systèmes (IBIS), Université Laval
Comment des organismes photosynthétiques peuvent-ils prospérer dans des environnements où presque rien ne semble favorable à la vie? Une équipe de recherche de l'Université Laval apporte un nouvel éclairage à cette question grâce à l'analyse du génome de Picocystis salinarum, une microalgue unicellulaire présente en abondance dans plusieurs lacs hypersalins et alcalins de la planète.
Les résultats de cette étude, réalisée à l'Institut de biologie intégrative et des systèmes (IBIS) de l'Université Laval et supervisée par Claude Lemieux, professeur au Département de biochimie, de microbiologie et de bio-informatique, viennent d'être publiés dans la revue Journal of Phycology. Ils révèlent les adaptations génétiques qui permettent à cette algue de survivre dans des milieux caractérisés par une salinité extrême, une forte alcalinité et de très faibles niveaux de lumière.
Cette étude révèle des mécanismes biologiques originaux qui éclairent l'évolution des algues vertes et les limites de l'adaptation du vivant.
Claude Lemieux, professeur au Département de biochimie, de microbiologie et de bio-informatique
— Marc Robitaille
Un génome optimisé et surprenant
Pour mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent cette remarquable capacité d'adaptation, l'équipe de recherche a séquencé et analysé le génome de Picocystis salinarum et découvert que cette algue possède un génome relativement compact, résultat d'une simplification de certaines fonctions métaboliques au cours de son évolution.
Malgré cette simplification, l'organisme a conservé et perfectionné plusieurs mécanismes essentiels à sa survie. «Les analyses montrent notamment que l'organisation de ses voies métaboliques et de son appareil photosynthétique contribue à maintenir un équilibre énergétique efficace dans des conditions environnementales particulièrement contraignantes», souligne le professeur Lemieux.
Une photosynthèse adaptée aux conditions extrêmes
L'étude révèle également des caractéristiques originales liées à l'utilisation de l'énergie lumineuse. Elle met en évidence plusieurs adaptations qui permettent à Picocystis salinarum d'exploiter efficacement cette ressource limitée dans les lacs où vit cette microalgue.
Parmi celles-ci figure un système qui permet à l'algue de recycler plus efficacement l'énergie lumineuse captée par ses chloroplastes. L'étude a également montré que l'algue possède un mécanisme particulièrement performant pour exploiter le carbone disponible dans les eaux alcalines, où les concentrations de dioxyde de carbone sont très faibles. Ces mécanismes favorisent le maintien de la production d'énergie nécessaire à la croissance et à la survie de la cellule, malgré les contraintes imposées par son environnement.
Un regard sur l'évolution des algues vertes
Au-delà de l'intérêt pour l'écologie des milieux extrêmes, ces résultats enrichissent la compréhension de l'évolution des algues vertes. «Cette étude montre qu'un organisme peut simplifier son génome tout en développant des stratégies biologiques très spécialisées pour survivre dans des environnements extrêmes», explique le professeur Lemieux.
Il ajoute que ces travaux apportent ainsi un nouvel éclairage sur les mécanismes qui permettent aux organismes photosynthétiques de coloniser certains des habitats les plus extrêmes de la planète et contribuent à mieux comprendre les limites de l'adaptation du vivant.
Outre le professeur Lemieux, les signataires de l'étude publiée dans la revue Journal of Phycology affiliés à l'Université Laval sont Christian Otis et Monique Turmel, professeure au Département de biochimie, de microbiologie et de bio-informatique.
