Cyanobacteria - Définition

Relations avec les chloroplastes

Les Chloroplastes des eucaryotes photosynthétiques (algues et plantes, qui sont des producteurs primaires) sont très probablement issus de cyanobactéries endosymbiotiques. L'Hypothèse de l'endosymbiose est soutenue par plusieurs similitudes, structurelles et génétiques.

• Les cyanobactéries ressemblent fortement aux chloroplastes des algues rouges ;
• Des plastes issus d'une endosymbiose primaire qui contiennent de la chlorophylle a et b ont été retrouvés parmi les algues vertes et les plantes ainsi que des plastes qui contiennent de la chlorophylle a et des phycobiliprotéines parmi des algues rouges et des glaucophytes. Ces plastes ont probablement eu une origine commune ;
• D'autres algues ont acquis leurs plastes à partir de ces formes par endosymbiose ou ingestion secondaire (pour la lignée verte : Euglénophytes et Chlorarachniophytes à partir d'une algue verte, et pour la lignée rouge : toutes les algues brunes au sens le plus large du terme - Hétérokontophytes, Cryptophytes, Dinophycées, Haptophytes, etc. - à partir d'une algue rouge).

Symbioses

Elles peuvent par symbiose être les constituants algaux des lichens (gonidies) associés avec un champignon. Des symbioses sont aussi possibles avec des éponges, amibes, protozoaires flagellés, d'autres cyanobactéries, mousses, hépatiques, plantes vasculaires, oomycètes. On en a trouvé se développant à l'intérieur de poils de mammifères (ours polaire dont le pelage prenait une teinte verdâtre dans les zoos).
Lors des symbioses certaines perdent leur enveloppe et fonctionne comme des chloroplastes sans rejet par l'hôte, et se dédoublant au rythme du dédoublemnet des cellules de l'hôte..
Elles rendent à leur hôte le service de fixer l'azote (ex : chez la fougère aquatique azolla), produire de l'oxygène et certaines substances mucilagineuses et autres, utiles.

Dans les réservoirs d'eau potable...

L'eau de réservoirs alimentés par des fleuves ou de l'eau pluviale peut être contaminée par des cyanobactéries toxiques. C'est de plus en plus fréquent depuis les années 1970. On y trouvera par exemple (Hémisphère nord)

Causes

Au niveau de l'eau, les causes suspectées sont une teneur trop élevée en matière organique, en nitrates et/ou phosphates. Dans un aquarium, l'éclairage peut être en cause (trop, pas assez ou source inappropriée). Le temps d'éclairage devrait être compris entre 10 et 12 heures par jour. Des contaminations externes par introduction d'algues peuvent être en cause. Par précaution, sur les sites extérieurs contaminés, les activités nautiques autres que baignade ou plongée sont parfois autorisée à condition qu'un lavage/rinçage soigneux du matériel suive l'activité, pour ne pas contaminer d'autres sites.

Au Québec, en 3 ans de 2001 à 2004, sur 6 stations de pompage d'eau potable, Anabaena flosaquae, Coelosphaerium kuetzingianum ont assez fréquemment été détectées, ainsi qu'une dizaine d'autres souches. Le plus grand nombre d'espèces potentiellement toxiques était sur les sites de Plessisville, Saint-Hyacinthe et Farnham. Dans un tiers des cas environ, la présence d'une ou plusieurs espèces de cyanophycée était associée à une concentration détectable de cyanotoxine. Sachant que ces espèces sont caractérisées par des blooms planctoniques, sans mesures régulières et très rapprochées, on est jamais certain de mesurer les maxima. La rivière Bécancour, la rivière Yamaska et la baie Missisquoi qui servent de réservoir d'eau potable, en contenaient à des taux "souvent supérieurs au seuil d’alerte proposé par Bartram et al. (1999) pour l’approvisionnement en eau potable, soit 2000 cellules/ml". Les cyanotoxines n'étaient cependant que rarement détectées au robinet, ou à faibles valeurs grâce à un bon traitement de l'eau ; les stations de potabilisation réussissant à éliminer les cyanobactéries sans faire éclater leurs cellules, c'est-à-dire sans libérer les cyanotoxines intracellulaires dans l'eau ou en les filtrant sur le charbon de bois activé.

Au Québec, près de la moitié des prélèvements d'eau potable proviennent d'eau de surface (lacs, fleuves et rivières) sensibles aux pollutions, par les cyanobactéries notamment. En 2007, 160 lacs ont été touchés et 7 fermés totalement. Le gouvernement québécois a élaboré un plan d'envergure pour diminuer la pollution des eaux : marais filtrants, dragage des sédiments et plantes captant les phosphates sont à l'essai. D'autres expériences tentent d'éliminer les « fleurs d'eau » (cyanobactéries). En été 2009, seront ainsi testés des ultrasons dont la longueur d'onde devrait être fatale uniquement aux cyanobactéries.

La recherche

Elle porte ou pourrait porter sur un meilleur monitoring environnemental (réseaux de bouées de mesures automatiques en temps réel), sur l'identification des espèces et de leurs caractéristiques génétiques (ce qui implique l'entretien de collections de souches de référence et la mise en place d'une normalisation et standardisation des protocoles modes de dosages (comptage de cellules, colonies et/ou filaments ?) avec identification des classes, genre et/ou espèce ?) et des dosages de toxines (microcystines, mais aussi toxines autres que la MC-LR et autres que microsystines, dont cylindrospermopsine, saxitoxines), des modèles visant à prévoir les efflorescences et leur durée ainsi que les risques associés, - une meilleure connaissance de l'écophysiologie des cyanobactéries et de la biosynthèse des toxines, de leur devenir dans l'environnement (filtreurs, poissons, sédiments...) et d'éventuels moyens de les inhiber (avec évaluation de l'efficacité des traitements à moyen et long terme). Les effets sur la santé d'une exposition longue à de faibles doses ne semblent pas avoir été étudiés.

Règlementation

Dans la plupart des pays, des normes existent avec des teneurs et seuil pour les toxines. En France ; Une circulaire porte sur les eaux récréatives. Un décret porte sur les eaux de boisson concerne les eaux destinées à la consommation humaine (hors eaux minérales naturelles) imposant de ne pas dépasser 1 μg/L de microcystine LR (soit la recommandation de l'OMS en 1998). Toute prolifération phytoplanctonique impose une recherche de microcystine dans les eaux brutes. L'AFSSA/AFSSE ont produit des avis sur les risques induits par les cyanobactéries.