Depuis les premiers balbutiements de la Vie sur Terre …  

Appelées récemment encore Cyanophycées ou algues bleues, les cyanobactéries font partie des organismes les plus anciens connus sur la planète. La plupart des procaryotes fossiles de la fin du protérozoïque seraient ainsi des cyanobactéries. Celles ci regroupent environ 120 genres et plus de 1500 espèces. Dotées d’une plasticité écologique extrême, elles peuplent aussi bien les neiges et les glaciers des pôles que les eaux thermales les plus chaudes. Planctoniques ou benthiques, elles croissent en mer comme en eau douce ainsi que dans les eaux sursalées des marais salants. Abondantes dans les milieux oligotrophes, certaines ont également colonisé les milieux pollués aérobies ou anaérobies. Elles constituent un élément important du phytoplancton de certains étangs piscicoles qui leur doivent des rendements exceptionnels en poissons. Certaines, enfin, sont toxiques (Anabaena, Microcystis) pour l’animal et pour l’homme qui les consomment.

Fonctionnellement, les cyanobactéries se distinguent de tous les autres procaryotes, y compris des bactéries photosynthétiques, par leur capacité à réaliser la photosynthèse oxygénique à partir de l’eau comme donneur d’électron. Le nom de cyanobactérie (du grec cyano = bleu) indique que ces organismes possèdent de la phycocyanine, un pigment photosynthétique accessoire bleu (Golubic et Knoll, 1993).

Devant tant de diversité et d’ubiquité, pourquoi s’intéresser, à l’IRD, aux cyanobactéries marines tropicales ?  

 … aux découvertes les plus récentes

Sans aucun doute, la découverte la plus importante de ces deux dernières décennies en matière d’écologie marine tropicale concerne les picocyanobactéries mises en évidence grâce à l’adaptation de techniques d’observation adéquates. Alors que l’on savait depuis quelques années déjà qu’une part importante de la biomasse phytoplanctonique des eaux oligotrophes appartenait à la plus petite classe de taille (<2 µm), il a fallu attendre la mise au point du microscope à épifluorescence et surtout du cytomètre en flux, pour découvrir les organismes qui la constituaient. Ce furent successivement la découverte des Synechococcus (Johnson et Sieburth, 1979) puis celle des Prochlorococcus (Chisholm et al., 1988), deux genres de cyanobactéries qui depuis se sont avérés extrêmement ubiquistes dans les eaux tropicales et sub-tropicales. On estime que les Prochlorococcus, hier encore inconnus, sont présents en si grand nombre dans la mer qu’ils constituent le groupe d’organismes photosynthétiques le plus abondant de la planète.

Quant aux Trichodesmium connus depuis plus longtemps, plusieurs travaux récents dont ceux de Capone et al. (1997), relancent l’intérêt scientifique de ces organismes en montrant quel rôle écologique majeur ils jouent dans la ceinture intertropicale.

Non seulement les cyanobactéries abondent toute l’année dans tous les milieux marins tropicaux mais surtout, elles prédominent systématiquement en termes de biomasse et de production dans tous les systèmes oligotrophes (qui représentent 80 à 90 % de l’océan tropical global).

Certaines cyanobactéries pélagiques ou benthiques sont capables de fixer l’azote moléculaire N₂. Or, du point de vue biogéochimique, la fixation de N₂ est un processus majeur car elle lève la limitation azotée qui caractérise les milieux oligotrophes et contribue ainsi à la « production primaire nouvelle ».

Parmi les cyanobactéries pélagiques, les Trichodesmium sont capables de former des efflorescences (des « blooms » pour les anglo-saxons). Or ces efflorescences sont importantes car elles peuvent avoir des conséquences écologiques, économiques et sanitaires graves dans les eaux côtières et les écosystèmes lagonaires.