Mycosporine-like amino acids in mangrove-associated red algae of the Maldives: a chemical and environmental baseline for the central Indian Ocean
Cette étude établit la première référence chimique et environnementale des acides aminés de type mycosporine (MAA) dans les algues rouges associées aux mangroves des Maldives à travers 15 îles, identifiant quatre composés connus et plusieurs pics inconnus afin d'éclairer les futurs efforts de conservation à mesure que la perte de la canopée induite par le climat augmente l'exposition aux UV.
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La lumière du soleil est essentielle à la vie, mais un excès de celle-ci peut être dangereux. Pour les plantes et les algues vivant dans les eaux peu profondes, les rayons ultraviolets du soleil agissent comme une brûlure invisible et intense qui peut endommager leurs cellules, ruiner leur capacité à produire de la nourriture et même détruire leur code génétique. Pour survivre dans ces environnements lumineux, de nombreux organismes marins ont développé un écran solaire naturel. Ils produisent de minuscules molécules spécialisées qui absorbent ce rayonnement nocif avant qu'il ne puisse causer des blessures. Les scientifiques appellent ces molécules des acides aminés de type mycosporine. Bien que les chercheurs sachent depuis longtemps que ces boucliers chimiques existent dans de nombreuses parties des océans du monde, une vaste étendue de l'océan Indien est restée un mystère. Plus précisément, personne ne savait quel type de protection solaire les algues vivant dans les forêts de mangroves des Maldives possédaient, ni comment ces forêts se portaient face aux changements climatiques.
Les Maldives, une nation composée d'îles de faible altitude, dépendent fortement de ses forêts de mangroves. Ces arbres poussent avec leurs racines exposées à l'air et à l'eau, créant un monde complexe et ombragé où les algues peuvent vivre. Cependant, des observations récentes montrent que ces forêts rétrécissent. Des événements météorologiques extrêmes ont provoqué un dépérissement important des arbres, supprimant la canopée protectrice qui filtre la lumière du soleil. Lorsque les arbres disparaissent, les algues situées en dessous sont soudainement exposées à la pleine force du soleil. Pour comprendre ce que cela signifie pour l'avenir de ces écosystèmes, une équipe de chercheurs s'est rendue aux Maldives pour réaliser un instantané chimique et environnemental des algues qui y vivent. Ils voulaient voir quels types d'écrans solaires les algues possèdent actuellement, et quelle quantité de lumière elles reçoivent réellement dans leurs habitats ombragés par rapport au plein soleil.
Les chercheurs ont visité quinze îles différentes à travers les Maldives, échantillonnant des algues sur les racines des arbres de mangrove et sur les rochers environnants. Ils ont mesuré les niveaux de lumière à deux endroits : profondément sous la canopée des arbres, là où les algues poussent habituellement, et dans le plein soleil à proximité. La différence était frappante. Les zones sous les arbres ne recevaient qu'environ un cinquième de la lumière trouvée au soleil. En ce qui concerne les rayons ultraviolets spécifiques qui causent le plus de dommages, les zones exposées étaient cinq fois plus intenses que les zones ombragées. Cela a confirmé que la canopée des mangroves agit comme un bouclier puissant, et que la perte de celle-ci exposerait les algues à une augmentation soudaine et massive du rayonnement.
Une fois les algues collectées, les scientifiques les ont ramenées au laboratoire pour analyser leur composition chimique. Ils ont recherché la présence de ces molécules protectrices. À travers les différentes espèces trouvées, ils ont identifié quatre types connus de ces composés, ainsi que dix autres pics dans leurs données qui ne correspondaient à aucun standard connu. Les algues les plus communes qu'ils ont étudiées sont deux types d'algues rouges appelées Bostrychia tenella et Bostrychia binderi, qui poussent en tapis plumeux sur les racines des mangroves. Ils ont également trouvé une espèce appelée Wilsonosiphonia fujiae, qui n'avait jamais été testée auparavant pour ces substances chimiques.
Les résultats ont montré que les algues produisaient effectivement ces écrans solaires, mais les quantités variaient énormément. Les échantillons de Wilsonosiphonia fujiae contenaient les concentrations les plus élevées de molécules protectrices, certains spécimens en contenant près de sept fois plus que les échantillons les plus faibles trouvés. Les espèces de Bostrychia produisaient également des quantités significatives, un échantillon en contenant près de trois fois la quantité d'un autre. Curieusement, les algues vivant en plein soleil, comme un type d'algue calcifiée appelée Jania, présentaient de très faibles niveaux de ces écrans solaires chimiques. Les chercheurs supposent que ces algues vivant au soleil comptent sur leurs coquilles dures, à base de calcium, pour bloquer physiquement la lumière, plutôt que de produire des boucliers chimiques. En revanche, les algues vivant à l'ombre sous les mangroves dépendaient fortement de leurs défenses chimiques.
L'étude suggère que les algues vivant sous les mangroves sont adaptées à un environnement de faible luminosité et n'ont pas développé les défenses chimiques massives nécessaires pour survivre en plein soleil direct. Si les forêts de mangroves continuent de dépérir à cause du changement climatique, les algues vivant actuellement à l'ombre seront exposées à des niveaux de lumière cinq fois plus élevés que ceux auxquels elles sont habituées. Les chercheurs ont découvert que, bien que ces algues puissent augmenter leur production d'écran solaire lorsque les niveaux de lumière augmentent modérément, il existe une limite. Si la lumière devient trop intense, la capacité des algues à produire ces substances protectrices s'effondre, probablement parce que la machinerie même nécessaire à leur création est endommagée par le rayonnement.
Cette recherche établit une base de référence cruciale pour les Maldives. Elle montre exactement de quelles défenses chimiques ces communautés d'algues uniques disposent actuellement et les conditions de lumière spécifiques auxquelles elles sont habituées. Les conclusions indiquent que la perte de la canopée des mangroves n'est pas seulement une perte d'arbres ; c'est un changement fondamental de l'environnement que ces algues pourraient ne pas être capables de supporter. Sans l'ombre, les délicates communautés dépendantes de l'écran solaire, qui fournissent de la nourriture et un habitat à de petites créatures marines, pourraient disparaître, emportant avec elles une couche de biodiversité qui a prospéré dans l'ombre des mangroves pendant des générations.
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