FR3099869A1 - Controle de la proliferation des macro algues vertes - Google Patents

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Elvenn LORET
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Abstract

CONTROLE DE LA PROLIFERATION DES MACRO ALGUES VERTES La présente invention concerne le contrôle de la prolifération de macro-algues vertes. Plus particulièrement, la prolifération d'algues Ulva lactuca peut être contrôlée par un principe actif vivant contenu dans l'eau de mer de la mer Méditerranée. Les inventeurs ont constaté que l'eau de mer de la mer Méditerranée, collectée sur un site particulier (43°14'N de latitude et 5°21'E de longitude), pouvait favoriser la mort d'Ulva lactuca, sans émission de vapeurs acides toxiques, comme par exemple vapeurs d’hydrogène sulfuré (H2S). Globalement, les inventeurs fournissent des données montrant que ladite eau de mer comprend un microorganisme vivant qui promeut de la mort de l'algue Ulva lactuca. Figure de l’abrégé : Fig. 2

Description

CONTROLE DE LA PROLIFERATION DES MACRO ALGUES VERTES
L’invention se rapporte au contrôle de la prolifération des macro algues vertes. Plus particulièrement, la prolifération des algues vertesUlva lactucapeut être contrôlée par un microorganisme vivant contenu dans de l’eau de mer collectée en mer Méditerranée.
ARRIERE-PLAN DE L’INVENTION
Les microalgues (ou algues) sont classées en trois groupes principaux : les algues brunes, les algues rouges et les algues vertes, en fonction de leur pigmentation. Toutes les microalgues contiennent des quantités élevées en glucides (jusqu’à 60%), des quantités moyennes à élevées en protéines (10% à 47%) et de faibles quantités en lipides (1% à 3%), avec une teneur variable en cendres minérales (7% - 38%). Eu égard à la diminution des ressources disponibles en terres exploitables et en eau douce, les microalgues deviennent des alternatives attrayantes pour la production de biomasse, de valeur comparable aux cultures terrestres. Les microalgues cultivées dans des systèmes de culture contrôlés et durables constituent probablement un futur de choix pour produire de la biomasse répondant aux besoins de développement du marché.
La fraction à haute teneur en glucides comprend une grande variété de polysaccharides facilement solubilisables, tels que la laminarine, l'alginate, le mannitol ou le fucoïdane dans les algues brunes, l'amidon, les mannanes et les galactanes sulfatés dans les algues rouges et l'ulvane dans les algues vertes. L’alginate, l’un des principaux polymères structuraux des algues brunes, apporte stabilité et souplesse aux spécimens exposés à une eau ruisselante. D’un point de vue industriel, l’alginate est l’un des composés glucidiques importants retrouvé dans la biomasse des algues, tout comme d’autres hydrocolloïdes, tels que l’agar et les carraghénanes, qui sont couramment utilisés comme épaississants, gélifiants ou émulsifiants. Parmi les autres produits non glucidiques obtenus à partir d'algues, on citera les protéines, les lipides, les phénols, les terpénoïdes et des minéraux tels que l'iode, la potasse et le phosphore, qui sont des ingrédients utilisés dans la nutrition animale et humaine.
L’intérêt des microalgues pour l’alimentation humaine tient à leurs concentrations élevées en minéraux (calcium, magnésium et potassium, par exemple) et en acide glutamique, qui les rendent également utiles comme exhausteurs de goût. Les algues pourraient également aider à résoudre l’un des plus grands défis auxquels l’industrie alimentaire est actuellement confrontée. En effet, contrairement au sel de table, les microalgues contiennent de plus faibles quantités en sodium et pourraient donc servir de substitut pour prévenir les risques pour la santé liés à une absorption excessive de chlorure de sodium. Les microalgues sont également une source de principes actifs largement explorés pour la fabrication de produits pharmaceutiques. Les propriétés gélifiantes des polysaccharides sulfatés sont bien connues et les applications thérapeutiques sont en cours de développement. Les polysaccharides, les pigments, les protéines, les acides aminés et les composés phénoliques des microalgues sont des ingrédients alimentaires fonctionnels potentiels pour le maintien de la santé et la prévention des maladies chroniques, dont les utilisations potentielles dans les industries pharmaceutiques sont de plus en plus nombreuses.
Contrairement aux microalgues, pour lesquelles l’intérêt économique grandit chaque année, les macro-algues restent un danger, en particulier pour l’environnement marin et pour la santé de l’homme et des animaux. En effet, la prolifération incontrôlée des macro-algues endommagent les écosystèmes marins et ont un impact négatif sur le tourisme local. C'est notamment le cas de la prolifération incontrôlée de l’algueUlva lactuca.
Ulva lactucaest une macro-algue appartenant au phylumClorophyta, décrite pour la première fois par Linné dans la mer Baltique au XVIIIe siècle.Ulva lactucaest constituée d’une structure cellulaire en bicouche et son thalle a généralement un aspect plat comme une lame. Elle est capable de croître à la fois sur un support, tel que des roches, ou de manière libre, en flottaison. Les alguesUlva lactucaont la capacité de se reproduire selon deux processus, l'un impliquant une reproduction sexuelle et l'autre impliquant une fragmentation du thalle, ce dernier processus étant rarement observé chez les macro-algues. Ces deux processus dénotent d’une capacité de prolifération rapide en couvrant la surface de l'eau, réduisant ainsi la biodiversité d'autres espèces d'algues.Ulva lactucaest une espèce polymorphe en ce qui concerne le degré de salinité de l'eau ou la symbiose avec les bactéries.
Ulva lactucaenvahit principalement les plages et sa biodégradation peut s’accompagner d’une production de vapeurs acides toxiques (principalement du H2S) qui induit la mort des animaux (un cheval a été retrouvé mort en 2009 sur les côtes bretonnes (localisées dans l’ouest de la France) certainement suite à la biodégradation d’Ulva lactuca) et possiblement des humains.
La première prolifération d'Ulva lactucaà avoir été décrite s'est produite à Belfast (nord de l'Irlande) à la fin du XIXe siècle. Les proliférations d'Ulva lactucaont été bien étudiées dans la lagune de Venise à partir des années 1930, mais leur diminution inexpliquée a été observée après les années 1990. Depuis les années 1980, des proliférations incontrôlées d'Ulva lactucaont été observées dans le monde entier, depuis la Galice (Espagne) jusqu’à la baie de Tokyo (Japon), en passant par les côtes d’Australie et du continent américain. Cependant, les événements les plus importants au monde restent, à ce jour, les marées vertes observées dans la mer Jaune au cours de dix années consécutives à partir de 2007, lesquelles ont recouvert jusqu’à 10% de sa surface. En Europe, les côtes nord de la Bretagne présentent les plus grandes proliférations d'Ulva lactuca. Il est aujourd'hui reconnu que la prolifération d'Ulva lactucaest principalement la conséquence d'activités humaines, en raison notamment de la quantité croissante de traces d'azote et de phosphore dans les eaux de mer. De plus, les marées vertes observées dans les mers entourant Belfast et Venise étaient corrélées à un rejet croissant de déchets d’origine humaine.
Jusqu’à aujourd’hui, le ramassage des algues vertes dans l’eau de mer ou sur les littoraux côtiers, par exemple les plages, constitue la seule solution pour gérer la prolifération des alguesUlva lactuca.
Ainsi, il existe un besoin de fournir un moyen de contrôle de la prolifération de l’algue verte du genreUlva, en particulier de l’espèceUlva,lactucaet/ou son éradication dans l’eau de mer contaminée ou sur le littoral contaminé.
Il existe également un besoin de contrôler la prolifération des alguesUlvad’une manière non dangereuse, en particulier sans émission de vapeurs acides toxiques, telles que les vapeurs d’H2S.
Un aspect de l’invention se rapporte à une utilisation d’une eau de mer collectée en mer Méditerranée pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin.
Dans certains modes de réalisation, ladite eau de mer est collectée à la latitude 43°14’N et à la longitude 5°21’E. Dans certains modes de réalisation, ladite eau de mer comprend un microorganisme vivant capable de promouvoir la mort de l’algue du genreUlva. Dans certains modes de réalisation, ledit microorganisme vivant est sélectionné dans le groupe consistant en des protozoaires, des bactéries et des virus.
Un autre aspect de l’invention se rapporte à une utilisation d’un ou plusieurs microorganisme(s) ayant pour origine une eau de mer collectée en mer Méditerranée pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin.
Dans certains modes de réalisation, ladite eau de mer est collectée à la latitude 43°14’N et à la longitude 5°21’E. Dans certains modes de réalisation, ledit microorganisme vivant est sélectionné dans le groupe consistant en des protozoaires, des bactéries et des virus.
Un autre aspect de l’invention se rapporte à un procédé pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin, comprenant une étape de contact entre ledit environnement marin et l’eau de mer collectée en mer Méditerranée.
Dans un autre aspect, l’invention se rapporte également à un procédé pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin, comprenant une étape de contact entre ledit environnement marin et un ou plusieurs microorganisme(s) ayant pour origine une eau de mer collectée en mer Méditerranée.
L’invention se rapporte aussi à une utilisation d’un ou plusieurs microorganisme(s) ayant pour origine une eau de mer collectée en mer Méditerranée dans un procédé pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin.
DEFINITIONS
Dans l’invention décrite ici, les termes et expressions suivantes sont définies comme suit :
  • “Environ” précédent une valeur englobe plus ou moins 10%, ou moins, de cette valeur. Il est entendu que la valeur auquel le terme « environ » se rapporte est elle-même spécifiquement, et préférentiellement, décrite.
  • “Prolifération” peut être défini comme se rapportant à une croissance rapide et excessive d’une population. Par extension, “prolifération d’algues” se rapporte à une croissance rapide et excessive d’algues dans un environnement marin donné. En pratique, la prolifération d’algues vertes est responsable du phénomène appelé “marée verte”, qui se définit comme une coloration verte de l’eau de mer en raison de la présence d’une concentration excessive en algues vertes dans un périmètre donné.
  • “Environnement marin” peut se définir comme se rapportant à un écosystème relatif à l’eau de mer, incluant la pleine mer, le rivage, les estuaires, le littoral côtier. En pratique, le littoral côtier inclue toute terre ou surface en contact direct avec la mer, par exemple les rochers, les plages.
  • “Contrôle” peut être défini comme faisant référence à la fois aux étapes, incluant une étape de prévention ou de prophylaxie, adoptées pour prévenir ou ralentir (diminuer) un phénomène délétère spécifique. Les environnements nécessitants ces étapes incluent les environnements faisant face à ce phénomène délétère spécifique, ainsi que les environnements susceptibles de faire face à ce phénomène délétère spécifique ou les environnements pour lesquels un phénomène délétère spécifique pourrait être prévenu. Le phénomène délétère spécifique est contrôlé avec succès si, après avoir reçu une quantité efficace de l’eau de mer collectée dans la mer Méditerranée selon l’invention, l’environnement montre une réduction observable et/ou mesurable en, ou une absence de, un ou plusieurs paramètres associés à ce phénomène délétère spécifique ; une meilleure qualité d’environnement. Les paramètres ci-dessus permettant de déterminer un contrôle efficace et une amélioration de l’environnement sont mesurables par des techniques de routine, qui sont familières pour un homme du métier. Dans un mode de réalisation, le phénomène délétère spécifique est une prolifération incontrôlée de macro algues, particulièrement de l’algue verteUlva lactuca.
  • “Prévenir” peut être défini comme se rapportant à l’action d’éviter la survenue, et/ou diminuer les chances de survenue d’au moins un paramètre associé à un phénomène délétère spécifique.
  • “Microorganisme vivant” peut être défini comme faisant référence à un microorganisme, comme par exemple un protozoaire, une bactérie ou un virus, capable de se diviser dans des conditions adaptées.
  • “Promouvoir la mort” peut être défini comme faisant référence à la capacité de tuer une cible. Par extension, “promouvoir la mort d’une algue” peut être défini comme faisant référence à tuer ou dégrader une algue. En pratique, les algues mortes ne sont plus capables de croitre, de se disperser et de former une marée verte.
Les expressions “algueUlva” et “algue du genreUlva”, telle qu’utilisées ici, se rapportent au même propos et peuvent se substituer l’une l’autre.
Les inventeurs ont observé que la prolifération incontrôlée d'Ulva lactuca, comme celles observées en mer Jaune ou en Bretagne, ne se produisent pas en mer Méditerranée. Cependant, on est en droit de s'attendre à une prolifération incontrôlée d'Ulva lactucaen mer Méditerranée si l'on considère, d’une part, l'absence de marées importantes (stagnation de l'eau), et d’autre part, la présence de sources abondantes d'azote et de phosphore. Les inventeurs ont montré de manière surprenante qu’il était possible de contrôler la prolifération incontrôlée d’Ulva lactucaen Bretagne en utilisant de l’eau de mer provenant d’un site précis de la mer Méditerranée.
Un aspect de l’invention se rapporte à l’utilisation d’une eau de mer collectée en mer Méditerranée pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin.
Un autre aspect de l’invention se rapporte à l’utilisation d’une eau de mer collectée en mer Méditerranée pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlva lactucadans un environnement marin qui le nécessite.
Dans le cadre de l’invention, “un environnement marin qui le nécessite” peut être défini comme se référant à un écosystème relatif à l’eau de mer faisant face ou susceptible de faire face à une prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlva.
Dans certains modes de réalisation, une algue du genreUlvaest sélectionnée dans un groupe comprenant une algue de l’espèceUlva acanthophora, Ulva anandii, Ulva arasakii, Ulva armoricana, Ulva atroviridis, Ulva beytensis, Ulva bifrons, Ulva brevistipita, Ulva burmanica Ulva californica, Ulva chaetomorphoides, Ulva clathrate, Ulva compressa, Ulva conglobata, Ulva cornuta, Ulva covelongensis, Ulva crassa, Ulva crassimembrana, Ulva curvata, Ulva denticulate, Ulva diaphana, Ulva elegans, Ulva enteromorpha, Ulva erecta, Ulva expansa Ulva fasciata, Ulva flexuosa, Ulva geminoidea, Ulva gigantea, Ulva grandis, Ulva hookeriana, Ulva hopkirkii, Ulva howensis, Ulva indica, Ulva intestinalis, Ulva intestinaloides, Ulva javanica, Ulva kylinii, Ulva lactuca, Ulva laetevirens, Ulva laingii, Ulva linearis, Ulva linza, Ulva lippii, Ulva litoralis, Ulva littorea, Ulva lobate, Ulva marginata, Ulva micrococca, Ulva mutabilis, Ulva neapolitana, Ulva nematoidea, Ulva ohnoi, Ulva olivascens, Ulva pacifica, Ulva papenfussii, Ulva parva, Ulva paschima, Ulva patengensis, Ulva percursa, Ulva pertusa, Ulva phyllosa, Ulva polyclada, Ulva popenguinensis, Ulva porrifolia, Ulva procera, Ulva profunda, Ulva prolifera, Ulva pseudocurvata, Ulva pseudolinza, Ulva pulchra, Ulva quilonensis, Ulva radiata, Ulva ralfsii, Ulva ranunculata, Ulva reticulata, Ulva rhacodes, Ulva rigida, Ulva rotundata, Ulva saifullahii, Ulva scandinavica, Ulva serrata, Ulva simplex, Ulva sorensenii, Ulva spinulosa, Ulva stenophylla, Ulva sublittoralis, Ulva subulata, Ulva taeniata, Ulva tanneri, Ulva tenera, Ulva torta, Ulva tuberosa, Ulva uncialis, Ulva uncinate, Ulva uncinate, Ulva usneoides, Ulva utricularis, Ulva utriculosa, Ulva uvoidesetUlva ventricosa.
Dans certains modes de réalisation, l’algue du genreUlvaest sélectionnée dans un groupe comprenant une algue de l’espèceUlva armoricanaetUlva lactuca. Dans un mode de réalisation, l’algue du genreUlvaest une algue de l’espèceUlva lactuca. Dans le cadre de l’invention, une algue de l’espèceUlva lactucapeut également se rapporter à une algueEnteromorpha.
Dans certains modes de réalisation, l’environnement marin peut être limité à des eaux de mer, en particulier de pleine mer, de rivage, d’estuaire, etc.
En pratique, évaluer si un environnement marin nécessite un contrôle de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvapeut être effectué en mesurant un ou plusieurs paramètres suivants, incluant la salinité moyenne de l’eau de mer, la température moyenne à la surface de l’eau de mer et la concentration moyenne d’Ulvadans cet environnement.
De manière illustrative, la mesure de la salinité moyenne de l’eau de mer, c’est à dire la concentration en sel (exprimée en grammes) par kg d’eau de mer, peut être effectuée par tout procédé connu dans l’état de l’art. Des exemples non-limitatifs de procédés adaptés pour mesurer la salinité moyenne de l’eau de mer incluent la mesure de la conductivité électrique (CE), la mesure de la quantité totale de solides dissous (QTSD). Dans certains modes de réalisation, un environnement marin nécessitant un contrôle et/ou une prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvaa une salinité moyenne comprise entre environ 30 g et environ 40 g de sel par kg d’eau de mer. Dans le cadre de l’invention, l’expression “entre environ 30 g et environ 40 g de sel par kg d’eau de mer” inclue 30 g, 31 g, 32 g, 33 g, 34 g, 35 g, 36 g, 37 g, 38 g, 39 g and 40 g de sel par kg d’eau de mer.
De manière illustrative, la mesure de la température moyenne de surface de l’eau de mer peut être effectuée par tout procédé connu dans l’état de l’art. Des exemples non-limitatifs de procédés adaptés pour mesurer la température moyenne de surface incluent l’utilisation de radiomètres à hyperfréquences satellitaires, de radiomètres à infrarouge (IR), de bouéesin situ. Dans certains modes de réalisation, un environnement marin nécessitant un contrôle et/ou une prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvaa une température moyenne de surface comprise entre environ 12°C et environ 25°C, préférablement entre environ 14°C et environ 20°C. Dans le cadre de l’invention, l’expression “entre environ12°C et environ 25°C” inclue 12°C, 13°C, 14°C, 15°C, 16°C, 17°C, 18°C, 19°C, 20°C, 21°C, 22°C, 23°C, 24°C et 25°C.
De manière illustrative, la mesure de la concentration moyenne d’une algue du genreUlvapeut être effectuée par tout procédé connu dans l’état de l’art. En pratique, la biomasse des algues dans l’eau de mer peut être évaluée par tout procédé bien établi, par exemple par les procédés décrits par Hambrook Berkman, J.A., et Canova, M.G. (2007, Algal biomass indicators (ver. 1.0): U.S. Geological Survey Techniques of Water-Resources Investigations, book 9, chap. A7, section 7.4). Des exemples non-limitatifs de procédés adaptés pour mesurer la biomasse des algues incluent la mesure de la biomasse carbonée représentée par la masse sèche sans cendres, la mesure du carbone organique en particule (COP), ou la quantification de la chlorophylle dans un échantillon d’eau de mer.
Dans certains modes de réalisation, la prolifération des algues vertes du genreUlvapeut être contrôlée dans l’eau de mer, en particulier avant que les algues s’échouent sur le littoral côtier, en particulier sur les rochers ou les plages.
Dans d’autres modes de réalisation, la prolifération des algues vertes du genreUlvapeut être contrôlée au niveau du littoral côtier, incluant toute terre ou surface en contact direct avec la mer, par exemple les rochers, les plages.
En pratique, l’eau de mer selon l’invention peut être mise en contact avec les algues du genreUlvaqui sont échouées sur le littoral côtier. Dans certains modes de réalisation, les alguesUlvasont tuées avant que leur biodégradation naturelle n’ait commencé. En pratique, la biodégradation naturelle est initiée lorsque des quantités significatives de vapeurs acides toxiques sont émises, en particulier des vapeurs d’H2S. De manière illustrative, une fois mortes, les algues vertes peuvent être manipulées et/ou stockées sans danger avant leur destruction finale.
Dans certains modes de réalisation, l’eau de mer selon l’invention promeut la mort des algues du genreUlva. Dans certains modes de réalisation, la mort des alguesUlvas’effectue sans émission de vapeurs acides, en particulier sans émission de vapeurs de H2S.
Dans certains modes de réalisation, ladite eau de mer est collectée à la latitude 43°14’N et à la longitude 5°21’E.
En pratique, l’eau de mer peut être collectée depuis la surface jusqu’à une profondeur d’au maximum 30 m. Dans le cadre de l’invention, l’expression “au maximum 30 m” inclue 1 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm, 30 cm, 40 cm, 50 cm, 60 cm, 70 cm, 80 cm, 90 cm, 1 m, 1.5 m, 2 m, 2.5 m, 3 m, 3.5 m, 4 m, 4.5 m, 5 m, 5.5 m, 6 m, 6.5 m, 7 m, 7.5 m, 8 m, 9 m, 10 m, 11 m, 12 m, 13 m, 14 m, 15 m, 16 m, 17 m, 18 m, 19 m, 20 m, 21 m, 22 m, 23 m, 24 m, 25 m, 26 m, 27 m, 28 m, 29 m et 30 m.
Dans certains modes de réalisation, l’eau de mer est collectée depuis à une profondeur comprise entre environ 10 cm et environ 10 m, préférablement entre environ 50 cm et environ 2 m.
Dans certains modes de réalisation, les échantillons d’eau de mer collectés sont conservés à une température comprise entre environ 10°C et environ 30°C, préférablement entre environ 15°C et environ 20°C, plus préférentiellement d’environ 20°C. Dans le cadre de l’invention, l’expression “entre environ 10°C et environ 30°C” inclue 10°C, 11°C, 12°C, 13°C, 14°C, 15°C, 16°C, 17°C, 18°C, 19°C, 20°C, 21°C, 22°C, 23°C, 24°C, 25°C, 26°C, 27°C, 28°C, 29°C et 30°C.
En pratique, avant son utilisation pour promouvoir la mort des algues du genreUlva, les échantillons d’eau de mer collectés peuvent être conservés pendant une durée d’au maximum 50 jours, préférablement au maximum 30 jours, plus préférentiellement au maximum 10 jours. Dans le cadre de l’invention, l’expression “au maximum 50 jours” englobe 50, 49, 48, 47, 46, 45, 44, 43, 42, 41, 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 jours et 1 jour.
Dans certains modes de réalisation, ladite eau de mer comprend un microorganisme vivant capable de promouvoir la mort de l’algue du genreUlva.
Dans certains modes de réalisation, la mort de l’algue du genreUlvapeut être évaluée par la décoloration des tissus verts de l’algue en tissus blancs. En pratique, l’observation des tissus blancs morts (nécrotiques) peut être évaluée visuellement ou évaluée au moyen d’un microscope optique. Dans certains modes de réalisation, les tissus blancs peuvent être observés entre environ 1 jour et environ 15 jours après contact entre l’eau de mer selon l’invention et les algues du genreUlva. Dans le cadre de l’invention, l’expression “entre environ 1 jour et environ 15 jours” englobe 1 jour, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 et 15 jours.
En pratique, ledit microorganisme vivant est sélectionné dans le groupe consistant en des protozoaires, des bactéries et des virus.
Dans certains modes de réalisation, le microorganisme selon l’invention peut être concentré, isolé et/ou caractérisé.
Dans certains modes de réalisation, le microorganisme selon l’invention peut être purifié à partir de l’eau de mer selon l’invention. Selon l’utilisation qui en est faite ici, le terme “purifié” fait référence à une étape permettant l’isolement du microorganisme selon l’invention, en tant que principe actif, des autres organismes vivants contenus dans l’eau de mer selon l’invention. Les autres organismes vivants incluent les algues, le phytoplancton, etc.
La concentration, l’isolement et la caractérisation des microorganismes peuvent être effectués par tout procédé adapté connu de l’état de la technique.
Dans certains modes de réalisation, le microorganisme peut être filtré à partir d’un échantillon d’eau de mer collecté en utilisant, par exemple, des filtres membranaires, des filtres Seitz, des filtres en verre fritté et/ou des filtres bougies. En pratique, le filtre peut avoir une taille de pore s’échelonnant entre environ 0.01 µm et environ 10 µm. Dans le cadre de l’invention, l’expression “entre environ 0.01 µm et environ 10 µm” inclue 0.01 µm, 0.02 µm, 0.03 µm, 0.04 µm, 0.05 µm, 0.06 µm, 0.07 µm, 0.08 µm, 0.09 µm, 0.1 µm, 0.2 µm, 0.3 µm, 0.4 µm, 0.5 µm, 0.6 µm, 0.7 µm, 0.8 µm, 0.9 µm, 1 µm, 2 µm, 3 µm, 4 µm, 5 µm, 6 µm, 7 µm, 8 µm, 9 µm et 10 µm.
Dans certains modes de réalisation, les amibes peuvent être filtrées en utilisant un filtre avec une taille de pore s’échelonnant entre environ 1 µm et environ 10 µm. Dans certains modes de réalisation, les bactéries peuvent être filtrées en utilisant un filtre avec une taille de pore s’échelonnant entre environ 0.05 µm et environ 10 µm, préférablement entre environ 0.1 µm et environ 8 µm. Dans certains modes de réalisation, les virus peuvent être filtrés en utilisant un filtre avec une taille de pore s’échelonnant entre environ 0.01 µm et environ 1.5 µm, préférablement entre environ 0.1 µm et environ 1 µm.
Dans certains modes de réalisation, le microorganisme peut être centrifugé par centrifugation différentielle, optionnellement après précipitation avec du polyéthylène glycol (PEG). On peut se référer aux protocoles décrits par Lawrence et Steward (Purification of viruses by centrifugation. 2010; Manual of aquatic viral ecology; Chapter 17, 166-181).
La caractérisation des microorganismes peut être effectuée par tout procédé adapté connu de l’état de la technique. De manière illustrative, le séquençage haute performance (Next-generation sequencing (NGS)) de l’intégralité du génome du microorganisme peut être effectué après extraction des acides nucléiques issus du microorganisme. En pratique, les acides nucléiques viraux peuvent être extraits en utilisant, par exemple le kit « QIAamp Viral RNA Mini Kit » (QIAGEN®) ou le kit « Pure Link® viral RNA/DNA Mini Kit » (Invitrogen®). Les acides nucléiques génomiques bactériens peuvent être extraits en utilisant, par exemple le kit « Illustra bacteria genomicPrep Mini Spin Kit » (GE Health Life Sciences®) ou le kit « NEBNext® Microbiome DNA Enrichment Kit » (New England Biolabs®).
Dans un mode de réalisation, le microorganisme vivant est un protozoaire, en particulier une amibe.
Comme utilisé ici, le terme “protozoaires” inclue des protozoaires marins, ce qui englobe des actinopodes, comme par exemple des radiolaires, des héliozoaires, des acanthaires ; des foraminifères, comme par exemple des monothalames, des polythalames ; des amibes, comme par exemple des gymnamoebiens, des thécamoebiens. Dans le cadre de l’invention, l’expression “protozoaires marins” englobe des amibes marines.
Des exemples non-limitatifs d’amibes marines incluent les amibes du genreClydonella; du genreLingulamoeba, comme par exempleL. leei; du genreMayorella, comme par exempleM. gemmifera; du genreNeoparamoeba, comme par exempleN. branchiphila; du genreVannella, comme par exempleV. aberdonica,V. miroides; du genreVermistella, comme par exempleV. Antarctica; du genreVexillifera, comme par exempleV. minutissima,V. tasmaniana.
Dans un mode de réalisation, le microorganisme est une bactérie, en particulier une bactérie marine.
Des exemples non-limitatifs de bactéries marines incluent les bactéries du genreBacillus, comme par exempleB. megaterium,B. thuringiensis; du genreFlavobacterium, comme par exempleFormosa agariphila; du genreHalomonas, comme par exempleH. profundus,H. hydrothermalis; du genrePseudomonas, comme par exempleP. guezennei; du genreSaccharophagus, comme par exempleS. degradans; du genreVibrio, comme par exempleV. azureus,V. proteolyticus.
Dans un mode de réalisation, le microorganisme est un virus.
Dans certains modes de réalisation, le virus appartient à la famille desMimiviridae.
Dans certains modes de réalisation, le virus appartenant à la famille desMimiviridaeest du genreCafeteriavirus, du genreKlosneuvirus, du genreMimivirus, du genreTupanvirus, etc.
Un aspect de l’invention se rapporte à un procédé pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin, comprenant une étape de contact entre ledit environnement marin et l’eau de mer collectée en mer Méditerranée.
Un aspect de l’invention se rapporte à un procédé pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin qui le nécessite, comprenant une étape de contact entre ledit environnement marin et l’eau de mer collectée en mer Méditerranée.
Un autre aspect de l’invention se rapporte à un procédé pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin, comprenant une étape de contact entre ledit environnement marin et un ou plusieurs microorganisme(s) ayant pour origine une eau de mer collectée en mer Méditerranée.
Un autre aspect de l’invention se rapporte à un procédé pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin qui le nécessite, comprenant une étape de contact entre ledit environnement marin et un ou plusieurs microorganisme(s) ayant pour origine une eau de mer collectée en mer Méditerranée
Dans un autre aspect, l’invention se rapporte à l’utilisation d’un ou plusieurs microorganisme(s) ayant pour origine une eau de mer collectée en mer Méditerranée dans un procédé pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin.
Dans un autre aspect, l’invention se rapporte à l’utilisation d’un ou plusieurs microorganisme(s) ayant pour origine une eau de mer collectée en mer Méditerranée dans un procédé pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin qui le nécessite.
La Figure 1 représentent des photographies d’algues Enteromorpha. Fig. 1A : une algue verte tubulaire Enteromorpha a été collectée en novembre 2018 après une marée verte dans le fjord de Trieux sur le littoral côtier nord de la Bretagne (48°46’ N, 3°6’O). Fig. 1B : la forme tubulaire disparait après une incubation pendant un mois à 20°C et une exposition à la lumière du jour avec de l’eau de mer collectée en juin 2018 dans la baie de Marseille (43°18’ N 5°16’E soit le site de prélèvement X dans la Fig. 2). Fig. 1C : l’algue Enteromorpha évolue en une algue Ulva lactuca typique après trois mois à 20°C et une exposition à la lumière du jour.
La Figure 2 représente un schéma montrant une analyse statistique de la prolifération in vitro de l’algue Ulva lactuca bretonne dans différents échantillons d’eau de mer prélevés dans la baie de Marseille. Les échantillons d'eau de mer ont été collectés en juin 2018 sur trois sites différents dans la baie de Marseille. Le site de prélèvement X a pour coordonnées 43°18’N, 5°16’E ; le site de prélèvement Y a pour coordonnées 43°15’N, 5°19’E et le site de prélèvement Z a pour coordonnées 43°14’N, 5°21’E. Les échantillons d'eau de mer ont été divisés en trois groupes de tubes (n=36). Les algues Ulva lactuca collectées en Bretagne en juin 2018 à Brehec (littoral côtier nord de la Bretagne 48°43’N 2°6’O) ont été coupées en morceaux de 1 cm2 et déposées dans les trois groupes de tubes correspondant aux sites de prélèvement X, Y et Z de la baie de Marseille collectés un jour avant échantillonnage (J1). La prolifération de l’algue Ulva lactuca a été effectuée à 25°C dans des tubes de 50 ml d’eau de mer fermés par un adhésif pour induire une anoxie. Une prolifération a été observée dans 25 tubes/36 (69%) pour le site de prélèvement X correspondant à la pleine mer, alors qu’elle n’était que de 14 tubes/36 (39%) pour le site de prélèvement Y et seulement de 1 tube/36 (2,7%) pour le site de prélèvement Z, le plus proche de la côte (voir le graphique inséré). Dans les tubes où Ulva lactuca pouvait proliférer, la confluence a été atteinte au bout d'une semaine et une acidité a été détectée. Aucune acidité n'a été observée dans les tubes où Ulva lactuca ne pouvait pas se développer et Ulva lactuca est devenue blanche au bout de 5 jours. L'eau de mer du site Z a été conservée pendant 30 (J30) à 180 jours (J180) avant d'être à nouveau incubée avec l'algue Ulva lactuca bretonne. Une prolifération a été observée dans 12 tubes/36 (33%) pour J30 et dans 36 tubes/36 (100%) pour J180 (voir le graphique inséré).
La Figure 3 représentent des photographies montrant la comparaison de trois états différents de l’algue Ulva lactuca par microscopie optique. Fig. 3A : l’algue Ulva lactuca devient blanche dans les 5 jours après incubation à 20°C et exposition à la lumière du jour en présence d’eau de mer correspondant au site de prélèvement Z de la baie de Marseille. Fig. 3B : Microscopie optique (10X) de l’algue Ulva lactuca blanche. Le tissu de l'algue Ulva lactuca n'est pas affecté par une organisation régulière des cellules de l’algue. Fig. 3C : Microscopie optique (10X) de l’algue Ulva lactuca en bonne santé. Fig. 3D : Microscopie optique (10X) de l'algue Ulva lactuca après biodégradation acide. Le tissu de l'algue Ulva lactuca est perturbé par la libération de chlorophytes qui restent verts malgré l'anoxie. Les photographies sont réalisées avec un appareil photo Nikon D3100 couplé à un microscope Nikon Eclipse Ti L100 (Nikon, Tokyo, Japon).
EXEMPLES
L’invention est par ailleurs illustrée par les exemples suivants.
1) Matériels et Méthodes
a) Polymorphisme de l’algue Ulva lactuca :
Les algues vertes ont été collectées sur le littoral côtier nord de la Bretagne. Leur prolifération a été effectuéein vitrodans les échantillons d’eau de mer collectés dans la baie de Marseille (Provence, sud de la France). L’algue verte tubulaireEnteromorphaa été collectée en novembre 2018 après une marée verte dans le fjord du Trieux sur le littoral côtier nord de la Bretagne (48°46’N, 3°6’O). L’incubation a été réalisée pendant un mois à 20°C et exposition à la lumière du jour avec une eau de mer collectée en juin 2018 au nord de la baie de Marseille (43°18’N, 5°16’E).
b) Prolifération de l’algue Ulva lactuca :
Les échantillons d’eau de mer ont été collectés en juin 2018 à 3 différents endroits dans la baie de Marseille (Fig. 2). Les échantillons d’eau de mer ont été divisés en 3 groupes de tubes (n=36). L’algueUlva lactucabretonne collectée en juin 2018 à Brehec (littoral côtier nord de Bretagne 48°43’N 2°6’O) a été découpée en morceaux d’environ 1 cm2et placés dans les trois groupes de tubes Falcon (50 ml) correspondant aux sites de prélèvement X, Y et Z de la baie de Marseille collectés un jour avant échantillonnage (J1). L’acidité a été testé avec un pH mètre de la marque Crison (Barcelone, Espagne).
c) Microscopie optique :
Les observations par microscopie optique (10X) ont été effectuées sur des algues sainesUlva lactucaavant confluence, après biodégradation acide, et sur les alguesUlva lactucablanches après 5 jours en présence d’échantillon d’eau collecté au site de prélèvement Z dans la baie de Marseille. Les photographies ont été prises avec un appareil photo Nikon D3100 couplé à un microscope Nikon Eclipse Ti L100 (Nikon, Tokyo, Japon).
2) Résultats
a) L’algue Ulva lactuca bretonne peut se développer dans l’eau de mer de la Méditerranée et montre différents phénotypes vis-à-vis de la salinité
L’algueUlva lactucaest présente dans la baie de Marseille et apparaît chaque année de février à mars avant de disparaître rapidement au printemps. La prolifération incontrôlée de l’algueUlva lactucan’a jamais été signalée dans la baie de Marseille alors que cette baie présente une concentration élevée en phosphate et en azote et des plages peu profondes. Une première hypothèse pourrait être que l’algueUlva lactucabretonne puisse facilement proliférer en Bretagne mais ne pas se développer dans la mer Méditerranée. Ce n’est pas le cas et l’algueUlva lactucabretonne peut se développer rapidement avec les eaux marines de la baie de Marseille (Fig. 1). Le polymorphisme de l’algueUlva lactucaa été testé avec une algue tubulaire verte appeléeEnteromorpha(Fig. 1A), prélevée dans le fjord de Trieux près de la ville de Paimpol (Bretagne-Nord), laquelle évolue en une algueUlva lactucatypique après trois mois à 20°C et une exposition à la lumière du jour (Fig. 1C). Cette expérience illustre l’importance de la salinité dans le polymorphisme de l’algueUlva lactucatel que décrit précédemment (Rybak, Ecological Indicators, 2018, 85, 253-261).
b) La prolifération de l’algue Ulva lactuca est différente en fonction du site et de la temporalité de l’échantillonnage de l’eau de mer prélevée dans la baie de Marseille
Une analyse statistique a été réalisée avec des échantillons d’eau de mer prélevés sur trois sites différents dans la baie de Marseille (Fig. 2). Les échantillons d’eau de mer ont été divisés en trois groupes de tubes (n = 36). La biodégradation naturelle sur les plages se produit lorsque l’algueUlva lactucaatteint une confluence induisant une anoxie caractérisée par la production d’hydrogène sulfuré H2S. Pour simuler ce processus naturel, la prolifération d’Ulva lactucaa été réalisée à 25°C dans de l’eau de mer dans des tubes de 50 ml fermés avec un ruban adhésif pour induire une anoxie. Les alguesUlva lactucabretonnes ont été découpées en morceaux de 1 cm2et placées dans les trois groupes de tubes correspondant aux sites de prélèvement X, Y et Z de la baie de Marseille prélevés un jour avant l’échantillonnage (J1).
En ce qui concerne les trois sites différents, le nombre de tubes où une prolifération pourrait se produire n’est pas le même. Une prolifération a été observée dans 25 tubes/36 (69%) pour le site de prélèvement X correspondant à la pleine mer, alors qu’elle était de 14 tubes/36 pour le site de prélèvement Y et de seulement 1 tube/36 pour le site de prélèvement Z, le plus proche de la côte. Dans les tubes oùUlva lactucane pouvait pas se développer, l’algueUlva lactucadevenait blanche en cinq jours à la lumière du jour à 20°C, sans qu’une acidité soit détectée (Fig. 3A). Ce phénotype blanc de l’algueUlva lactucan’était pas similaire à l’aspect blanc déshydraté de l’algueUlva lactucaobservée en Bretagne, lorsque l’algueUlva lactucareste sur le rivage à marée basse. Dans les tubes oùUlva lactucapouvait proliférer, la confluence a été atteinte au bout d’une semaine et une acidité a été observée, en accord avec le processus naturel de biodégradation de l’algueUlva lactuca(Dominguez et Loret, Mar Drugs. 2019 juin 14 ; 17 (6). Pii : E357). Comme observé dans les conditions naturelles,Ulva lactucaest restée verte lors de la biodégradation. L’eau de mer provenant du site de prélèvement Z (Fig. 2) a été conservée pendant 30 (J30) à 180 jours (J180) avant d’être à nouveau incubée avec l’algueUlva lactucabretonne et une prolifération a été observée dans 12 tubes/36 pour J30 et 36 tubes/36 pour J180 (Fig. 2). Le principe actif qui favorise la mort des cellules de l’algueUlva lactucabretonnes n’est pas un produit polluant qui aurait produit le même effet de J1 à J180. Les autres algues bretonnes (principalement brunes) n’étaient pas affectées par les eaux de mer de la baie de Marseille (données non présentées).
c) La comparaison par microscopie optique de trois états de l’algue Ulva lactuca montre que les tissus blancs ne sont pas dégradés
Le phénomène observé sur laFig. 3Amontrant une algueUlva lactucaayant un aspect blanchâtre a été étudié au niveau tissulaire par microscopie optique. LaFig. 3Bmontre que le tissu blanc de l’algueUlva lactucan’est pas affecté et possède une organisation régulière des cellules, comparable à celle de l’algueUlva lactucaen bonne santé, qui présente un thalle composé de cellules serrées avec des chlorophytes présentes dans le cytoplasme, ce qui donne une couleur verte aux cellules (Fig. 3C). La couleur blanche observée sur laFig. 3Bindique que les cellules sont mortes mais que cette mort n’est pas due à un macro-prédateur ni à des conditions environnementales qui auraient perturbé l’organisation tissulaire, comme illustré à laFig. 3C. L’explication la plus plausible pour expliquer ce phénomène est qu’un microorganisme spécifique d’Ulva lactucacontrôle sa prolifération en mer Méditerranée. Seule une attaque de microorganismes pourrait expliquer cette mort rapide des cellules d’Ulva lactucasans lésion tissulaire.
3) Discussion
Les virus sont bien connus pour leur participation dans le contrôle de la prolifération incontrôlée des microalgues, mais ceci n’a pas encore été démontré dans le cas des macro-algues. Le control de la prolifération des microalgues par des virus a été récemment observé aux Etats-Unis dans le cas de deux microalgues,Aureococcus anophagefferensqui provoque des marée verte nocive sur la côte est (Moniruzzaman et al.,Front Microbiol. 2018, 9,752-758) ouTetraselmisà Hawaii (Schvarcz and Steward,Virology2018, 518,423-433). Dans ces deux cas, ces phénomènes sont attribués à des virus récemment découverts et nommés virus géants. Les virus géants ont tout d’abord été découverts dans les amibes (La Scola, B., et al.,Science2003, 299, 2033-2038). Il est intéressant de noter que des amibes en mouvement ont été détectées au microscope sur laFig. 3B. Alors que la plupart des virus connus depuis un siècle avaient une taille <400 nm, avec par exemple 160 nm pour le VIH ou 20 nm pour les plus petits (virusParvoviridaeinfectant les porcs), les virus géants ont une taille pouvant atteindre 1 µm. Depuis lors, des virus géants ont été découverts dans le monde entier, infectant de nombreuses espèces, en particulier des espèces marines (Abergel et al.,FEMS Microbiol Rev2015, 39, 779-796).
La prolifération incontrôlée de l'algueUlva lactucademeure une source de problèmes qui pourrait empirer avec le réchauffement climatique global. Cependant, il existe une théorie d’une loi naturelle appelée « Tuez le gagnant » (« Kill the winner ») qui pourrait s’appliquer pour interrompre la prolifération de l’algueUlva lactuca. Lorsqu'il y a prolifération d'une espèce, un prédateur de cette espèce semble contrôler cette prolifération. Parmi les prédateurs naturels les plus puissants, le plus gros n’est pas forcément le plus efficace. L'apparition d'un prédateur spécifique d'Ulva lactucapeut être une conséquence de la concentration élevée de prédateurs en mer Méditerranée, comme par exemple des virus, des bactéries marines et des amibes. Les virus sont les entités biologiques les plus abondantes dans les eaux de mer. On peut même les trouver dans la zone bathypélagique (1 000 à 2 000 m de profondeur) et la mer Méditerranée semble avoir la plus forte concentration, principalement dans la zone épipélagique (5 m). Si les procaryotes et les algues unicellulaires semblent être les principaux hôtes viraux, seules 9% des séquences obtenues à partir de la fraction virale avaient une origine virale identifiable et aucune recherche n'a été menée avec des séquences spécifiques des virus géants. La dynamique du prédateur peut être différente en ce qui concerne les températures, ce qui pourrait expliquer pourquoi l’algueUlva lactucadisparaît dans la baie de Marseille au printemps lorsque la température atteint 15°C.
Les expériences décrites dans le cadre de l’invention démontrent qu'il est possible de contrôler la prolifération de l’algue bretonneUlva lactucaavec des échantillons d'eau de mer de la baie de Marseille. Ce contrôle est réalisé par un principe actif vivant microscopique et sa concentration n'est pas la même en différents sites de la baie de Marseille.

Claims (10)

  1. Utilisation d’une eau de mer collectée en mer Méditerranée pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin.
  2. Utilisation selon la revendication1, caractérisée en ce que ladite eau de mer est collectée à la latitude 43°14’N et à la longitude 5°21’E.
  3. Utilisation selon la revendication1ou2, caractérisée en ce que ladite eau de mer comprend un microorganisme vivant capable de promouvoir la mort de l’algue du genreUlva.
  4. Utilisation selon la revendication3, caractérisée en ce que ledit microorganisme vivant est sélectionné dans le groupe consistant en des protozoaires, des bactéries et des virus.
  5. Utilisation d’un ou plusieurs microorganisme(s) ayant pour origine une eau de mer collectée en mer Méditerranée pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin.
  6. Utilisation selon la revendication5, caractérisée en ce que ladite eau de mer est collectée à la latitude 43°14’N et à la longitude 5°21’E.
  7. Utilisation selon la revendication5ou6, caractérisée en ce que ledit microorganisme vivant est sélectionné dans le groupe consistant en des protozoaires, des bactéries et des virus.
  8. Procédé pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin, comprenant une étape de contact entre ledit environnement marin et l’eau de mer collectée en mer Méditerranée.
  9. Procédé pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin, comprenant une étape de contact entre ledit environnement marin et un ou plusieurs microorganisme(s) ayant pour origine une eau de mer collectée en mer Méditerranée.
  10. Utilisation d’un ou plusieurs microorganisme(s) ayant pour origine une eau de mer collectée en mer Méditerranée dans un procédé pour le contrôle et/ou la prévention de la prolifération incontrôlée d’une algue du genreUlvadans un environnement marin.
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