Capacité d’acclimatation des diatomées aux contraintes environnementales

Les diatomées sont un groupe majeur de microalgues retrouvées dans de nombreux écosystèmes aquatiques et qui occupent une place primordiale dans la biosphère. Pour faire face aux contraintes environnementales aussi bien locales que globales, transitoires ou durables, les diatomées doivent mettre en place des stratégies d’acclimatation impliquant différents compromis physiologiques et réponses génomiques. Etudier ces capacités d’acclimatation permettrait non seulement de comprendre leur évolution passée, mais aussi d’anticiper leur devenir face aux changements globaux. Dans cette étude, nous avons exploré les capacités d’acclimatation des diatomées en intégrant des études physiologiques, morphologiques et transcriptomiques.

Après avoir séquencé le transcriptome de Thalassiosira weissflogii, des expériences d’acclimatation à un gradient hyposalin à court (5 jours) et à long terme (2 ans) ont été réalisées. Nous avons pu constater, chez cette espèce euryhaline, une fitness et une physiologie relativement proches quel que soit le gradient hyposalin ou quelle que soit la durée d’acclimatation imposés. En revanche, cette différence temporelle a entrainé une modification forte du transcriptome. En effet, après 2 ans d’acclimatation, le coût transcriptionnel pour un certain nombre de gènes semble réduit. Certains gènes appartenant au métabolisme énergétique ou à l’incorporation du carbone inorganique semblent s’ajuster. Cette reprogrammation transcriptomique, qui n’est pas sans conséquence sur la morphogénèse des valves, pourrait constituer une évolution de la tolérance à la salinité de la souche T. weissflogii.

Pour mieux comprendre les stratégies d’acclimatation chez les diatomées, une étude comparative entre la diatomée côtière T. weissflogii et la diatomée océanique T. oceanica à des gradients couplés de pH et de salinité révèle un effort transcriptionnel différents et relativement spécifique pour ces deux espèces malgré une fitness homogène. Alors que le gradient salin entraine une expression différentielle plus importante que celle observée pour le gradient pH chez T. oceanica, l’inverse est observé chez T. weissflogii. L’homéostasie du pH cytosolique est dépendante de ces deux facteurs abiotiques mais sa régulation est elle aussi relativement différente pour ces deux espèces traduisant une gestion différente de cette homéostasie.

Nous proposons que les diatomées ont, au cours de l’évolution et des adaptations à différents milieux de vie, développé des stratégies d’acclimatation relativement spécifiques qui s’ajustent en fonction de la durée du stress pour optimiser leur fitness.