Les cyanobactéries exceptionnelles
Tout comme les plantes, les cyanobactéries exploitent une enzyme nommée ribulose bisphosphate carboxylase, ou RuBisCo, pour transformer le dioxyde de carbone en biomasse. RuBisCo, l’une des protéines les plus répandues dans la nature, existe sous plusieurs formes. La plus courante, appelée RuBisCo de forme I, utilise généralement une structure connue sous le nom de carboxysome, ce qui lui permet de réagir sélectivement avec le dioxyde de carbone sans interférences avec l’oxygène, facilitant ainsi le processus de photosynthèse. En revanche, certains organismes possédant une forme moins classique, la forme II, n’ont pas de carboxysome mais parviennent tout de même à constituer leur biomasse à partir de dioxyde de carbone, même dans des milieux pauvres en oxygène.
En règle générale, les organismes ne possèdent qu’une seule forme de RuBisCo, a précisé Alex Jaffe, auteur principal et chercheur postdoctoral en sciences des systèmes terrestres. Ainsi, il a été étonné de découvrir une exception à cette règle lors de ses études sur la fixation du carbone chez les microbes marins. En analysant l’ADN d’échantillons d’eau de mer prélevés dans des profondeurs au large des côtes d’Amérique centrale et du Sud, il s’est aperçu que certains échantillons d’ADN d’eaux peu profondes avaient été mélangés par erreur. Il a alors découvert que les cyanobactéries présentes sur ces échantillons semblaient posséder des gènes pour les deux formes de RuBisCo. « Ma première réaction a été de penser que c’était probablement une erreur », a déclaré Jaffe.
Des recherches supplémentaires ont confirmé que les deux formes de l’enzyme étaient effectivement présentes et utilisées activement pour la photosynthèse chez les cyanobactéries des eaux peu profondes, bien que des tests supplémentaires soient nécessaires pour comprendre comment ces organismes exploitent ces deux formes. « Avoir deux versions, indique Jaffe, pourrait permettre d’éliminer davantage de dioxyde de carbone de l’eau, par rapport à si l’on n’en avait qu’une, ou potentiellement de le faire un peu plus efficacement. »
L’efficacité pourrait être essentielle pour la survie des cyanobactéries, là où les échantillons ont été prélevés, dans une zone de minimum d’oxygène située entre 50 et 150 mètres de profondeur, où le dioxygène et la lumière sont limités. « Il est très difficile de vivre dans cet environnement, souligne Dekas. Pour un organisme photosynthétique, une faible luminosité signifie peu d’énergie. »
Bon à savoir
- Les cyanobactéries jouent un rôle crucial dans les écosystèmes aquatiques en tant que producteurs primaires.
- La diversité génétique de RuBisCo chez certaines cyanobactéries pourrait avoir des implications dans la recherche sur le stockage du carbone.
- Les environnements à faible oxygène, comme les zones de minimum d’oxygène, sont des lieux d’étude importants pour comprendre les adaptations des organismes photosynthétiques.