Au printemps, les glaciers alpins se teintent de plus en plus souvent d'une nuance rouge orangée, due à l'efflorescence d'une microalgue, Sanguina nivaloides, circulant dans l'eau de fonte de la neige. Comment parvient-elle à se multiplier dans un tel environnement ?
Afin de percer les mystères de son adaptation, des chercheurs de l'Irig ont analysé l'architecture cellulaire de Sanguina nivaloides en microscopie électronique 3D.
Ils ont observé que sa membrane cellulaire est parcourue de petites rides qui augmentent sa surface de contact avec l'extérieur. Cette « ruse » permet à l'algue de mieux extraire les ions nécessaires à sa croissance, dans un milieu extrêmement pauvre en nutriments.
À l'intérieur de la cellule, une autre surprise attendait les biologistes. L'algue est dotée d'un chloroplaste unique, dont les thylakoïdes – des structures lamellaires, sièges de la photosynthèse – s'ouvrent en éventail de façon à capter la lumière provenant de toutes les directions ! Une adaptation astucieuse à un milieu diffusant fortement la lumière. De plus, les mitochondries sont placées au plus près du chloroplaste afin d'optimiser l'utilisation de l'amidon qu'il synthétise et la production de l'énergie nécessaire à la microalgue.
Les scientifiques ont également étudié les pigments rouges de l'algue. Constitués de caroténoïdes, ils protègeraient l'algue contre les radicaux libres oxydants dans un milieu exposé à une lumière de très vive intensité et non pas contre le rayonnement ultraviolet.
L'étude de Sanguina nivaloides n'est pas achevée. Il reste à comprendre comment l'algue s'adapte à un milieu radicalement différent après la fonte des neiges, quand elle pénètre dans le sol. Le temps presse car son écosystème est menacé par la réduction de l'enneigement en montagne.
Ce travail a été réalisé dans le cadre du consortium Alpaga (Lire Alpalga explore les micro-algues des neiges alpines). Celui-ci réunit le Laboratoire de physiologie cellulaire et végétale de l'Irig (CNRS-CEA-INRAE-Université Grenoble Alpes), le Laboratoire d'écologie alpine (CNRS-UGA-Université Savoie Mont Blanc), le Jardin du Lautaret (CNRS-UGA), l'Institut des géosciences de l'environnement (CNRS-IRD-UGA) et le Centre d'étude de la neige du Centre national de recherches météorologiques (Météo-France et CNRS).