L’algue « Sanguina nivaloides » tire parti des premiers centimètres de la neige | Polarjournal
Les microalgues sont capables de conquérir les sommets et les pôles en s’adaptant aux conditions de vie dans les interstices de la neige. Image : Jean-Gabriel Valay / Jardin du Lautaret / UGA / CNRS

Les structures cellulaires de l’algue qui fait rougir la neige fondante au printemps en montagne et en été dans les régions polaires viennent d’être décrites à l’échelle microscopique.

Une cellule rouge dans une lumière blanche sans ombre. Du « sang sur la neige », ce phénomène, qui apparaît au printemps sur les glaciers et en été dans les pôles, a été observé et interrogé par plus d’une personne, randonneurs, scientifiques, au cours du temps : en 300 avant notre ère, Aristote s’interrogeait déjà sur sa nature, bien avant le botaniste et naturaliste Horace Bénédict de Saussure qui en a proposé au XVIIIe siècle une description. En 1918, des échantillons de neige colorée ont été ramenés en Europe par les expéditions de John Ross au Groenland.

Mais il faudra encore une bonne centaine d’années pour que l’origine du « sang des neiges » soit réellement décrite : il s’agit d’une algue, appelée Sanguina nivaloides. Et quelques années de plus pour percer certains des mystères gravitant autour de ce végétal. Une équipe française de recherche, dont Eric Maréchal du Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale de Grenoble a observé ces algues dans des courants d’eau liquide autour des cristaux de glace. « Elles sont photosynthétiques, peuvent survivre pendant des mois et sont sensibles au gel », apprend-on dans l’étude parue ce 18 novembre dans Nature Communication.

Comme la culture en laboratoire de Sanguina nivaloides n’est pas possible, des échantillons de neige contenant les algues ont été collectés sur le Brévent et le Galibier dans les Alpes, sur le mont Olympe et dans la région de Trondheim en Norvège.

Les chercheurs ont donc pu les observer de près, grâce à des images obtenues par microscopie. Image : J. Ezzedine / Alpalga

C’est ainsi qu’ils ont pu voir que cette algue rouge évoluait dans de minuscules circuits d’eau dans la neige. Au printemps dans les Alpes, celle-ci contient en effet 10 à 20 % d’eau liquide. « J’ai été cette année en expédition au mois d’août dans le Scoresby Fjord avec Greenlandia », se rappelle-t-il, pour situer l’époque de l’efflorescence arctique de Sanguina nivaloides.

Contre toute intuition, ces algues sont sensibles au froid : conservées à -4°c, elles meurent en une nuit. Sous le premier centimètre de neige, elles vivent aux alentours du point de fusion (0°C), dans cette pellicule d’eau qui ne gèle pas parce qu’elle contient des minéraux, un peu comme l’eau sur une route de montagne, alliée contre le verglas. Les algues se multiplient grâce à ces minéraux, bien qu’ils soient rares, à l’instar du phosphore, essentiel.

« On a analysé le contenu de la neige avec et sans algue et on a vu qu’elle avait absorbé tout le phosphore », remarque Eric Maréchal. Ce résultat vient conforter l’hypothèse qui tourne autour des étranges rides à l’extérieur de leur unique cellule. « Cela augmente de 10 % la surface d’échange, elles ont donc plus de contact avec leur environnement », décrit-il.

Architecture tridimensionnelle de la cellule d’algue des neiges Sanguina nivaloides. Image : Grégory Si Larbi / LPCV

Dans la cellule, le phosphore est stocké dans des lipides que les chercheurs ont analysés. « On en déduit qu’elles économisent le phosphore, elles sont en mode résistance », explique-t-il. Pour construire ces lipides, et étanchéifier les parois de leurs cellules, elles brisent les molécules d’eau grâce à l’énergie du soleil au cours de la photosynthèse.

L’anatomie de leurs organes photosynthétiques est différente des autres végétaux. Ils sont orientés dans toutes les directions, pour que la chlorophylle capte la lumière qui arrive de tous les côtés, reflétée par les cristaux de glace.

Cette lumière à profusion est cependant excessive et entraîne la production de radicaux libres qui brûlent les molécules de la cellule. Pour se défendre, Sanguina nivaloides fabrique un pigment rouge, des caroténoïdes qui absorbent cette énergie.

Une fois totalement fondue, les algues s’enfoncent dans la terre, mais les chercheurs en savent encore très peu sur la façon dont elles survivent jusqu’aux prochaines neiges.

Camille Lin, PolarJournal

Lien vers l’étude : Ezzedine, J.A., Uwizeye, C., Si Larbi, G., Villain, G., Louwagie, M., Schilling, M., Hagenmuller, P., Gallet, B., Stewart, A., Petroutsos, D., Devime, F., Salze, P., Liger, L., Jouhet, J., Dumont, M., Ravanel, S., Amato, A., Valay, J.-G., Jouneau, P.-H., Falconet, D., Maréchal, E., 2023. Adaptive traits of cysts of the snow alga Sanguina nivaloides unveiled by 3D subcellular imaging. Nat Commun 14, 7500. https://doi.org/10.1038/s41467-023-43030-7.

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