La premi¨¨re forme de photosynth¨¨se apparue sur la terre primitive contribue-t-elle toujours significativement aux flux de carbone dans les ¨¦cosyst¨¨mes contemporains ?

La premi¨¨re forme de photosynth¨¨se, apparue il y a ~-3,5 milliards d¡¯ann¨¦es, ¨¦tait anoxyg¨¦nique . Cette derni¨¨re ¨¦tait l¡¯apanage de microorganismes ana¨¦robies particuliers : les bact¨¦ries phototrophes anoxyg¨¦niques (BPA) synth¨¦tisant de la bact¨¦riochlorophylle, pigment absorbant l¡¯¨¦nergie lumineuse dans le proche infra-rouge. Ces bact¨¦ries ont ainsi, certainement, grandement influenc¨¦ l¡¯environnement aux pr¨¦mices de la Vie sur Terre. Cependant, dans les ¨¦cosyst¨¨mes contemporains, l¡¯importance ¨¦cologique de ces microorganismes semble limit¨¦e. La tr¨¨s grande majorit¨¦ de la fixation du CO2 et de l¡¯¨¦nergie lumineuse est, en effet, le r¨¦sultat de la photosynth¨¨se oxyg¨¦nique utilisant comme pigment la chlorophylle. La bact¨¦riochlorophylle ne contribue que tr¨¨s faiblement (de 0.1 ¨¤ 10%) aux pigments photosynth¨¦tiques totaux (bact¨¦riochlorophylle +chlorophylle) dans les environnements actuels ¨¦tudi¨¦s ¨¤ ce jour (e.g., oc¨¦ans, lacs).

Des observations r¨¦p¨¦t¨¦es d¡¯eau pr¨¦sentant une coloration rose tr¨¨s prononc¨¦e dans des r¨¦servoirs d¡¯eau de brom¨¦liac¨¦e-citernes en for¨ºt tropicale en Guyane fran?aise, nous ont conduits ¨¤ initier une ¨¦tude sur les BPA dans ces ¨¦cosyst¨¨mes. Cette coloration sugg¨¦rait, en effet, la pr¨¦sence de microorganismes riches en pigments carot¨¦no?des, une particularit¨¦ des BPA. Pour documenter l¡¯importance ¨¦cologique de la photosynth¨¨se anoxyg¨¦nique dans ces syst¨¨mes, nous avons, notamment, quantifier les teneurs en pigments photosynth¨¦tiques et identifier les populations microbiennes r¨¦sidentes dans de nombreux r¨¦servoirs de brom¨¦liac¨¦es.

Nous avons enregistr¨¦ des concentrations extr¨ºmement ¨¦lev¨¦es en bact¨¦riochlorophylle dans ces r¨¦servoirs et ¨¦tabli que ce pigment, contribuant pour plus de 40% aux pigments photosynth¨¦tiques totaux, est synth¨¦tis¨¦ par une communaut¨¦ de BPA dont certaines populations sont capables de fixer le CO2 et/ou l¡¯azote atmosph¨¦rique. Compte tenu de la densit¨¦ des brom¨¦liac¨¦es, ces derni¨¨res constituent un habitat aquatique fragment¨¦ majeur (> 50000 L d¡¯eau par ha) dans les for¨ºts tropicales. La photosynth¨¨se anoxyg¨¦nique pourrait donc influencer substantiellement les cycles biog¨¦ochimiques du carbone et de l¡¯azote et les transferts d¡¯¨¦nergie ¨¤ l¡¯¨¦chelle globale dans ces syst¨¨mes terrestres contemporains.

Pourquoi les brom¨¦liac¨¦es constituent un habitat privil¨¦gi¨¦ pour les BPA reste une question ouverte. Il peut ¨ºtre propos¨¦ qu¡¯au cours de l¡¯¨¦volution ces bact¨¦ries photosynth¨¦tiques et ces plantes aient d¨¦velopp¨¦ des relations ¨¤ b¨¦n¨¦fice r¨¦ciproque. Une probl¨¦matique majeure dans les domaines de l¡¯Evolution et de l¡¯Ecologie sera ¨¦galement de quantifier les flux de carbone et d¡¯¨¦nergie transitant dans ces syst¨¨mes via la photosynth¨¨se anoxyg¨¦nique. En effet, ceci pourrait nous conduire ¨¤ revoir l¡¯importance des BPA dans le fonctionnement de la Terre contemporaine et donc dans le bilan ¨¦nerg¨¦tique global.


1- Photosynth¨¨se sans production d¡¯oxyg¨¨ne
2- Organisme vivant dans des environnements d¨¦pourvus d¡¯oxyg¨¨ne
3- Photosynth¨¨se produisant de l¡¯oxyg¨¨ne. Elle est r¨¦alis¨¦e dans les syst¨¨mes aquatiques par le phytoplancton (cyanobact¨¦ries et eucaryotes unicellulaires pigment¨¦s) synth¨¦tisant de la chlorophylle comme principal pigment photosynth¨¦tique
4- Plantes, communes en for¨ºts tropicales. Leurs feuilles dispos¨¦es en rosette , forment un r¨¦servoir permettant de retenir l¡¯eau et les d¨¦bris organiques.